基于船舶電氣自動化系統(tǒng)可靠性的保障技術(shù)探究

楊淑娟

摘 要：在船舶的使用過程中，船舶電氣自動化系統(tǒng)是非常重要的部分，只有保證了船舶電氣自動化系統(tǒng)的運行可靠性，才能夠保證船舶運行的安全性。本文主要探討了船舶電氣自動化系統(tǒng)的可靠性問題，分析了可靠性的保障技術(shù)要點和具體的實施策略，希望能夠為今后的船舶電氣自動化系統(tǒng)使用帶來參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：船舶電氣自動化系統(tǒng) 可靠性 保障技術(shù)

引言

針對船舶電氣自動化系統(tǒng)的可靠性保障技術(shù)，對其展開深入的研究，才能夠提升船舶電氣自動化系統(tǒng)的可靠性，從而發(fā)揮船舶電氣自動化系統(tǒng)的優(yōu)勢，推動船舶電氣化技術(shù)的進步。

一、電氣自動化可靠性的內(nèi)涵

電氣自動化的程度是一個國家電子行業(yè)發(fā)展水平的重要標志。作為當今經(jīng)濟運行不可或缺的技術(shù)手段，電氣自動化帶來的福利也越來越多，它可以提高工作質(zhì)量、讓工作成本更低。早在20世紀70年代，我國就已經(jīng)針對電子產(chǎn)品的可靠性研究設(shè)立研究所和一系列單位，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，電氣自動化逐漸得到普及，電氣設(shè)備該具備的可靠性也引起更多使用者的重視。伴隨著電氣自動化的不斷擴展，其中的可靠性就變得異常突出。[1]

二、船舶電氣自動化系統(tǒng)的技術(shù)現(xiàn)狀分析

隨著計算機輔助設(shè)計與通訊技術(shù)的快速發(fā)展，電子計算機在船舶行駛、裝貨、機艙管理等方面得到了全盤應用，逐步實現(xiàn)了船舶電氣自動化控制。船舶電氣自動化是集航行自動化、機械自動化、機艙自動化、機械自動化等多功能于一體的綜合系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，一般由兩個工作母站以及若干個工作分站和控制系統(tǒng)構(gòu)成。兩個工作母站分別設(shè)置在機艙控制室和駕駛室，是兩個完全獨立的控制系統(tǒng)，既可以單獨操作，也可以同時操作、互為備用。若船舶類型和自動化程度不同，則其電氣自動化的分控制系統(tǒng)也略有不同，但總體上來講主要包括電站管理、主機遙控、泵浦控制、機艙監(jiān)測報警、液位遙控和壓載控制、自動導航、冷藏集裝箱監(jiān)控等系統(tǒng)。運用高速傳輸技術(shù)將工作母站與分控制系統(tǒng)組成綜合網(wǎng)絡系統(tǒng)，并根據(jù)實際需要在網(wǎng)絡上連接若干工作分站，從而通過工作分站達到對船舶重要部位設(shè)備的操縱、控制和檢測。此外，工作分站可視為獨立窗口，在接入船舶對外通信設(shè)備網(wǎng)絡的基礎(chǔ)上，利用電子郵件、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确绞剑瑢崿F(xiàn)船與船、船與岸之間的對話，進行信息交流、故障診斷、備件查詢、設(shè)備維護、船舶管理、資料查閱等業(yè)務。由此可以看出，船舶電氣自動化系統(tǒng)技術(shù)不僅能夠強化船舶設(shè)備管理、控制，還能夠確保船舶航行始終處于安全、可靠的狀態(tài)。

當前，一些國際著名的船電產(chǎn)品制造商已經(jīng)擁有較為成熟的船舶電氣自動化技術(shù)和相應配套產(chǎn)品，能夠?qū)㈦姎庾詣踊绦蚩刂苿澐譃樾⌒椭悄軉挝唬瑢崿F(xiàn)就地操縱，使系統(tǒng)擁有更為強大、全面的功能。如，船舶電氣自動化系統(tǒng)可用于無人機艙管理的監(jiān)測和控制，能夠?qū)恿ο到y(tǒng)、壓艙系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)等的泵、閥以及關(guān)閉裝置進行控制，并且還具備艙內(nèi)液面監(jiān)測、燃油消耗記錄、水量計算、貨物監(jiān)測、保養(yǎng)維護、安全控制等功能，實現(xiàn)船舶電氣設(shè)備的智能化管理，提高船舶電氣設(shè)備操作的可靠性和安全性。[2]

