船舶电气自动化可靠性研究

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数字化技术以及总线技术的广泛发展与应用船舶电气自动化系统的网络化提供了前提，尤其是总线，是各种信号线的集合，它可以为各个部件与模块之间提供信号通道。现场总线采用双层网，通常第一层是数据采集网，第二层则是控制网，为了更好地确保船舶电气自动化系统的可靠性，一般控制网要采用冗余结构，而且考虑多种因素，系统是一个分布式系统。船舶电气自动化系统的网络化课可以将各种层次的自动化技术代替人工操作，这样提供了工作效率，而且更加利于系统的安全稳定的运行。

船舶电气自动化系统可靠性的保障技术探究

为了确保船舶电气自动化系统的正常稳定运行，很多国家进行了关于船舶电气自动化系统可靠性的保障技术研究，并取得了一定的成果，关于船舶自动化系统的可靠性保障技术可以减少船舶发生故障的几率，从而有效地提高了系统运行的安全性与稳定性，下面就船舶电气自动化系统可靠性的保障技术进行分析。

电磁干扰技术船舶由于自身的原因而具有一定的特殊性，主要表现为空间较小，船舶内电气设备的安装空间很有限，而且电气设备的工作环境比较恶劣，因此，在船舶的正常运行中，很容易受到电磁干扰等的影响。船舶在运行中，会经常使用到导航仪器或者是强电设备，因此，在开启或者是关闭的过程中很容易受到干扰，然后通过交变电磁场、静电场以及传输线路等，极易被电源干扰，在如果船舶的电气自动化系统在正常运行中受到电磁波的干扰，那么很容易对船舶的正常运行造成一定的影响。电磁干扰的条件主要是：有一定的干扰源；干扰源与电力系统之间存在传输介质；有灵敏的接收单元。船舶电气自动化系统可靠性保障技术的一项重要技术就是电磁干扰技术，其原理是破坏这是三个条件中的任意一个条件，另外，选择合适的元器件、较少元件的敏感度是一个重要的措施。船舶电气自动化系统的可靠性保障技术的工作原理如下：（1）隔离变压器根据研究，交流电源是影响船舶电气自动化系统的主要干扰来源，改善这一干扰的最好的方法就是对电气设备隔离变压器，实现独立供电。另外，还可以将供电装置与强电装置分开，从而隔离干扰。船舶的电源经过交流变压器将高频信号过滤掉然后再隔离变压器，这样可以为自控装置提供独立电源，以隔离干扰。（2）改变传输介质关于电磁干扰技术，可以通过屏蔽干扰源或者是干扰设备两个方法来进行解决，当然，改变传输介质以破坏电磁干扰的其中一个条件也是一个很有效的方法。船舶电气自动化系统，由于是以船舶的遥控系统为主，这就使得信号从输入到接收的时间与距离很长，一般说来，输入部分是在驾驶室，而接收部分则是在机舱，这就使得传输路线很长，很容易受到电磁干扰。针对这一现象，可以通过改变传输介质减少信号输入的方法来屏蔽电磁干扰，同时，还可以将输入与输出电路分开，这样也可以避免电磁干扰。（3）RC吸收设备船舶电气自动化系统中，鉴于系统的自动化，因此，会涉及到很多的电气设备，比如继电器、接触器以及电源开关等，因此，在接触这些电源设备时，可以由于电弧等原因产生电磁干扰，在这种情况下，可以使用RC吸收设备，该设备不会应为电压而产生突变原理，从而可以有效地抑制电磁干扰。除此之外，还可以利用电阻来限制电容，这样也可以有效地减少电磁干扰现象。

