船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用

船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用

王天博,李彦明,王维强

大连船舶重工集团有限公司 辽宁省大连市116000

摘要：船舶作为航运的主要设备，适应时代发展，在技术、性能等多方面实现了升级。船舶电气自动化系统是提升船舶运行安全可靠性、经济运行性的重要技术。近年，在信息时代的背景下，电气自动化技术取得了良好的发展，并被广泛地应用于工程建设、船舶建设、机械制造等领域中，从而诞生出一款功能完善、实用性强的船舶电气自动化系统，该系统使用流程相当复杂，为了降低作业人员的操作难度，保证该系统使用的安全性和可靠性，如何科学利用船舶电气自动化系统可靠性保障技术是技术人员必须思考和解决的问题。

关键词：船舶系统；电气自动化；可靠性保障技术

在船舶的电气自动化体系当中，自动化遥控、远程的监控与电站控制体系是非常关键的组成元素，尽管我国已经能够自主生产以上系统，与欧美国家等仍存在一些差距，国内自主研发的电子产品自身的精度并不高，使用寿命比较短。国内的船舶企业需要在产品标准与实用性、产品维护方面增加投入力度，使得船舶电气自动化体系逐渐朝着国际化的方向发展。船舶企业还需要对信息管理体系进行升级，使得船舶信息管理水平得以全面提高。

一、概述

一般来说，海洋发电机的单一容量较小，一般不超过1000 kW。由于海洋电厂的容量小，一旦超过负载，就会对电网产生很大的影响。例如，与陆地发电机相比，海洋发电机稳压器的动态特性具有更高的指数要求，而陆地发电机能承受更大的容量。另外，由于船舶的作业条件经常发生变化，因此，对船舶电气自动控制装置的可靠性方面的要求也越来越高。海洋电器的工作环境远远不如陆地的工作环境，所以海洋电气自动化的技术不能依靠陆地电气系统。因为海洋的生活环境有很大的不确定性，而环境也严重影响着电器的性能和工作寿命。环境温度高，电机会老化加速。而湿度过高则会潮湿，从而使得电气的绝缘性下降，电气设备的金属部件遭受腐蚀，从而剥落涂层。所以说海洋的工作环境充满着许多不确定因素，这也影响其电气的工作性能。船舶受到剧烈冲击和振动时，会导致电气设备损坏、接触不充分，从而出现无法操控的失误。可见船舶电器必须满足海洋环境条件的要求，才能够更好地推进船舶电气自动化的发展。

二、船舶电气自动化系统可靠性现状

1、网络体系可控性。现阶段，互联网技术得以快速发展和普及，为实现对网络体系的有效控制提供重要的技术支持。网络体系主要是指通过将多种类型的信号线进行有效聚集，可以确保各个信息通道借助相应模块进行有效地开通，确保控制设备与执行设备设施进行充分结合，并借助分布式设计思想，不断提高网络体系的稳定性和可靠性。此外，对于网络体系而言，其功能具有一定的多元性，有效满足不同人群的多样化使用需求，从而最大限度地提高系统自动化水平，使得该系统运行性能得以大幅度提升。

2、电子信息化。在电子信息技术快速发展和普及下，通讯技术也取得了良好的发展。同时，也能促进电气自动化体系向多元化、灵活化方向不断发展，电子自动化体系含有大量的组成元素，这些组成元素具有一定的灵活性和多元性。在通讯相关技术的应用背景下，通过借助控制按钮，可以安全、可靠地发送系统操作命令，确保整个船舶系统变得更加自动化、智能化。船舶类型不同，其性能和结构也存在一定的差异。另外，所使用的船舶类型不同，其对应的船舶电气自动化系统则会呈现出不同的表现状态，因此，技术人员要重视对自动化体系的可靠性的分析和探讨。

3、综合化。目前，计算机技术、物联网技术、通信技术等多种高新技术被广泛地应用于船舶电气自动化系统中，确保整体电气设备向模块化、智能化、程序化方向不断发展，同时，还能确保该系统内部组态的多样性和灵活性。此外，通过充分利用计算机软件体系，为保证船舶电气自动化系统稳定运行，延长船舶的使用寿命打下坚实的基础。

