基于船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的保障技術(shù)探究

楊淑娟

（山東交通職業(yè)學(xué)院 山東 261100）

基于船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的保障技術(shù)探究

楊淑娟

（山東交通職業(yè)學(xué)院 山東 261100）

在船舶的使用過程中，船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)是非常重要的部分，只有保證了船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，才能夠保證船舶運(yùn)行的安全性。本文主要探討了船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性問題，分析了可靠性的保障技術(shù)要點(diǎn)和具體的實(shí)施策略，希望能夠?yàn)榻窈蟮拇半姎庾詣?dòng)化系統(tǒng)使用帶來參考和借鑒。

船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng) 可靠性 保障技術(shù)

引言

針對船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性保障技術(shù)，對其展開深入的研究，才能夠提升船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性，從而發(fā)揮船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)勢，推動(dòng)船舶電氣化技術(shù)的進(jìn)步。

一、電氣自動(dòng)化可靠性的內(nèi)涵

電氣自動(dòng)化的程度是一個(gè)國家電子行業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。作為當(dāng)今經(jīng)濟(jì)運(yùn)行不可或缺的技術(shù)手段，電氣自動(dòng)化帶來的福利也越來越多，它可以提高工作質(zhì)量、讓工作成本更低。早在20世紀(jì)70年代，我國就已經(jīng)針對電子產(chǎn)品的可靠性研究設(shè)立研究所和一系列單位，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化逐漸得到普及，電氣設(shè)備該具備的可靠性也引起更多使用者的重視。伴隨著電氣自動(dòng)化的不斷擴(kuò)展，其中的可靠性就變得異常突出。[1]

二、船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)現(xiàn)狀分析

隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與通訊技術(shù)的快速發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)在船舶行駛、裝貨、機(jī)艙管理等方面得到了全盤應(yīng)用，逐步實(shí)現(xiàn)了船舶電氣自動(dòng)化控制。船舶電氣自動(dòng)化是集航行自動(dòng)化、機(jī)械自動(dòng)化、機(jī)艙自動(dòng)化、機(jī)械自動(dòng)化等多功能于一體的綜合系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，一般由兩個(gè)工作母站以及若干個(gè)工作分站和控制系統(tǒng)構(gòu)成。兩個(gè)工作母站分別設(shè)置在機(jī)艙控制室和駕駛室，是兩個(gè)完全獨(dú)立的控制系統(tǒng)，既可以單獨(dú)操作，也可以同時(shí)操作、互為備用。若船舶類型和自動(dòng)化程度不同，則其電氣自動(dòng)化的分控制系統(tǒng)也略有不同，但總體上來講主要包括電站管理、主機(jī)遙控、泵浦控制、機(jī)艙監(jiān)測報(bào)警、液位遙控和壓載控制、自動(dòng)導(dǎo)航、冷藏集裝箱監(jiān)控等系統(tǒng)。運(yùn)用高速傳輸技術(shù)將工作母站與分控制系統(tǒng)組成綜合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并根據(jù)實(shí)際需要在網(wǎng)絡(luò)上連接若干工作分站，從而通過工作分站達(dá)到對船舶重要部位設(shè)備的操縱、控制和檢測。此外，工作分站可視為獨(dú)立窗口，在接入船舶對外通信設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，利用電子郵件、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确绞?，?shí)現(xiàn)船與船、船與岸之間的對話，進(jìn)行信息交流、故障診斷、備件查詢、設(shè)備維護(hù)、船舶管理、資料查閱等業(yè)務(wù)。由此可以看出，船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)不僅能夠強(qiáng)化船舶設(shè)備管理、控制，還能夠確保船舶航行始終處于安全、可靠的狀態(tài)。

當(dāng)前，一些國際著名的船電產(chǎn)品制造商已經(jīng)擁有較為成熟的船舶電氣自動(dòng)化技術(shù)和相應(yīng)配套產(chǎn)品，能夠?qū)㈦姎庾詣?dòng)化程序控制劃分為小型智能單位，實(shí)現(xiàn)就地操縱，使系統(tǒng)擁有更為強(qiáng)大、全面的功能。如，船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可用于無人機(jī)艙管理的監(jiān)測和控制，能夠?qū)?dòng)力系統(tǒng)、壓艙系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)等的泵、閥以及關(guān)閉裝置進(jìn)行控制，并且還具備艙內(nèi)液面監(jiān)測、燃油消耗記錄、水量計(jì)算、貨物監(jiān)測、保養(yǎng)維護(hù)、安全控制等功能，實(shí)現(xiàn)船舶電氣設(shè)備的智能化管理，提高船舶電氣設(shè)備操作的可靠性和安全性。[2]