储备冗余处理船舶电气自动化系统可靠性的保障性技术中一项很重要的技术是储备冗余处理技术，该技术是通过增设船舶电气自动化系统中的并联单元来保障自动化系统安全、稳定、可靠运行的一项技术。在船舶电气自动化系统中，为了确保系统的稳定性，一般要开设三台机组储备，而且要确保每台机组储备的基本功能与设计大体上相同，这样可以确保各个机组在独立工作的同时互为备用，从而保障整个船舶电气自动化系统的安全性、经济性以及稳定性。在一般情况下，船舶电气自动化储备系统内部的工作单元和储备单元是分开的，各个单元可以独立工作，也可以合作，因此，从可靠性的保障技术方面来看，还可以将电气自动化系统当作储备系统来运行，在这种情况下，其中的任一个单元如果在运行中出现故障，那么另一个处于储备状态的单元则会进行工作状态，这样可以更好地确保船舶电气自动化系统的可靠性与稳定性。

容错技术容错技术指的是系统在运行过程中对出现的故障的容忍能力，容错技术的内容主要包括以下两个方面：第一，检测系统故障，如果船舶电气自动化系统在运行中出现故障的话，那么使用的容错技术会及时而且准确的定位故障的性质，并且准确定位故障的位置，然后实行自动化隔离的措施，这样可以避免故障对系统安全性的影响；第二，控制系统故障，容错技术首先可以检测系统故障，然后根据定位的故障的性质与位置采取相应的措施，也就是在诊断出系统故障后及时处理故障，从而保证船舶电气自动化系统的可靠性与安全运行。在船舶电气自动化系统中，对于故障的处理过程一般是这样的，检测故障，定位故障的性质与位置，判断故障单元，将故障的检测信号转为低电平信号，然后将故障送达决策单元进行处理，而在这一整个处理过程中，故障可以分为以下几类，第一类故障，开启备用机组，这样可以有效地减少机组运行的负荷量；第二类故障，与第一类故障相同的一点是开启备用机组，然后将出现故障的机组延时关闭，这样可以很好将故障进行处理；第三类故障，将出现故障的机组停止运行，然后开启随时备用的机组。初次之外，在船舶运行中国，如果电气自动化系统出现第二类或者是第三类故障的情况下，要尽快的将机组停止运行，在顺利的排除故障之后，再恢复机组的正常运行，否则，在故障没有完全排除的情况下，不关闭机组容易导致故障事态扩大化，不利于系统的安全稳定运行。

电力推进技术电力推进技术也是确保船舶电气自动化系统可靠性的保障技术，之前，该技术仅仅局限于小型船舶中使用，但是随着计算机技术、电子技术以及电子器件的发展，电力推进技术得到了进一步的发展与广泛的使用。电力推进技术依据电力传动的角度可以分为交流传动与直流传动两大类别，近年来，交流传动技术发展迅速，而且在交流调速技术的推动下，交流电力系统逐渐取代了直流传动技术，并且在保障船舶电气自动化系统的稳定运行中起到了很好的效果。交流电力技术在电气自动化系统中的应用主要分为两种推进系统，LCI—直流无换向器电动机以及CCV—交流无换向器电动机。LCI推进系统主要是通过变频器的同步调速来实现交流到直流再到交流的同步调速，在这个过程中，船舶运行与调距螺旋桨相互配合来进行工作。在船舶的运行中，如果需要船舶在港口或者是狭窄的水道上机动航行，这时可以将交流推动机调整为低速运转的状态，如果船舶是在公海上航行，那么就可以将推动机调整为同步或者是超同步转换状态。而另一系统—CCV系统是通过变频器的同步调速实现交流到交流的转换，并最终构成交流调速运行系统。交流—交流的情况在一定程度上会受到输出频率的影响，但是在此情况下，电机是低速运行的，因此，这种形式在船舶电气自动化系统中更具实用性。

结语

船舶电气自动化系统的可靠性保障技术是一项复杂的系统工程，涉及到船舶电气自动化系统的设计、生产以及运行的各个环节，船舶电气自动化系统的保障技术对船舶的正常稳定运行具有重要的意义，因此，在应用这些技术之前，一定要做好相关的检测工作，找出薄弱环节逐个攻破，这样可以更好地确保船舶电气自动化系统的正常稳定运行。为了更好地提高船舶电气自动化系统的可靠性，国内外已经对其保障技术加大了研究的力度，我们相信，在大家的努力下，船舶电气自动化系统将会更加稳定与可靠。

作者：沈松斌单位：浙江海洋学院机电工程学院