船舶機(jī)艙自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)分析

船舶機(jī)艙自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)分析摘要：船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)和控制自動(dòng)化是船舶技術(shù)發(fā)展的重要方向，它通過(guò)集成傳感器、控制系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)艙內(nèi)各種設(shè)備和系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、自動(dòng)調(diào)節(jié)和故障診斷。隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷進(jìn)步，船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)和控制自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)從最初的單一控制發(fā)展到現(xiàn)在的集成化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化水平。這些系統(tǒng)不僅提高了船舶的運(yùn)行效率和安全性，還減少了人為操作的復(fù)雜性和出錯(cuò)概率。關(guān)鍵詞：船舶機(jī)艙；自動(dòng)化；智能化；控制管理1、引言隨著全球航運(yùn)業(yè)的快速發(fā)展，船舶的規(guī)模和復(fù)雜程度不斷增加，對(duì)機(jī)艙監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)和控制自動(dòng)化的發(fā)展，旨在提高船舶的安全性和運(yùn)行效率，減少人為操作錯(cuò)誤，以及降低船舶的運(yùn)營(yíng)成本。傳統(tǒng)的船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)和控制依賴于人工操作和簡(jiǎn)單的自動(dòng)化設(shè)備，存在著響應(yīng)慢、精度低、可靠性差等問(wèn)題。隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)和控制自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)步。現(xiàn)代船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)和控制自動(dòng)化系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)收集機(jī)艙內(nèi)各種設(shè)備的工作數(shù)據(jù)，通過(guò)先進(jìn)的算法和模型分析，自動(dòng)調(diào)整設(shè)備的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)最佳的性能和效率。同時(shí)，這些系統(tǒng)還能夠及時(shí)診斷和預(yù)報(bào)潛在的故障，為船舶的維護(hù)和管理提供科學(xué)依據(jù)。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的應(yīng)用，船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)和控制自動(dòng)化將進(jìn)一步提升船舶的智能化水平，實(shí)現(xiàn)更加高效、安全和環(huán)保的航運(yùn)。2、船舶機(jī)艙自動(dòng)化的概念船舶機(jī)艙自動(dòng)化是指利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備，對(duì)船舶機(jī)艙內(nèi)的各種機(jī)械設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)控制和智能管理的過(guò)程。這一概念的核心在于通過(guò)減少人工干預(yù)，提高船舶機(jī)艙的運(yùn)行效率和安全性，同時(shí)降低運(yùn)營(yíng)成本。船舶機(jī)艙自動(dòng)化涉及到多個(gè)方面，包括動(dòng)力系統(tǒng)的自動(dòng)控制、機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、故障診斷與預(yù)測(cè)、以及機(jī)艙內(nèi)環(huán)境參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)等。這些自動(dòng)化系統(tǒng)通常由傳感器、執(zhí)行器、控制器、通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理中心等組成，它們協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)艙內(nèi)各種設(shè)備和系統(tǒng)的全面監(jiān)控和管理。船舶機(jī)艙自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，不僅能夠提高船舶的運(yùn)行效率和可靠性，還能夠減輕船員的工作負(fù)擔(dān)，提高船舶的安全性和環(huán)保性能。隨著科技的不斷進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，船舶機(jī)艙自動(dòng)化系統(tǒng)將進(jìn)一步提升船舶的智能化水平，為航運(yùn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。