三、船舶電氣自動化系統(tǒng)可靠性研究

在保證船舶正常運行的工作狀態(tài)的同時，各個國家更加注重自動化系統(tǒng)的可靠性。研究有效可行的保障技術(shù)手段，減少船舶發(fā)生事故的幾率，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，下面就是針對電氣自動化系統(tǒng)可靠性保障技術(shù)的應用分析。

1.電磁干擾屏蔽技術(shù)。通過電磁兼容的技術(shù)手段，對系統(tǒng)進行防電磁干擾設(shè)計，或者切斷電磁干擾途徑，避免因電磁干擾影響自動化系統(tǒng)的正常工作。具體可以通過隔絕干擾源，抑制干擾產(chǎn)生，切斷干擾信號的傳輸路徑等方法實現(xiàn)屏蔽功能。具體的實踐說明，交流電源產(chǎn)生電磁干擾信號，因此要從源頭上解決這一問題，提供獨立的供電設(shè)備，設(shè)置防干擾濾波裝置，隔離交流變壓器，濾過高頻干擾信號。船舶在運行過程中，由于元器件的頻繁開閉，會產(chǎn)生電弧，進而產(chǎn)生電磁干擾。為此，可以設(shè)置RC吸收電磁裝置，根據(jù)電容的穩(wěn)壓原理，電壓不會極具突變，從而避免因突然產(chǎn)生瞬時電流，而抑制干擾信號。除此之外，電容還能夠消除電弧，通過電容和高電阻組成的防電磁干擾信號設(shè)備。但是在實際應用中，由于傳輸線路較長，傳輸條件不容樂觀，因此要在信號的傳輸過程中，減少電磁干擾的增強和擴散。針對這一特征，就要減少電信號的傳輸作用，利用光電耦合器代替電信號的控制方式，發(fā)揮隔絕優(yōu)勢作用，將輸入線路和輸出線路分開，避免電信號相互干擾。

2.電磁容錯技術(shù)，主要是指系統(tǒng)對故障的處理能力。當船舶在運行過程中，系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能夠迅速做出預判斷，自行設(shè)置保護措施，將控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)斷開，自動化隔離系統(tǒng)指令。在發(fā)生系統(tǒng)故障時，系統(tǒng)會根據(jù)故障形式采取不同的措施。當遇到小范圍的故障時，開啟備用機組，減少工作負荷，一旦遇到嚴重的事故，系統(tǒng)會自動斷開信號，阻斷傳輸信號，在完全修復機組之后，才會重新開啟電氣設(shè)備，以此防護措施，保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性能。

系統(tǒng)的設(shè)備冗余設(shè)計，就是指并聯(lián)一系列功能相同的機組設(shè)備，在發(fā)生故障時，保證系統(tǒng)的正常運行狀態(tài)。目前，船舶自動化系統(tǒng)一般設(shè)置3組功能相同，可單獨完成控制指令等功能。在正常的工作狀態(tài)下，儲備系統(tǒng)不發(fā)揮主要作用，在遇到故障時，系統(tǒng)會自動轉(zhuǎn)換機組，使用備用機組控制系統(tǒng)，執(zhí)行相同的工作任務。還有電力推進的技術(shù)革新，采用兩種推進系統(tǒng)，直流無換向器電動機，通過變頻器將實現(xiàn)滯留和交流的相互同步互換，能夠?qū)崿F(xiàn)在不同的海域調(diào)整不同的轉(zhuǎn)速；直流無換向器電動機，實現(xiàn)交流信號間的轉(zhuǎn)換，通過變頻器組成交流調(diào)速系統(tǒng)機制，這種調(diào)速方式更加實用，廣泛應用于小型船舶和交流傳動技術(shù)領(lǐng)域中，保證船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行發(fā)揮著重要的作用。[3]

結(jié)語

綜上所述，為了能夠保證船舶電氣自動化系統(tǒng)更加的安全可靠，為了能夠提升船舶電氣自動化系統(tǒng)運行的效果和質(zhì)量，必須要在今后的船舶使用過程中提升船舶電氣自動化系統(tǒng)的可靠性，采用更好的保障技術(shù)。

參考文獻

[1]薛冬梅.企業(yè)電氣設(shè)備安裝常見質(zhì)量問題及解決對策分析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2016（7）.34

[2]張志民.對電氣自動化設(shè)備可靠性的認識[J].廣東科技，2016（4）.11

[3]林旭.電氣自動化設(shè)備的可靠性現(xiàn)狀分析.機電信息，2016（18）.92