三、船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性研究

在保證船舶正常運(yùn)行的工作狀態(tài)的同時(shí)，各個(gè)國家更加注重自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性。研究有效可行的保障技術(shù)手段，減少船舶發(fā)生事故的幾率，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，下面就是針對電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性保障技術(shù)的應(yīng)用分析。

1．電磁干擾屏蔽技術(shù)。通過電磁兼容的技術(shù)手段，對系統(tǒng)進(jìn)行防電磁干擾設(shè)計(jì)，或者切斷電磁干擾途徑，避免因電磁干擾影響自動(dòng)化系統(tǒng)的正常工作。具體可以通過隔絕干擾源，抑制干擾產(chǎn)生，切斷干擾信號(hào)的傳輸路徑等方法實(shí)現(xiàn)屏蔽功能。具體的實(shí)踐說明，交流電源產(chǎn)生電磁干擾信號(hào)，因此要從源頭上解決這一問題，提供獨(dú)立的供電設(shè)備，設(shè)置防干擾濾波裝置，隔離交流變壓器，濾過高頻干擾信號(hào)。船舶在運(yùn)行過程中，由于元器件的頻繁開閉，會(huì)產(chǎn)生電弧，進(jìn)而產(chǎn)生電磁干擾。為此，可以設(shè)置RC吸收電磁裝置，根據(jù)電容的穩(wěn)壓原理，電壓不會(huì)極具突變，從而避免因突然產(chǎn)生瞬時(shí)電流，而抑制干擾信號(hào)。除此之外，電容還能夠消除電弧，通過電容和高電阻組成的防電磁干擾信號(hào)設(shè)備。但是在實(shí)際應(yīng)用中，由于傳輸線路較長，傳輸條件不容樂觀，因此要在信號(hào)的傳輸過程中，減少電磁干擾的增強(qiáng)和擴(kuò)散。針對這一特征，就要減少電信號(hào)的傳輸作用，利用光電耦合器代替電信號(hào)的控制方式，發(fā)揮隔絕優(yōu)勢作用，將輸入線路和輸出線路分開，避免電信號(hào)相互干擾。

2．電磁容錯(cuò)技術(shù)，主要是指系統(tǒng)對故障的處理能力。當(dāng)船舶在運(yùn)行過程中，系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能夠迅速做出預(yù)判斷，自行設(shè)置保護(hù)措施，將控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)斷開，自動(dòng)化隔離系統(tǒng)指令。在發(fā)生系統(tǒng)故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)故障形式采取不同的措施。當(dāng)遇到小范圍的故障時(shí)，開啟備用機(jī)組，減少工作負(fù)荷，一旦遇到嚴(yán)重的事故，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)斷開信號(hào)，阻斷傳輸信號(hào)，在完全修復(fù)機(jī)組之后，才會(huì)重新開啟電氣設(shè)備，以此防護(hù)措施，保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性能。

系統(tǒng)的設(shè)備冗余設(shè)計(jì)，就是指并聯(lián)一系列功能相同的機(jī)組設(shè)備，在發(fā)生故障時(shí)，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行狀態(tài)。目前，船舶自動(dòng)化系統(tǒng)一般設(shè)置3組功能相同，可單獨(dú)完成控制指令等功能。在正常的工作狀態(tài)下，儲(chǔ)備系統(tǒng)不發(fā)揮主要作用，在遇到故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)組，使用備用機(jī)組控制系統(tǒng)，執(zhí)行相同的工作任務(wù)。還有電力推進(jìn)的技術(shù)革新，采用兩種推進(jìn)系統(tǒng)，直流無換向器電動(dòng)機(jī)，通過變頻器將實(shí)現(xiàn)滯留和交流的相互同步互換，能夠?qū)崿F(xiàn)在不同的海域調(diào)整不同的轉(zhuǎn)速；直流無換向器電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)交流信號(hào)間的轉(zhuǎn)換，通過變頻器組成交流調(diào)速系統(tǒng)機(jī)制，這種調(diào)速方式更加實(shí)用，廣泛應(yīng)用于小型船舶和交流傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域中，保證船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮著重要的作用。[3]

結(jié)語

綜上所述，為了能夠保證船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)更加的安全可靠，為了能夠提升船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的效果和質(zhì)量，必須要在今后的船舶使用過程中提升船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性，采用更好的保障技術(shù)。

[1]薛冬梅.企業(yè)電氣設(shè)備安裝常見質(zhì)量問題及解決對策分析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2016(7).34

[2]張志民.對電氣自動(dòng)化設(shè)備可靠性的認(rèn)識(shí)[J].廣東科技，2016(4).11

[3]林旭.電氣自動(dòng)化設(shè)備的可靠性現(xiàn)狀分析.機(jī)電信息，2016(18).92