3、船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)和控制自動(dòng)化發(fā)展分析3.1船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)自動(dòng)化發(fā)展分析3.1.1船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀實(shí)現(xiàn)船舶機(jī)艙的監(jiān)測(cè)自動(dòng)化是船舶機(jī)艙自動(dòng)化發(fā)展中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是不可或缺的一部分。要實(shí)現(xiàn)船舶設(shè)備和裝置自動(dòng)控制的關(guān)鍵在于對(duì)于機(jī)艙設(shè)備和裝置的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)和報(bào)警。在船舶機(jī)艙中自動(dòng)化監(jiān)測(cè)主要包括對(duì)于裝置和設(shè)備的重要參數(shù)的監(jiān)測(cè)和船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)。（1）船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)一般地，現(xiàn)代化遠(yuǎn)洋船舶都為“無(wú)人機(jī)艙”，實(shí)現(xiàn)“無(wú)人機(jī)艙”的前提是船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用和完善。船舶機(jī)艙報(bào)警系統(tǒng)有報(bào)警、參數(shù)和狀態(tài)的記錄打印、參數(shù)的分組顯示、數(shù)據(jù)趨勢(shì)分析、延伸報(bào)警、閉鎖報(bào)警、自檢功能等，其航行時(shí)船舶機(jī)艙設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)及報(bào)警信息分析等都會(huì)集中顯示在遠(yuǎn)程操作站的操作面板中，報(bào)警信息還延伸至輪機(jī)員休息室、輪機(jī)長(zhǎng)及其駕駛臺(tái)等部位。其中自檢功能只局限與對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本身的元器件進(jìn)行自檢。（2）基于CAN總線和工業(yè)以太網(wǎng)船舶監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的不斷完善，船舶工業(yè)中開(kāi)始廣泛應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線作為現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)，上層網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)成局域網(wǎng)，形成全分布的網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。CAN總線是到目前為止應(yīng)用在船舶監(jiān)測(cè)系統(tǒng)最廣泛的一種總線形式,目前在船舶工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的趨勢(shì)只增不減。①現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線是一種基于自動(dòng)化控制底層的工業(yè)數(shù)據(jù)總線及其數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，用于解決船舶機(jī)艙控制器、執(zhí)行器以及智能儀表等機(jī)艙現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通訊，還有集控室與機(jī)艙設(shè)備控制系統(tǒng)的信息通訊，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以串行通信網(wǎng)絡(luò)的方式對(duì)船舶機(jī)艙設(shè)備及控制器之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，主要是監(jiān)測(cè)、控制等信息傳遞，以完成自動(dòng)化控制、監(jiān)測(cè)和管理的功能REF_Ref4789\w\h]?，F(xiàn)場(chǎng)總線具有多種標(biāo)準(zhǔn)和多種協(xié)議，船舶工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的CAN總線和Profilbus總線就是現(xiàn)場(chǎng)總線的一種?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)有以下特點(diǎn)：①通信的公開(kāi)性；②設(shè)備之間相互的可操作性；③智能化，是智能診斷發(fā)展重要的契機(jī)。③高度的分散性；③具有較強(qiáng)環(huán)境自適應(yīng)力。所以在船舶機(jī)艙被廣泛應(yīng)用。②CAN總線CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)，國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一，是一種能夠?qū)崿F(xiàn)分布式實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)通信具有抗干擾性、實(shí)時(shí)性等特點(diǎn)。有以下優(yōu)點(diǎn)：①CAN總線網(wǎng)絡(luò)通信具有智能化；②機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，開(kāi)發(fā)周期短，性價(jià)比高；③高可靠性和智能化診斷能力。所以CAN總線能適應(yīng)環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強(qiáng)和振動(dòng)大的船舶機(jī)艙現(xiàn)場(chǎng)，被廣泛應(yīng)用到船舶工業(yè)領(lǐng)域。