船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性保障技術(shù)探究

摘 要：船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的保障技術(shù)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，涉及到船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和運(yùn)行等多個(gè)環(huán)節(jié)，船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的保障技術(shù)對(duì)于船舶正常穩(wěn)定運(yùn)行有著非常重要的意義，為了保證船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運(yùn)行，現(xiàn)在世界上大多數(shù)國家都投入了很大的精力來進(jìn)行船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的保障技術(shù)研究，目前，已經(jīng)取得了一定的成果，船舶自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的保障技術(shù)能夠使船舶發(fā)生故障的幾率降低，進(jìn)而使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性得到一定的提高。

關(guān)鍵詞：船舶；電氣自動(dòng)化；可靠性；保障技術(shù)

引言

船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的保障技術(shù)與整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)行等環(huán)節(jié)之間有著重要的聯(lián)系。所以，確保電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著非常重要的意義。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，采取何種方法來降低故障的發(fā)生率，將可靠性作為船舶運(yùn)行的首要條件，這樣才能更加有利于船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)智能化、信息化、集成化的實(shí)現(xiàn)。

1 船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)分析

隨著通訊技術(shù)、信息技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，以及在船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的推廣和應(yīng)用，船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性不斷提高，尤其是計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的所有電子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，當(dāng)船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)突發(fā)事件或者誤操作時(shí)，能夠及時(shí)的采取措施進(jìn)行處理，以此保證船舶能夠安全、可靠的運(yùn)行。船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)主要包括兩個(gè)方面：一方面，網(wǎng)絡(luò)可控化，數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化控制奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，特別是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用，能夠?yàn)楦鱾€(gè)模塊、部件之間的信息傳輸提供通道，并且能夠集合各種信號(hào)，顯著提高電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性；另一方面，電子信息化，隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)的快速發(fā)展，電氣設(shè)備的功能不斷的豐富和完善，電子技術(shù)逐漸實(shí)現(xiàn)模塊化，其在船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠有效提高電氣自動(dòng)化系統(tǒng)組態(tài)的靈活性，再加上計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，通過界面上的控制按鈕能夠像電氣自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)布操作指令，實(shí)現(xiàn)船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的信息化、自動(dòng)化控制，以此提高船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。

2 常見可靠性保障技術(shù)在船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用探究

2.1 電力推進(jìn)技術(shù)

隨著近幾年電力推進(jìn)系統(tǒng)在軍事艦艇上的應(yīng)用，使電力推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展前景越來越好。并且，隨著多年的發(fā)展，電子器件、電子技術(shù)以及信息技術(shù)等在電力推進(jìn)技術(shù)中的應(yīng)用，使電力推進(jìn)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在船舶自動(dòng)化系統(tǒng)中，對(duì)于提高船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性和可靠性提供了保障。從電力傳動(dòng)方面出發(fā)，可以把電力推進(jìn)技術(shù)劃分成兩種，即直流傳動(dòng)和交流傳動(dòng)，后者經(jīng)過多年的發(fā)展，其優(yōu)越性逐漸取代直流傳動(dòng)，成為現(xiàn)代船舶自動(dòng)化系統(tǒng)保障最常應(yīng)用的技術(shù)。交流傳動(dòng)技術(shù)在船舶自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，其推進(jìn)系統(tǒng)包括兩種，一種為交流無換向器電動(dòng)機(jī)，交換無換向器電動(dòng)機(jī)是通過變頻器的同步調(diào)速，完成交流——交流之間的轉(zhuǎn)換，由于交流——交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)會(huì)對(duì)船舶的輸出頻率產(chǎn)生一定的影響，所以當(dāng)船舶處于該種狀況時(shí)，應(yīng)該降低電機(jī)的運(yùn)行速度；另一種為直流無換向器電動(dòng)機(jī)，直流無換向器電動(dòng)機(jī)依靠變頻器的同步調(diào)速，實(shí)現(xiàn)交流——直流——交流的轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換的過程中，調(diào)距螺旋槳和船舶運(yùn)行同步協(xié)調(diào)運(yùn)行。當(dāng)船舶在公海上行駛時(shí)，應(yīng)該把推動(dòng)機(jī)調(diào)整為超同步轉(zhuǎn)換或者同步轉(zhuǎn)換模式，當(dāng)船舶行駛至寬度相對(duì)較窄的水道或者港口時(shí)，應(yīng)該盡可能降低交流推動(dòng)的運(yùn)行速度，以此提高船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性。

