船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性保障技術(shù)探究

蔡猛

摘要：船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性保障技術(shù)是一種先進(jìn)技術(shù)，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它對(duì)于船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的制作、改良和完善。船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的保障技術(shù)對(duì)于船舶的正常穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。因此，在應(yīng)用這些技術(shù)之前，有必要進(jìn)行相關(guān)的檢查工作，為了更好地保證船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，為了提高船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性，國(guó)內(nèi)外對(duì)船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性保障技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。

關(guān)鍵詞：船舶系統(tǒng);電氣自動(dòng)化;可靠性保障技術(shù)

中圖分類號(hào)：U665?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? 文章編號(hào)：1672-9129（2020）04-0045-01

Abstract：The ship electrical automation system reliability guarantee technology is an advanced technology， is a complex system engineering， it for the ship electrical automation system production， improvement and perfection. The support technology of ship electrical automation system is of great significance to the normal and stable operation of ships. Therefore， before the application of these technologies， it is necessary to carry out related inspection work， in order to better ensure the normal and stable operation of the ship electrical automation system， in order to improve the reliability of the ship electrical automation system， the reliability of the ship electrical automation system has been deeply studied at home and abroad.

Key words：ship system;Electrical automation;Reliability assurance technology

1 船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)特點(diǎn)

1.1網(wǎng)絡(luò)控制。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和總線技術(shù)可以為船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)提供技術(shù)支持，其中總線技術(shù)可以組合多條信號(hào)線，在多部件、模塊中拓展信息渠道，將設(shè)備進(jìn)行相互連接，圍繞冗余結(jié)構(gòu)和分布設(shè)計(jì)方式突出系統(tǒng)的技術(shù)性和穩(wěn)定性;網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有多層次特性，它可以同時(shí)由多人操作，提高船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的工作效率，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1.2電子信息化。電子技術(shù)的發(fā)展使得通訊技術(shù)逐漸優(yōu)化完善，實(shí)現(xiàn)了電子自動(dòng)化系統(tǒng)模塊配置的多樣性、靈活性和豐富性。依托通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，保證船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定高效運(yùn)行，并通過(guò)按鈕下達(dá)操作命令，提升系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化運(yùn)行效率，但針對(duì)系統(tǒng)性能和結(jié)構(gòu)等方面的差異性，建議進(jìn)一步完成可靠性分析。

2 船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性保障技術(shù)探究

2.1電力推進(jìn)技術(shù)。目前，電力推進(jìn)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于各種船舶運(yùn)行中，能夠有效提高電力自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性和可靠性。船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的劃分可分為以下幾個(gè)層次：其一，動(dòng)力來(lái)源。將中速、高速柴油機(jī)、個(gè)別燃?xì)廨啓C(jī)作為系統(tǒng)動(dòng)力源，結(jié)合動(dòng)力源的多種類型，將系統(tǒng)劃分成燃?xì)廨啓C(jī)和柴油機(jī)兩種推進(jìn)系統(tǒng)。其二，布置形式。依托電動(dòng)機(jī)的布置結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑾到y(tǒng)分為機(jī)艙類和吊艙類。其三，電源形式。將電力推進(jìn)系統(tǒng)分為直流傳動(dòng)和交流傳動(dòng)兩種，其中交流傳動(dòng)方式相較于直流傳動(dòng)速度較快，可以使電力推進(jìn)技術(shù)功能拓展至直流傳動(dòng)領(lǐng)域，為船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行提供幫助。

交流傳動(dòng)技術(shù)和自動(dòng)化系統(tǒng)相結(jié)合主要包含CCV（無(wú)換向器交流電動(dòng)機(jī)）、LCI（無(wú)換向器直流電動(dòng)機(jī)）兩種傳動(dòng)模式。其中，CCV能夠?qū)ψ冾l器完成同步調(diào)速，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)交流-交流轉(zhuǎn)換過(guò)程，雖然此模式容易受到輸出頻率的影響，但電動(dòng)機(jī)由于一直保持低速狀態(tài)，因此，CCV模式可以提高船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)用性和可靠性;LCI系統(tǒng)可以通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)交-直-交調(diào)速轉(zhuǎn)換，且變頻調(diào)速系統(tǒng)具有效率和精度高、調(diào)速范圍大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，船舶在調(diào)距和運(yùn)行階段，可借助螺旋槳實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配合。