③工業(yè)以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)是基于IEEE802.3的網(wǎng)絡(luò)，其主要由網(wǎng)絡(luò)部件、連接部件和通信介質(zhì)構(gòu)成，其通信介質(zhì)的材質(zhì)為工業(yè)雙膠線和光纖，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的控制器的通信處理器等都能滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的要求。工業(yè)以太網(wǎng)主要用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)控制，其主要有以下優(yōu)點(diǎn)：①應(yīng)用廣泛；②可以遠(yuǎn)程進(jìn)行對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的訪問(wèn)以及遠(yuǎn)程對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行診斷；③通信速率高，網(wǎng)絡(luò)速度快。但在實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，工業(yè)以太網(wǎng)還能夠有效解決實(shí)時(shí)性和確定性問(wèn)題。（3）典型的船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)目前在船舶自動(dòng)化領(lǐng)域，挪威Kongsberg公司研發(fā)了好幾種類型的船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)，首先有基于CAN總線的DataChiefC20型船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)，并在船舶工業(yè)領(lǐng)域得到了比較廣泛的應(yīng)用，此后Kongsberg公司研發(fā)了K-Chief型系列船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)，其中比較典型的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為K-Chief500型監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和K-Chief500系統(tǒng)是比較典型的船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)，研究分析船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展，其兩個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都是基于CAN總線和工業(yè)以太網(wǎng)。①DCC20監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要有遠(yuǎn)程操作站、現(xiàn)場(chǎng)操作站、分布式處理單元(DPU)、系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)（SGW）、雙處理通信控制器（dPSC）和值班呼叫系統(tǒng)組成。DPU是該系統(tǒng)的核心單元，連接現(xiàn)場(chǎng)傳感器，實(shí)現(xiàn)模擬量或數(shù)字量的輸入，然后通過(guò)CAN總線輸送到系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)，以更新ROS的數(shù)據(jù)庫(kù)，而dPSC主要是處理子CAN總線的信息，連接系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)和dPSC是工業(yè)以太局域網(wǎng)，以此完成監(jiān)測(cè)作用。該系統(tǒng)主要的特點(diǎn)是是DPU的模塊化設(shè)計(jì)，智能I/O模塊。該系統(tǒng)除了監(jiān)測(cè)報(bào)警功能，還有綜合控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)旁控制。②K-Chief500K-Chief500船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖3-1所示，其結(jié)構(gòu)組成和系統(tǒng)功能與DCC20系統(tǒng)基本相同，只不過(guò)在操作站和人機(jī)接口做了改進(jìn)。集控室是CAN與以太局域網(wǎng)的系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)，用dPSC將主機(jī)控制系統(tǒng)、機(jī)艙監(jiān)測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)等連在兩條網(wǎng)線上。船舶內(nèi)部通過(guò)主管信息系統(tǒng)與管理層，或與岸上以太網(wǎng)，或通過(guò)衛(wèi)星通信與公司互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控圖3-1K-Chief500系統(tǒng)（4）船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)分析①傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，其利用物理定律或物質(zhì)的物理、化學(xué)、生物特性，將非電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。近年來(lái)隨著傳感器工藝、新特性物質(zhì)的不斷研發(fā)，加上計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，其檢測(cè)能力和精度得到了快速的提高，還有極高溫、極低溫、微壓差以及超高壓等的檢測(cè)方法都有較為理想的進(jìn)展。