船舶电气自动化的发展及其设备故障排除方法

船舶电气自动化的发展及其设备故障排除方法

林泽漂

招商局重工（江苏）有限公司  江苏南通  226100

摘要：随着现代科技的迅猛发展，船舶工业的科技水平也在逐步提高。而电子自动化是造船行业的一项关键科技，通过其支撑，可以提升船舶的各种系统的稳定性和便利性，从而保证船舶的航行安全性，各种科技的运用对船舶的发展起到了很大的促进作用。因此，本文着重对船舶电子自动化进行了研究，对其发展、现状进行了探讨，对其构成要素进行了研究，并对其自动化过程中所涉及的有关技术进行了研究，对船舶自动装置的故障诊断和故障的解决办法进行了探讨。

关键词：船舶电气；自动化；控制系统

Abstract: With the rapid development of modern science and technology, the scientific and technological level of shipbuilding industry is also gradually improving. Electronic automation is a key technology in the shipbuilding industry. Through its support, it can improve the stability and convenience of various systems of ships, so as to ensure the navigation safety of ships. The application of various sciences and technologies has played a great role in promoting the development of ships. Therefore, this paper focuses on the study of ship electronic automation, discusses its development, current status, studies its components, studies the related technologies involved in the automation process, and discusses the fault diagnosis and fault solution of the ship automatic device. Key words: ship electrical;

引言

随着现代社会的发展和科技的进步，电力自动控制技术被广泛地运用于工业生产的各个方面，起着越来越重要的作用。同时，为了适应这一趋势，我国造船业也在积极推进电力自动化的发展，为电力工业的发展奠定了坚实的基础。但是，在研制的同时，一些自动控制装置还会出现一些问题，从而严重地影响了电力系统的正常工作。应该加大对船舶电子自动化的研究力度，弄清楚船舶电子自动化的状况和发展过程，增强对现存的各种故障的认识，并熟练地掌握相关的电子自动化技术，以确保我国船舶行业的迅速发展。

1、船舶电气自动化系统组成

1.1船舶电气系统

船舶电气系统是指通过一定的方法，将可以使用到的配电装置、电源装置以及负荷装置等相结合，再通过船上的电能，通过产生、传输、分配或消费等过程，把所有的设备与电网相连，这些结合模式决定了船舶动力系统的运行机理及其在船舶整体中的位置，如图1。本项目提出了一种新型的基于电力驱动的船舶动力装置，通过动力装置来发电，并将其转化为电能，再通过导线传送，将电力传递到每一个节点，使其能够顺利地运行[1]。

图1 船舶电气系统构成

1.2电站

电站是电力系统的一个重要部分，其作用就是将电能进行转化。因为电厂的作用，电力的转化以利用可再生能源为主。在这种方式下，既可以确保电力清洁度和稳定性，也可以提高转换效率，同时也可以为船舶电力自动化装置的正常运行提供支撑，可以有效地防止由于能源短缺导致的供电中断。并且对环境没有任何的影响，有助于降低有关的污染材料及气体。

1.3电力网

电力网是船舶上的一种主要的电子自动化装置，它可以向电力装置提供充足的工作用电，同时也是电力装置的一个主要通路，与电力装置的自动控制作用密切相关。通过对输电线路的精确、合理的设计，可以把船上的所有电气自动化设备都进行链接，形成一个由主电网、应急电网、照明电网和弱电装置组成的统一的电网，在电网的运作中，可以按照自己的工作要求，对电网进行适当的调整[2]，如图2。

图2电力网示意图

2、船舶电气自动化发展中的主要技术

2.1电力电子技术

目前，船用电器的发展，大多采用了功率电子学的方法，即轴系产生和电磁推动。轴系传动式发电机是船舶的一种重要的节能装置，其工作状态很大程度上取决于机组的工作状态，其中，机组的速度与机组的速度有直接关系。在目前的水轮发电机组中，电力和机械是比较常见的两种恒定频率

[2]。而随着功率电子装置的持续改进，可控硅反转已逐步成为轴流式发电机的主流方案。按照动力驱动的不同，动力驱动的驱动模式可以分为两种：一种是直流驱动，一种是交流驱动。在这些方法中，采用了比较久的直流驱动模式，已经比较成熟，但是也有一些缺点，逐步替代了交流驱动模式。近年来，随着科技的进步，交流驱动方法也得到了迅速的发展，得到了越来越多的使用。目前，采用无整流子电机驱动的电机驱动方式是最常用的一种[3]。

2.2CAN电站测控系统

控制器局域网（CAN）是船舶电力自动化系统的关键部件，如果将其置于 CAN网络中，则发电机组、检测计算机及控制台均置于 CAN总线上，构成电厂自控网，再将船舶中的大部分控制网与之相连，即可构成一个完备的船舶电网平台结构。因此，保证了每一个结点都可以充当“自控制区”，参加控制测试，充分发挥其自主探测的作用。在此基础上，内置于发电机节点中的具有监测与监测能力的装置，可以将采集到的数据上传到主机，并与采集的数据和相应的控制需求相关联地向各节点发出相应的控制命令。采用监测微型计算机对各结点进行检查，能对出现的各种问题进行及时的检查和解决，从而确保全船 CAN网络的平稳运行，同时也为船舶电力自动化的实施奠定了基础。