三、船舶电气自动化的可靠性保障技术应用

船舶电气自动化系统能否实现安全可靠使用，很大程度上依靠各种可靠性保障技术。要提高可靠性保障技术的应用水平，必须对技术特点有更为全面的掌握。

1、在船舶电力推进的自动化系统中。船舶电力推进自动化系统采用了大量的电子元器件和电子信息技术以提高船舶电力的可靠性。从船舶电力传动功能上，交流传动已经替代直流传动，更加广泛地应用于各类船舶的电力推进自动化系统中。交流传动技术的优势是动力传输效率高、操作更为简单，减少了人为操作可能带来的安全风险，让电力推进系统的使用更为稳定。与交流传动技术相配套，在船舶自动化系统中还采用了交流无换向器的电动机，这种电动机改变了过去的定频调速，利用变频器实现无级调速、交流转换，避免了传统交流转换系统对船舶电力输出频率的影响，不会因为电力交流转换而降低船舶航行的速度。

2、在船舶抗击电磁干扰的自动化系统中。船舶的工作环境里往往潮湿、震动、冲击等多种情况长期存在，恶劣运行环境下电力设备的稳定正常运行受到很大影响。船舶主要采用电磁兼容保障技术来帮助电力设备抵抗外界干扰，利用隔离保障技术促进船舶电气自动化系统始终处于安全稳定运行状态。目前应用的各种技术，是利用电力设备的技术要求作为参考，查找到影响船舶电力设备的各种电磁干扰电源，才能进行有效隔离，减少产生干扰的交流电源影响，提高船舶自动化运行质量和效率。船舶电力系统抗击电磁干扰的技术，是利用交流变压器来实现，原理是降低电磁干扰的程度。在传输介质优化时，能帮助船舶电力自动化系统有效隔离电磁干扰。比如针对船舶自动化信号传输距离长的问题，可以综合应用缩短信号接收距离，减少信号输入的时间，转变传输介质，隔离信号的输出和输入电路等方式很好地减少电磁干扰。

3、在船舶故障容忍的自动化系统中。船舶电气自动化系统难免因为各种原因出现故障，这时可以利用容错保障技术来提高自动化系统的容错容忍力。船舶电磁容错系统的可靠保障技术，就是针对船舶电气自动化系统的突发故障而发挥作用。主要功能是对故障实现动态监测，在故障突发情况下进行及时准确的检测，找到并找准故障的位置、产生的原因，采用有效的处理措施化解故障，避免船舶电气自动化系统更大范围地被故障所影响和破坏，促进船舶的安全稳定运行。

4、在船舶机舱的自动化系统中。船舶机舱是船舶的核心部位，船舶电气自动化系统中采用了机舱自动监测报警作为可靠性技术应用。船舶机舱自动化的可靠性技术，能实现对机舱工作状态的实时监测，自动记录机舱运行的所有数据和轨迹，利用预先设计的参数实现故障的显示和报警。该可靠性技术，减少了轮机员的工作量和人力需要，依靠机械电子设备实现对机舱更为稳定可靠的保护。船舶机舱自动监测报警保障技术，是对各种自动化设备和技术的综合应用，能快速发现和诊断故障发生位置、原因并启动报警处理流程，这样能在故障发生初期就进行快速控制，避免故障造成更大范围的影响，提高了自动化系统的可靠运行性能。船舶机舱自动监测技术在开发中，利用计算机信息技术实现对检测数据的追踪管理和分析研究，这样能依据已经出现的故障数据，制定更适宜的电气设备管理、故障预测、视情维护以及应急预案。

强化对于可靠性保障技术的应用，能够有效提升船舶电气自动化系统整体运行的稳定性以及安全性，对于行业的可持续发展有着积极的促进作用。对船舶电气自动化系统的可靠性技术进行分析研究，是推动船舶整体电气自动化系统发展水平的重要保障，也是促进船舶产业自动化向智能化方向发展的关键步骤，船舶电气自动化系统是为未来的智能化发展奠定基础，相信在不久的将来，船舶电气并将实现智能化应用。

参考文献：

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