商品化的光電式傳感器、電禍流傳感器、超聲波檢測(cè)技術(shù)、紅外檢測(cè)技術(shù)等作為新型傳感器的代表被廣泛用于工業(yè)、軍事及醫(yī)療等領(lǐng)域，代表著非接觸式傳感技術(shù)的成熟。微處理器及微控制器等大規(guī)模集成電路的成本和價(jià)格不斷降低，功能和集成度不斷提高，智能傳感器的研究也就成為了近年來(lái)傳感器發(fā)展的重要方向。智能傳感器是指?jìng)鞲衅鲀?nèi)部集成了智能控制芯片，使其具備了故障自檢、自調(diào)零、自校準(zhǔn)、自補(bǔ)償、自動(dòng)選擇等智能功能，智能傳感器的另一特性是其具備的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸能力，可配置各種數(shù)字通信接口，因此更方便采用計(jì)算機(jī)集成監(jiān)控技術(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行集成和遠(yuǎn)程監(jiān)視等領(lǐng)域的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者正在致力于探索新現(xiàn)象、新理論，采用新技術(shù)、新工藝、新材料研發(fā)新型傳感設(shè)備，或提高現(xiàn)有傳感器的轉(zhuǎn)換效能、轉(zhuǎn)換范圍以及其它技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。傳感器的研究未來(lái)的發(fā)展方向?qū)⑾蛑呔?、集成化、微型化及智能化方向不斷發(fā)展。②實(shí)時(shí)通信技術(shù)實(shí)時(shí)性技術(shù)是工業(yè)監(jiān)控的基本要求，增強(qiáng)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)通信的確定性和實(shí)時(shí)性，一般可以同時(shí)采取多種措施，如擴(kuò)寬信道帶寬、采用交換路由技術(shù)、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、選擇合適的傳輸控制協(xié)議等，現(xiàn)代工業(yè)化技術(shù)一般可以保證在網(wǎng)絡(luò)暢通情況下數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_定性和實(shí)時(shí)性指標(biāo)。③信息采集技術(shù)信息采集技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，針對(duì)定制的目標(biāo)數(shù)據(jù)源，按照事先約定的通信協(xié)議將傳感器轉(zhuǎn)換好的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式封裝，通過(guò)專用信道傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行顯示、抽取、挖掘及處理，從而為各種數(shù)據(jù)服務(wù)程序提供輸入數(shù)據(jù)的過(guò)程。信息采集的關(guān)鍵是數(shù)據(jù)通信模塊的研制，包括模擬量模塊、數(shù)字量模塊等，還有一些特殊的物理量，如脈沖信號(hào)等則需要專用的采集模塊。船舶常用的通信協(xié)議一般為及總線協(xié)議，因此根據(jù)不同的協(xié)議類型需要設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的總線數(shù)據(jù)采集模塊。3.1.2船舶機(jī)艙自動(dòng)化監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀（1）在產(chǎn)品研發(fā)方面國(guó)外船舶機(jī)艙自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品研發(fā)有德國(guó)的SISHIPIMAC系統(tǒng)和日本的CAT系統(tǒng)，近些年來(lái)Kongsberg公司通過(guò)對(duì)K-Chief500系統(tǒng)的升級(jí)改進(jìn)，如K-Chief700系統(tǒng)更加注重模塊化和集成化，相較于以前的系統(tǒng)模塊安裝更具有靈活性和綜合性。目前國(guó)內(nèi)船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)目前也有眾多研發(fā)比較成熟的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，例如交通部上海船舶運(yùn)輸研究所研發(fā)的Y8800網(wǎng)絡(luò)型機(jī)艙監(jiān)控系統(tǒng)和Lonworks網(wǎng)絡(luò)的STI-VC2100MA艦船監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，企業(yè)研發(fā)的基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)LAN與CAN現(xiàn)場(chǎng)總線的CJBW310系列船用監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)和基于以太網(wǎng)的船舶監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)等。（2）機(jī)艙監(jiān)測(cè)自動(dòng)化未來(lái)的研究方向在21世紀(jì)微電子、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)，影響著我們的生活及個(gè)股領(lǐng)域，船舶工業(yè)領(lǐng)域勢(shì)必也將會(huì)收到影響，特別地，近幾年在船舶監(jiān)測(cè)自動(dòng)化方面有出現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算的船舶監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究以及基于嵌入式系統(tǒng)的船舶監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究。