自动化设备技术管理.ppt

第十一章 动力装置自动化设备的技术管理 第一节 船舶动力装置自动化的发展趋势 一、船舶自动化的发展阶段 1、单个系统的自动化 50年代后期陆用的自动控制系统开始应用于船舶动力装置，实现了某些单个系统的自动化，如自动舵、自动锅炉、柴油机装置的压力、温度和液位的自动调节等。 2、一般自动化船舶 60年代初实现了集中控制室控制的一般一般自动化船舶，对机舱机器实行集中控制、集中监视及摇控，在机舱中设置具有隔音和空调设备的集中控制室，整个机舱的动力装置只需1人值班，主机还可由驾驶台摇控。 3、机舱无人操作船 从1964年开始发展机舱无人操作船，其特点是把机舱作为一个整体实现自动化。 航行时主机由驾驶室摇控，取消轮机员液班及节假日值班，至少能实现24h机舱无人值班。轮机人员主要是进行日常的维修工作，劳动条件及劳动强度大为改善，经济性、安全性都有很大提高，人员编制进一步缩减。 4、超自动化船 1969年以后，电子计算机的应用使船舶自动化程度进一步提高。电子计算机的应用已经不只局限于机舱自动化的范畴，而是在导航、机舱、装卸、技术管理等各方面实现了综合自动化。在机舱方面，主要是用计算机进行控制、巡回检测、记录轮机日志、故障诊断、管理系统等。在采用电子计算机的超自动化船上，安全性提高38.25%，经济性提高26.98%，而劳动强度下降34.36%。 5、未来船舶：1985年10月德国建造了两艘“未来船舶”。日本、英国等也着手研制自动化程度更高的“智能船舶”，其主要特点是船员减少到12~14名，船员不分部门编制，实现机驾合一； 采用新材料和航天技术，包括先进的信息处理、先进的软件和摇控设备，实现全船综合自动化；采用综合节能措施；设有豪华的船员休息娱乐中心；采用抛落式救生艇和其它提高安全性措施。展望未来，可能在今后不多年内出现无人操作的船舶。 二、自动化型式及其特点 目前在机舱自动化中，对机械设备的控制，主要有电动自动控制、气动自动控制和液压自动控制。 1、电动式：利用电控制的电机、电磁离合器等来推动机械操纵手柄的电动远距离控制方式。在控制回路的信号传递、调节作用的运算功能等方面有突出优点，易于实现计算机控制。但在驱动功率方面不如气动和液压，管理上较麻烦。 2、气动式：通过电气控制装置和气压驱动机械来实现远距离操纵。 其驱动功率大，安装方便，气动执行部件与机器操纵系统密切结合，动作平稳可靠。但由于空气的可压缩性，其追随性能较差。过去在主机燃控系统中，曾认为电气混合式比较理想，因电子程序控制器灵活、可靠，且功能强，而气动驱动机构又与主机起动空气系统密切结合，动作平稳可靠。但近来一些厂家，如Sulzer公司重新采用全气动的主机摇控系统，其原因仍是气动元件的集成化，在功能上的大为改善，本来就有较高的可靠性。 3、液压式：通过电的控制装置和油压驱动机构，来实现远距离控制操纵。其驱动功率大、控制性能好。但它要求有独立的动力源，液压元件的控制精度高，造价较贵。 三、发展趋势 1、在系统设计方面向微机网络化方向发展 过去以大型计算机为中心的综合系统，由于每一系统只适用于某一船型、机型，难以实现标准化、通用化，经济性和可靠性都较差。采用微机网络不但可以解决这些问题，而且便于建立船舶管理中心，监视和贮存全船运行参数，从而便于进行故障预测和诊断，便于实现船队控制管理一体化。 2、船舶定员人数将进一步减少：为了节约船员工资费用，有的公司提出船舶定员目标是11人。传统的驾驶员、轮机员将由统一技术的“船舶操纵员”所取代。 3、在自动化设备功能上发展专家智能控制系统：专家智能控制系统是用计算机的智能程序—专家系统，来代替人的部分智能活动的一种人机知识处理系统。由于船上定员减少、轮换周期缩短，使船员对气象、海况、机器工况和系统的熟悉程度降低，为了确保航行安全，由具有高功能、高精度、高可靠性的传感器采集有关船舶运行、外界环境的全面信息，经专家系统协助人们进行船舶的操纵和管理。 4、大量船内作业转到岸上进行 随着船舶自动化程度的进一步提高和船员数量的减少，岸上支援的作用会更为重要。船岸一体花管理信息系统的实现，可提供广阔海域的气象和海况预报，可提供出入港航线情报，指导船舶运行，确保船舶航行安全。机器的检修和船舶进出港作业，不得不越来越多地依靠岸上支援体系。另外，光纤数字传输技术和多媒体技术在船舶自动化领域的应用也非常引人注目。 第二节 船舶动力装置自动化的管理 一、对自动化设备的要求 各国船级社规范对获得不同入级附加标志的自动化船舶虽有不同的要求，按基本内容是一致的。其主要要求是： 1、自动化系统的电气和电子设备应适应船舶的正常环境条件，如不受盐雾、温度、油雾和霉菌等的影响。 2、所有自动化系统的各种设备，应在下列环境条件下正常工作： （1）环境温度：机舱及主控制站