船舶电气自动化系统可靠性的保障技术研究

冯太君

摘 要：船舶电气自动化系统是否安全运行关系到整个船舶系统的工作质量，掌握关键的保障性技术来维持船舶自动化系统的稳定工作才能达到预期的工作目标。文章分析了船舶电气自动化系统可靠性现状，并对应提供了可靠性保障技术。

关键词：船舶；电气自动化系统；可靠性；保障技术

电气自动化技术的发展推动着船舶电气系统朝着自动化方向发展，特别是现代通讯技术、计算机技术等的应用，都在逐步支持着信息的自动化加工与处理，依托于自动化系统搭建的工作站在一定程度上确保了船舶电气自动化系统运行的可靠性，提高了船舶系统整体的自动化水平，有利于船舶自动化系统的智能化发展。

1 船舶电气自动化系统可靠性现状分析

1.1 电子信息化

电子信息技术的发展让通讯技术走向完善，特别是电子技术不断地模块化发展都使得电气自动化系统的组态更为多元化、灵活化、综合化。在计算机技术、通讯技术以及网络技术等的支持带动下，船舶电气自动化系统能够凭借控制按钮来发送操作命令，推动并实现了船舶系统的自动化运转。然而，各类船舶有着自身的性能、结构，实际运行中自动化系统也存在差异，这就使得自动化系统可靠性值得深入探讨。

1.2 网络可控化

由于现代数据技术、网络技术等飞速发展，特别是总线技术的发展都属于有利条件，所谓的“总线”，简单说就是广泛聚集各类信号线，并在各部件和模块中间开通一个信息通道，将各个控制设备、执行设备等联系起来，同时采用了冗余结构与分布式结构设计，这些设计有效确保了系统的高度技术性、平稳性。同时，网络技术具有多元化功能，能够发挥多种人为操作的任务，全面提高了系统的自动化水平，也实现了系统的平稳运行。

1.3 综合化

现代多元高端科技的发展，例如：计算机技术、信息技术、电子技术、通讯技术等的发展，被综合地运用于船舶电气自动化系统，使得电气设备逐渐走向模块化、程序化、系统化。船舶电气自动化系统也能更加机动灵活地组态，整体上推动系统朝着综合化方向发展。而且计算机系统为自动化操作创造了更为有利的条件。

2 船舶电气自动化系统可靠性的保障技术

2.1 电磁干扰技术

船舶是主要的航行工具设备，有限的空间使得电气设备的装配空间也受到限制，更重要的是这些设备要面临更加复杂的水上工作环境，这就使得船舶在航行、运转过程中可能遭到电磁干扰，而且电气自动化系统的工作离不开导航仪、强电设备等，这些设备实际开关操作中也易遭到干扰，再途径静电场、传输线等也将受到电源的扰动，使得船舶系统无法正常工作和运转。其中电磁干扰的产生一般要达到以下条件：第一，干扰源存在，同电力系统中间有特定的传输介质；第二，敏捷的接收单元的存在。

电磁干扰技术有效保护了船舶系统不受外界电磁的干扰，从而维护船舶系统安全、稳定运行，这一技术的保护原理体现为：扰乱或破坏干扰条件中的任意一项，同时，采用适合性的元件，控制接受单元的敏感度。（1）单独隔开变压器。通过隔离变压器能够控制交流电源带来的不良干扰，采用单独供电模式，或者把供电系统同强电设备分隔开来，以此来隔离干扰。船舶电源一般是利用交流变压器来过滤排除一些高频信息，再隔离变压器，从而为自动控制设备供应独立的电源供应，有效控制干扰。（2）改变传输介质。为了抑制电磁干扰，应该先找到干扰源，将其屏蔽、掩盖，或者改变传输介质等方式来控制电磁干扰条件。船舶电气自动化系统因为属于遥控性质，其中信息自输入至输出会经历较长时间，通常来看数据输入环节处于驾驶舱，在机舱内负责接收信号，途中经历较长线路，难免发生电磁干扰，对此可以尝试通过改变传输介质来控制干扰。（3）RC吸收设备。在自动化技术支持下，各类电气设备都被应用于船舶系统，例如：继电器、电源开关等，当电气设备连接于电源系统时，则可能因为受到电弧影响而出现电磁干扰，对此则需要选择RC吸收器，这一设备具有相对稳定性，不容易出现突变现象，进而控制电磁干扰问题，同时，也能够借助电阻来控制电容，进一步遏制电磁干扰问题。

同时，电磁兼容技术也正在投入使用，电磁兼容技术主要运行原理体现为：各类电气设备、电力系统等处于特定的电磁环境下能够按照特定要求来工作，能够妥善保护好设备运行，不至于出现强烈的电磁干扰。

2.2 电力推进技术

船舶电力推进设备包括以下结构：原动机、发电机、电动机，控制调节设备。电力推进技术适用于大小规模船舶。主要的推进系统包括：柴油机推进系统、电力推进系统、燃气轮机推进系统等。参照电动机的种类则具体包括：吊舱型与机舱型。实际的传动系统则依照电源类型分成：直流传动系统、交流传动系统，后者相对于前者更加穩定、平稳，适用范围更广，对此必须优化调速系统的选型，目前，交流变频器调速系统呈现出高强、快速的发展势头，能够被深入、有效地用在船舶推进系统内部。

2.3 自动化报警技术

机舱自动化监测系统在整个船舶系统内部占据关键地位，具有自动化的信息记录、存储与输出等功能，例如：自动化、精准地记下工作状态下的各项设备，对应形成数据记录，并发出警报信号，这样一方面削减了人为工作时间与工作量，另一方面也实现了整个系统的自动化运行。自动化监测技术正在更新进步，例如：综合监测系统得以开发和运用，能够更为高效地找到并排除故障，也能科学地预测、判断故障，维持系统的高效运转。DCS自动监测系统的利用，统一管控系统获取的数据信息，并通过计算机控制系统来发出警报，同时也能调控现场系统的平稳工作。

2.4 容错技术

所谓的“容错技术”就是自动化系统实际工作中对于故障问题的可承受程度，容错技术所容纳的故障主要指的是：（1）控制系统故障。容错技术教育一定的检测功能，可以有效识别、定位系统故障，并迅速做出处理，以此来确保自动化系统的平稳、高效工作。（2）检测系统故障。系统工作中有问题发生，则可以采用容错技术来更加准确地判断故障类型，以此来保护系统安全。

实际的故障处理按照以下流程：监测、定位、判断故障单元，故障信号传输至决策系统来给予处理。

2.5 储备冗余处理技术

储备冗余处理技术也是保证自动化系统高效运行的关键技术，系统平稳工作状态下，一般应该设计三个能够自主运转的机主储存，它们有着类似的性能、性质、作用，而且可以彼此间穿插使用，通过这种方式来保护自动化系统的高效、平稳运行。实际的储备系统内部，各个单元各自运行、独立运作。即便某一个单元突发故障，其他单元则能取代运行，继续发挥功能，通过这种接替的方式来保护系统的自动化高效、稳定运行。

3 结束语

船舶电气自动化系统可靠性保障技术是支持电气自动化系统的先进技术，只有保证系统的高度稳定、安全运转，才能最大程度上提高系统的运行效率，提高系统自动化水平，维持系统的安全性、稳定性，从而支持并促进船舶电气自动化系统的健康发展。随着自动化技术的发展，用来保障船舶电气自动化系统可靠运行的技术依然处于不断地更新、升级状态下，能够有效支持船舶系统自动化水平的提高。

参考文献

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