陈耀辉

海洋石油工程（青岛）有限公司 山东青岛 266520

随着近几年我国船舶事业的发展非常迅速，再加上电气自动化技术突飞猛进的发展，使得船舶与电气在自动化技术相结合，再这样的情况下我国船舶领域的发展也是越来越好。在此基础上我们国家还积极的向国外的一些国家学习先进的技术以求将本国电气自动化技术进行完善。这样做的目的技术帮助我国船舶事业更好的发展下去。但是随着技术不断的发展，在船舶电气设备等一些方面还是存在着很多的问题，而这些问题是值得需要我们去解决的其中最为重要的就是在设备故障方面的一些问题，因为这些问题对船舶的行驶以及日后的发展有着非常重要的作用。因此，根据这些情况要对船舶设备进行养护和维修的工作，这样可以确保船舶电气自动化在世界上占据着领先的位置，同时还可以更好的发展下去。

1 海洋船舶电气工程系统应用要点

1.1 智能电力推进系统

传统的电力推进系统在应对现代工程船舶越来越大的吨位和越来越多的用途时显得力不从心，因此需要先进的电力推进系统来满足工程船舶对动力推进的要求，因此电力推进系统也是工程船舶电力工程的重要组成部分，该系统由船舶布置、推进、机电配置的要求进行设计，包含柴油发电系统、变频调速系统和计算机自动控制系统，通过自动化控制系统可以根据船舶所需的动力进行智能调配，带动驱动和控制设备的运转。电力推进系统在于优秀的可操纵性，尤其是在长期低速的情况下的动力定位要求[1]。由于工程船舶具有大功率的电力系统，因此当无负荷的情况下可以用大功率电站作为供电系统作为动力来源，从而实现低速移位。智能电力推进系统是由无线传感网络、远程监控系统和执行模块构成的。整个系统由数个终端和路由构成的节点，然后在设置由协调器控制的执行模块，构建一个树形拓扑结构无线传感网络。协调器可以根据传感器接受环境数据进行显示，并且可以选择显示哪一块区域的传感器的信号，同时可以将数据处理之后通过DTU传输到PC控制系统，远程通信监控可以将信号和数据库中的信息进行比对，计算出合适的推进力和推进时间，将计算出的数据通过无线传输系统发送到协调器指挥执行模块。而执行模块则根据系统的命令进行智能化执行。该系统价值体现在能够自主合理的分配动力系统，能够有效地节省工程船舶的能源消耗，节约工程船舶的运营成本，为提高经济性做出一定的贡献。

1.2 动力定位系统

工程船舶上的动力定位系统是仅靠推进器的推理作用使得工程船舶能够自动保持位置，该系统的价值在于保障工程船舶的工作稳定性，减少由于外界环境的干扰产生的位移。在现实中，工程船舶的使用环境是在水流中，受到海上风浪、风力、水流等影响，容易产生移动，而工程船舶在工作时需要保持位置的稳定性，因此需要先进的DP系统来完成这个任务。DP系统可以通过设置在船身周围的传感器和收集到的周边风速、风向、水流等情况，通过计算机的智能化处理调整船舶上各个不同推进器的推理大小和方向，从而保持工程船舶本身的稳定性，使得工程船舶的作业不受其他环境因素的影响。DP系统有几个分级，比如0级、1级、2级和3级，按照工程船舶对该系统的不同要求选择合适的等级，其中3级是最高级别，拥有的功能是最完善的，装备3个自动定位和航向保持的动力定位系统。

1.3 科学敷设电缆

（1）冷藏室电缆需要采用明线敷设方法，其余的电装件也要采取明安装方案。（2）如果电缆要穿过冷藏室隔热层绝缘体时，此时要将电缆敷设在金属管当中，并且使用水密填料封堵管道两端。（3）舱室的电缆如果采用明线敷设方法，需要采用滞燃塑料槽保护线缆。（4）船舱、天花板等外露位置的电缆，很容易受到客观因素遭到破坏或腐蚀，所以要采用外部隔离装置或沟槽给予保护。（5）明敷电缆必须要铺设整齐，并且不会阻碍通道。（6）电缆要避免安装在有易燃易爆、腐蚀性强的空间内，如氧气间、油漆间、蓄电池室等。对于查明电缆要采用金属管防护，并且要做好金属管的密封工作。（7）电缆不得穿越油舱，否则会提升安全风险，如果是特殊情况必须要穿越油舱，可以采用无缝隙管进行穿越敷设，但要确保管子和舱壁焊接足够紧密，还需要进行防腐操作。（8）电缆敷设如果需要进行弯折操作，则要预留一定的曲率，曲率半径要大于线缆直径的6倍。如果采用束线缆敷设方案，则选择的最大线缆外径可以作为弯曲参数。（9）无线室内不得出现不存在关系的线缆，如果一定要穿过无线室或辐射在无线室内，则需要采用金属管道防护，保证安全接地[2]。