2.3系统可靠性保障技术

在船舶自动化装备的操作过程中，为了确保装备的内部系统能够正常、稳定地工作，就需要将其应用到装备的可靠性保护上来，这样才能够更好地防止出现的各种异常问题及状况，避免干扰到整个体系的运行。当前，一些先进的电力系统已经开始使用电磁兼容设计和容错技术来改善电力系统的可靠性。但是，在国内，通过采用多种先进的设计方法来进行电力自动控制的研究，既可以确保电力系统的正常工作，又可以确保电力系统的安全性。

3、船舶电气自动化设备故障排除方法

3.1完善设备管理制度

通过建立一套科学、系统和全面的设备管理体系，可以使各种工作有条不紊地进行下去。在船舶的管理过程中，涉及到了人员、设备、配件等多个领域，需要对各方面的管理需求做出清晰的界定，并将其具体的管理内容落实到每一个环节和每个人，从而使各部门和个体设备的管理职责得以清晰地体现出来。要加速建立健全的器材管理体系，强化器材的监督和监督，保证各单位和主管都能依照有关规定来执行各项具体的管理工作。在实施过程中，要根据企业的实际情况，建立相关的管理文件，以解决企业生产中出现的各种问题。对船舶设备配件的数量、配件种类、配件性能和各类配件在使用过程中的有关情况进行了详尽的记载，以便于操作人员对各类零件的有关情况进行实时的掌握，便于对其进行高效的管理。另外，在收取附件时，要严格按规定进行附件的分发工作，强化附件的数量管理，并对附件的访问做好详尽的档案[4]。

3.2船舶电气自动化系统故障处理原则

为了提升工作的效率，确保工作的安全，在进行维修工作时，必须遵循如下的原理：1）先动后静态的原理。首先要对工作条件下的装置进行检验，再对停着的装置进行检验，把装置的问题一一解决。2) 由简单到复杂的原理。在对设备的缺陷进行检测时，要让工作人员首先对一些结构比较简单的机器进行检测，再对那些结构比较复杂的机器进行仔细的分析，根据从容易到困难的次序来判断有没有出现什么问题。3) 安全性原理。全体船员必须在确保安全的情况下进行所有的维修工作，这就需要船员在发现有任何问题的情况下，首先要切断电力供应，并且设立维护标识，严禁员工在无断电状态下进行检修工作，强化其每日的安全保护。其次，在维修期间，也要保证紧急灯光的供应，使维修工作能够有条不紊地进行，以满足工作人员的需要。

3.3确认故障类型

通过对船舶电力自动装置的研究，我们可以看出，船舶上的电力自动装置的故障，一般有明和暗的两种。在这些缺陷中，隐含缺陷是一种从外表上很难被观测到的缺陷，要通过各种有关仪器对多个元件进行逐级筛选，然后逐个剔除。而显式故障则是在表面上表现出更高精度的故障，如短路、熔丝断裂等。在检测工作中，首先要明确出故障的种类，然后才能进行下一步骤的工作，这样才能保证维修工作的正常进行。

3.4明确设备故障排除步骤

为了确保各种装置的正常故障都能在船上得到及时的排除，必须先对其进行检修。首先，对船舶装备进行全面的检修，对其出现的各种问题进行排查，查明问题的原因。其次，要仔细阅读电力自动化系统的使用说明和运行电路图，以便更好地了解该装置的故障状况和由该装置引起的各种问题。第三，要强化对事故的具体状况的理解，细致地剖析事故产生的根源，着重查找事故的部位。另外，对发生问题的机器也要进行拆解，并做好装配标记，以防止以后发生装配失误。最终查明发生故障的具体原因，做好相关的维护工作，解决其它问题。再按有关规范及规范进行调试，确保整个检修工作得以顺利实施。

3.5选择适合的故障排除方法

对于船舶电力系统在使用过程中出现的各种故障，要想迅速判断出其发生的原因，就必须采取适当的处理措施，这样就能大大提升工作的效率。但是在实践中，通常有很多种方法，根据不同的故障情况，采取相应的措施来解决。针对某些相对简单的问题，可以通过经验法、直观法、对比法等方法来确定。在判定某些引起电器故障的因素比较多的时候，必须要在确定电器的工作原理的基础上，通过图表和实物的比较，来把握每一个部件的工作机理。在此基础上，通过对事故的成因进行综合的分析，并运用科学的逻辑方法来确定特定的事故类别。

结束语

当前，电力自动控制是一项得到迅速普及和应用的高科技，其实施对各行各业的科技进步和发展都起到了很大的促进作用。通过本项目的研究，可以加速推进我国船舶作业模式与工艺环境的变革，为产业的发展起到积极的促进作用。而在该系统的实际运用上，也要进一步提高对该系统的研究水平，掌握该系统的构成和相应的工艺，才能使该系统更好地发挥其功能。在此基础上，提出了解决船舶电力系统中各种故障的措施，以确保船舶电力自动化装置的稳定工作，为工业的发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]李昊.船舶电气自动化发展及其设备故障排除[J].船舶物资与市场,2021,29(10):17-18.

[2]张爱丽.船舶电气自动化的发展及其设备故障的排除研究[J].科技创新导报,2020,17(14):97+99.

[3]王金.船舶电气自动化的发展及其设备故障的排除探讨[J].科技风,2020(1):148-149.

[4]曾宪昭.船舶电气自动化的发展及其设备故障的排除[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2019(9):172-173.