所以船舶監(jiān)測(cè)自動(dòng)化在未來(lái)勢(shì)必受到以下影響或有一定的發(fā)展趨勢(shì)：①嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)是以中央處理器為核心、軟件和硬件與集合一體的以及可獨(dú)立工作的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其在近些年微電子技術(shù)以及芯片技術(shù)的快速發(fā)展下，嵌入式系統(tǒng)的功能越來(lái)越強(qiáng)，其在工業(yè)控制、信息化家電等技術(shù)領(lǐng)域快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：小型化，其主要結(jié)構(gòu)集成在芯片內(nèi)部；可靠性高；實(shí)時(shí)性好；環(huán)境惡劣的工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性好等特點(diǎn)。由于船舶機(jī)艙的特殊性，以及對(duì)于自動(dòng)控制系統(tǒng)的可靠性、數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性等要求，特別是船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性具有更高要求，所以嵌入式系統(tǒng)在船舶機(jī)艙自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景，其體積小和實(shí)時(shí)性都具有其他計(jì)算機(jī)沒(méi)有的功能。②云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算是大數(shù)據(jù)和信息化飛速發(fā)展的時(shí)代的產(chǎn)物，云計(jì)算是將許多計(jì)算資源整合起來(lái)，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，以網(wǎng)絡(luò)形式進(jìn)行云計(jì)算服務(wù)和數(shù)據(jù)出處，以達(dá)到數(shù)據(jù)的共享。其具有虛擬化、高效的運(yùn)算能力、靈活性高、可靠性高以及可擴(kuò)展性等特點(diǎn)。在船舶機(jī)艙領(lǐng)域乃至船舶工業(yè)具有較大的潛力。物聯(lián)網(wǎng)是指利用各種傳感器、紅外線感應(yīng)器等設(shè)備，采集聲、光、位置、溫度、電力等信息，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)之間與人物之間的信息和管理，進(jìn)一步延展了互聯(lián)網(wǎng)的功能，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等領(lǐng)域應(yīng)用，推動(dòng)了智能化發(fā)展。相信在船舶機(jī)艙自動(dòng)化領(lǐng)域有一定的發(fā)展趨勢(shì)。3.1.3船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)自動(dòng)化發(fā)展分析總結(jié)通過(guò)分析船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)發(fā)展現(xiàn)狀和研究現(xiàn)狀以及對(duì)其關(guān)鍵關(guān)鍵技術(shù)的研究，船舶監(jiān)測(cè)自動(dòng)化（1）現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在船舶工業(yè)領(lǐng)域仍是主流應(yīng)用趨勢(shì)。未來(lái)幾年乃至未來(lái)很長(zhǎng)時(shí)間里，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在船舶工業(yè)領(lǐng)域仍被廣泛應(yīng)用，其中CAN總線和工業(yè)以太網(wǎng)在船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)自動(dòng)化方面為主要發(fā)展方向，且改變只會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)總線和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的前提下進(jìn)行優(yōu)化改良。（2）船舶機(jī)艙監(jiān)測(cè)硬件等趨于智能化、集成化、模塊化和高精度化。隨著計(jì)算技術(shù)、電子技術(shù)和數(shù)據(jù)算法的發(fā)展和優(yōu)化下，船舶監(jiān)測(cè)向著集成化、智能化和高精度的方向發(fā)展，提高船舶監(jiān)測(cè)的可靠性和安全性。（3）云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式系統(tǒng)等新興技術(shù)是未來(lái)主要的研究和應(yīng)用方向。以云計(jì)算、數(shù)據(jù)庫(kù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)發(fā)展為前提，實(shí)現(xiàn)船岸信息一體化，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。3.2船舶機(jī)艙控制自動(dòng)化發(fā)展分析船舶機(jī)艙控制自動(dòng)化是指船舶主動(dòng)力推進(jìn)裝置、船舶輔機(jī)等設(shè)備或裝置的自動(dòng)化。船舶機(jī)艙輔助設(shè)備眾多，需要對(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng)加以控制，有開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)反饋控制、PLC控制等，船舶柴油機(jī)是船舶機(jī)艙的心臟，所以以船舶智能柴油機(jī)控制系統(tǒng)為例，分析智能柴油機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用，透析船舶機(jī)艙控制自動(dòng)化的發(fā)展。