1.4 海上遇险安全技术

海工船舶在全球海域进行工程作业，可能会遇到各种各样的风险，其中，气象风险以及暗礁、海底结构物风险尤为突出，气象风险不可控，可能随时发生，而暗礁及海底结构物一般是潜藏在海底的，也不易发现，这些对于船舶的安全作业具有较大的威胁。目前针对海工船舶的海上遇险安全技术研究正在深入开展，对于提升船舶海上施工的安全性具有一定的作用，在进行海上遇险安全技术研究前，船舶海上运行主要的安全保护措施是通过值班室报务员接收和发出求救信号，再进行相应措施实施，这种安全技术一般是在危险发生后才开始实施的，安全救护滞后，效率较低。而海上遇险安全技术主要是通过卫星通讯向相应区域进行相应航情的及时传达，让船舶及时了解运行中遇到的风险，掌握现在的风险信息等，这样就能有效对于风险进行规避，提升海上施工安全性。

1.5 全球定位系统

海工船舶的作业中，全球定位系统对于船舶的定位能够发挥有效作用。全球定位系统能够对于地面设备信号进行接收和传达，能够使用空间卫星，进行地面监控，为船舶提供全天的定位导航信息，这种定位系统的保密性较好，成本也不高，是目前主要的海上定位设备。全球定位技术的应用，还能为海上救援提供准确的船舶定位，在船舶遭遇安全威胁和行驶故障的情况下，船舶向相关的站点或指挥中心传递求救信息号，其中就包含了对于自身的准确定位信息，让救援能够精准达到，对于提升救援的准确性，节省救援时间都具有积极作用。

2 船舶电气数字化、智能化发展趋势

2.1 系统监控综合化

因为目前电气设备已经具备了较强的功能，同时在船舶中获得了大量的运用，能够实现更加灵活的资源配置。伴随计算机技术的不断发展，逐渐达到了人机接触外表的设计标准，操作相对灵活，主菜单创建、操作便利，分类图片的转型与运行是非常灵活的，能够通过相应的软件针对各种功能进行选择，经过屏幕按钮可以直接选择。然而，按照性能需求不同的船舶在新时期的先进程度要求，然而单一的运用程序必然会逐渐转向于综合监测系统，由于运用了整体监督的方式，能够形成双重又或是多重冗余，其对于加强整个系统又或是船舶自身的可靠性有着非常重要的促进作用[3]。

2.2 系统网络化

工业生产可以达到自动化生产目标最为重要的缘由之一便是总线技术与数字化技术的运用，然而总线技术的运用，达到了各种信号线间的集成，为模块与模块之间、设备与模块之间的通信创造了标准化的信号通道。现场总线技术是一类双向的数字通信技术，能够运用于现场设备连接、模块与控制装置连接。现阶段的现场总线技术大都运用双层网络架构，第一层大多运用于收集数据和传送网，而第二层则是控制网，控制网往往运用冗余结构，以加强整个系统的可靠性。为了提升其安全性，分散风险，系统能够划分成大量的子网，例如推进系统网、电力监控系统网以及消防系统网等等，系统的网络化设定，不但能够达到各个子系统间的功能集合，同时还能够使得分布式系统在数据收集与控制平台相互融合，并且还具备极强的主动性。如果系统控制平台当中的部分设备破损，必然会对其它设备的运行造成影响，设备冗余又或是网络冗余、不间断后备电源，在一定程度上加强了系统的生存能力。各个网络系统的整体优势便是运用高层次与数字化的自动化技术以代替最初的人工操作，推动船舶制造业又好又快的发展。

2.3 海洋工程数字化技术

海洋工程作业尤其是深水海洋工程作业，具有高技术、高风险和高成本的特点，将数字仿真技术应用于海洋工程船舶施工的方案论证、设计分析、生产制造、试验维护、人员训练等领域，可以极大地降低海上施工作业风险，提高海上作业效率。基于海洋环境水力动力学建模与实时解算技术、海洋工程装备运动建模、分布式实时仿真、虚拟现实仿真等关键技术，海洋工程领域数字化技术可以得到更高效、更安全的应用。

3 结语

在船舶的电气技术中，包含了很多自动化、智能化的技术应用，对于提升船舶整体性能具有一定的作用。目前的船舶电气自动化、数字化和智能化技术，有很多还在进一步研究和发展中。若结合海洋工程施工中遇到的问题和短板，积极研究、探索开展数字化解决方案，将更好地推动海洋工程领域数字化转型的研究和实践工作。