2.2監(jiān)測(cè)與自動(dòng)報(bào)警技術(shù)。機(jī)艙的自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)可以全面準(zhǔn)確地記錄、顯示數(shù)據(jù)，完成在線監(jiān)測(cè)和自動(dòng)報(bào)警過(guò)程，大大減輕工作人員的任務(wù)量，提升系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。因此，若想滿足船舶的自動(dòng)化運(yùn)行要求，應(yīng)圍繞以下幾方面優(yōu)化自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)：第一，應(yīng)用綜合性自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)收线M(jìn)行科學(xué)的定位和排除，具備故障診斷、預(yù)報(bào)功能，降低系統(tǒng)事故發(fā)生率，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其二，開發(fā)DCS系統(tǒng)。若想對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備完成高效控制，借助微機(jī)控制系統(tǒng)及時(shí)報(bào)警。自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)利用3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在主站位置增加控制室，包含打印、界面顯示等功能，同時(shí)在機(jī)艙中建立信息轉(zhuǎn)發(fā)站、通訊站以及多種分站。

2.3電磁干擾保障技術(shù)。

（1）分隔變壓器。由于船舶在水上工作，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)容易受到極端情況的影響、惡劣條件的影響，因此若想提升設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，可以引進(jìn)電磁兼容技術(shù)加強(qiáng)船舶電氣抗干擾能力。在應(yīng)用隔離技術(shù)時(shí)，借助參數(shù)和技術(shù)分析系統(tǒng)中因交流電源產(chǎn)生的電磁干擾情況，使用隔離變壓器進(jìn)行科學(xué)供電，通過(guò)干擾分析提升系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，確保強(qiáng)電裝置和供電設(shè)置過(guò)程相互交錯(cuò)和獨(dú)立。另外，建議在船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中采用交流變壓器進(jìn)行濾波，以降低系統(tǒng)的抗干擾能力。

（2）調(diào)整傳輸介質(zhì)。轉(zhuǎn)變傳輸介質(zhì)是隔離干擾的關(guān)鍵方式，例如傳播遙控系統(tǒng)中，系統(tǒng)的信息采集、向遙控中心輸送數(shù)據(jù)的過(guò)程十分復(fù)雜且時(shí)間較長(zhǎng)，部分信號(hào)從駕駛室發(fā)送到客戶艙時(shí)受到電磁干擾，上傳信息的效率和質(zhì)量較低，進(jìn)而影響自動(dòng)傳輸系統(tǒng)的工作效率，因此通過(guò)轉(zhuǎn)變介質(zhì)，能夠有效縮短傳輸距離和時(shí)間，將輸入和輸出電路相互分離，進(jìn)而降低干擾問(wèn)題對(duì)系統(tǒng)的負(fù)面影響。

（3）應(yīng)用RC吸收設(shè)備。依托自動(dòng)化技術(shù)，可以在系統(tǒng)中科學(xué)應(yīng)用多種電氣設(shè)備，如電源開關(guān)、繼電器等。當(dāng)電源系統(tǒng)和電氣設(shè)備處于連接狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)在運(yùn)行中容易被電弧影響，產(chǎn)生電磁干擾問(wèn)題。因此可以借助RC吸收器，該設(shè)備穩(wěn)定性較強(qiáng)，極少出現(xiàn)故障，能夠有效控制電磁干擾問(wèn)題。此外，建議利用電阻對(duì)電容進(jìn)行控制，抑制電磁干擾情況。

2.4余可靠性保障技術(shù)。系統(tǒng)冗余設(shè)計(jì)主要對(duì)機(jī)組設(shè)備進(jìn)行并聯(lián)操作，這些設(shè)備具有相似的功能，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，通過(guò)并聯(lián)模式能夠提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。例如當(dāng)前大部分船舶系統(tǒng)主要并聯(lián)3組機(jī)組設(shè)備，使其中每一機(jī)組可以單獨(dú)執(zhí)行控制指令，若某一部分出現(xiàn)問(wèn)題，只需要啟動(dòng)備用設(shè)備，或者調(diào)用其他機(jī)組進(jìn)行相互備用和代替。

3 結(jié)論

綜上所述，船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性在運(yùn)行過(guò)程中至關(guān)重要，因此提高系統(tǒng)的可靠性勢(shì)在必行。通過(guò)優(yōu)化可靠性保障技術(shù)能夠加快系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)船舶的平穩(wěn)運(yùn)行。因此，提高自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性的關(guān)鍵是可靠性保證技術(shù)，能夠降低系統(tǒng)在運(yùn)行中的人為、外界因素，提升運(yùn)行可靠性。

參考文獻(xiàn)：

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