3.2.1船舶智能柴油機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展和研究現(xiàn)狀為了更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)控制，人們將電子計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用于柴油機(jī)，形成了一種新型的電子控制式柴油機(jī)，也稱之為智能柴油機(jī)。它將燃油噴射、氣閥啟閉以及柴油機(jī)的起動(dòng)、換向、停車和氣缸潤(rùn)滑等功能全部由智能柴油機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。智能柴油機(jī)控制系統(tǒng)可以根據(jù)柴油機(jī)不同的工況，對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行及時(shí)設(shè)定和調(diào)整，使柴油機(jī)始終保持在最佳工作狀態(tài)下。（1）發(fā)展現(xiàn)狀在當(dāng)今飛速發(fā)展的時(shí)代，船舶柴油機(jī)技術(shù)的要求也在不斷提升，主要體現(xiàn)在：①要有較高的經(jīng)濟(jì)型；②IMO對(duì)于船舶廢氣排放含硫量的限制和排放控制；③較高的可靠性和安全性；在船舶發(fā)展中探索，船舶發(fā)展要順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，所以以MANB&W公司和瓦錫蘭公司為代表的大型船舶且也開(kāi)始尋找新的發(fā)展方向，在自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展下，開(kāi)始了以智能柴油機(jī)為主題的研究。船用柴油機(jī)工況和如何得到有效監(jiān)控，如何提高和保持船舶柴油機(jī)燃燒和工作性能，如何滿足船舶柴油機(jī)在運(yùn)行的靈活性和可靠性等方面。MANB&W公司研制并生產(chǎn)的ME型智能柴油機(jī)控制系統(tǒng)，采用了電液電控技術(shù)，采用電控共軌的控制技術(shù)。瓦錫蘭公司研制并生產(chǎn)的RT-flex型智能柴油機(jī)控制系統(tǒng)，采用凸輪軸控制的全電控式控制系統(tǒng)（2）研究現(xiàn)狀近年來(lái)，人工智能開(kāi)始研究并應(yīng)用到船舶機(jī)艙控制自動(dòng)化上。人工智能算法能模擬并延伸人腦搜索、認(rèn)知、抽象和推理等思維方式，具有強(qiáng)大的信息處理能力。因在柴油機(jī)運(yùn)作時(shí)由于柴油機(jī)具有快速時(shí)變等的動(dòng)力學(xué)特性，并且考慮到其運(yùn)行工況和外界環(huán)境的不確定性，進(jìn)一步增加了船舶柴油機(jī)的控制難度。因此，近些年來(lái)國(guó)內(nèi)外許多研究團(tuán)隊(duì)將人工智能算法與船舶柴油機(jī)控制相結(jié)合開(kāi)展相關(guān)研究，以便實(shí)現(xiàn)船舶柴油機(jī)更好的控制效果。通過(guò)研究各種改進(jìn)的自適應(yīng)模糊PID控制器也被廣泛地應(yīng)用于柴油機(jī)怠速控制和調(diào)速控制等具體的應(yīng)用場(chǎng)景中，獲得了響應(yīng)速度、穩(wěn)定性、超調(diào)量和自適應(yīng)性的提升。兩種常用于自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)中調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的智能控制算法分別為模糊邏輯算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。3.2.2典型船舶智能柴油機(jī)控制系統(tǒng)的對(duì)比分析（1）RT-flex系列柴油機(jī)智能控制系統(tǒng)其系統(tǒng)由主機(jī)信息控制單元、主機(jī)控制單元、輔機(jī)控制單元、燃油控制閥、起動(dòng)空氣閥、和氣缸注油器、主操作面板、網(wǎng)絡(luò)通信組成，由一組多用途控制器構(gòu)成，使得系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)上通用性好，備件管理方便。（2）ME系列柴油機(jī)柴油機(jī)智能控制系統(tǒng)其控制系統(tǒng)的核心單元是WECS-9500,主要有主控制器和多個(gè)氣缸電子控制單元。WECS-9500控制系統(tǒng)的主要作用是對(duì)共軌的燃油壓力、伺服油壓力進(jìn)行控制，以及主機(jī)、氣缸相關(guān)的功能管理，其中包括對(duì)主機(jī)的狀態(tài)檢測(cè)，參數(shù)的調(diào)整，控制氣缸的噴油時(shí)間等，使主機(jī)處于最佳工作狀態(tài)，還有與主機(jī)遙控系統(tǒng)、船舶報(bào)警等系統(tǒng)的通信。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代船舶機(jī)艙控制自動(dòng)化發(fā)展有兩個(gè)特點(diǎn)：①船舶機(jī)艙自動(dòng)化發(fā)展中，船舶自動(dòng)化控制越來(lái)越注重船舶設(shè)備和裝置的節(jié)能減排和提升船用設(shè)備可靠性和安全性。②船舶機(jī)艙自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，模塊化和硬件集成化成為了發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠減少布線，提高經(jīng)濟(jì)型。3.2.3船舶機(jī)艙控制自動(dòng)化發(fā)展分析總結(jié)智能柴油機(jī)控制系統(tǒng)是船舶控制自動(dòng)化重要的一部分，且智能化是船舶自動(dòng)化發(fā)展的主流趨勢(shì)，所以基于智能柴油機(jī)控制系統(tǒng)的分析符合船舶機(jī)艙控制自動(dòng)化。以