2.2 電磁兼容保障技術(shù)

一般來說，船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，其周圍的環(huán)境條件還是比較惡劣的，為了確保電氣設(shè)備能夠始終保持正常運(yùn)行，就需要采用電磁兼容保障技術(shù)，通過該技術(shù)是來提高船舶電氣的抗干擾能力。為了保證船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)該采用隔離技術(shù)、改變傳輸介質(zhì)等方式，以此保證船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能夠安全、可靠的運(yùn)行，具體表現(xiàn)為：其一，隔離技術(shù)，根據(jù)相關(guān)研究表明，影響船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可靠運(yùn)行的電磁干擾主要來源為交流電源，為了提高船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，應(yīng)該采用隔離變壓器進(jìn)行獨(dú)立供電。同時(shí)，采用將強(qiáng)電裝置與供電裝置分開設(shè)置的方式，也能夠有效降低電磁干擾對(duì)船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)造成的干擾。此外，為了提高抗電磁干擾的能力，除了安裝隔離變壓器之外，通過采用交流變壓器將經(jīng)過船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)電源的高頻信號(hào)過濾掉，能夠顯著降低電磁干擾。其二，改變傳輸介質(zhì)，隔離電磁干擾的另一種有效方法為改變傳輸介質(zhì)，由于船舶采用遙控系統(tǒng)，系統(tǒng)采集的信息傳輸至遙控中心的距離和時(shí)間都相對(duì)較長，如果信號(hào)傳輸?shù)倪^程中受到電磁干擾，將會(huì)影響船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，因此，為了屏蔽電磁干擾，應(yīng)該采用改變傳輸介質(zhì)的方式，以此縮短信號(hào)輸入與接收的距離和時(shí)間。此外，也可以將輸出電路和輸入電路隔離，這樣也能夠在一定程度上起到抗干擾的效果。

2.3 容錯(cuò)保障技術(shù)

容錯(cuò)保障技術(shù)指的是船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)該故障的容忍能力。容錯(cuò)保障技術(shù)在船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)是否存在故障或者突發(fā)狀況，如果檢測(cè)出電氣自動(dòng)化系統(tǒng)存在故障，則能夠在最短的時(shí)間內(nèi)定位該故障的位置，并采取針對(duì)性的措施進(jìn)行處理，以此降低故障對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)造成的影響或者損壞，以此提高船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。

2.4 儲(chǔ)備冗余處理技術(shù)

所謂儲(chǔ)備冗余處理技術(shù)，指的是在船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中增加并聯(lián)單元，以此提高電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性以及安全性的技術(shù)?，F(xiàn)階段，為了提高船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，通常開設(shè)三臺(tái)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、功能基本相同的機(jī)組儲(chǔ)備，這樣能夠保證各個(gè)機(jī)組之間的獨(dú)立工作，又能夠在某個(gè)機(jī)組出現(xiàn)故障或者問題時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)相互備用，以此保證船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能夠安全、可靠的運(yùn)行。通常狀況下，各儲(chǔ)備系統(tǒng)內(nèi)部的儲(chǔ)備單元與工作單元都是分開設(shè)置的，各個(gè)單元既可以合作運(yùn)行，也可以單獨(dú)運(yùn)行，因此，可以把電氣自動(dòng)化系統(tǒng)作為儲(chǔ)備系統(tǒng)，這樣船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，一旦某一個(gè)單元出現(xiàn)問題，系統(tǒng)中的其他處于儲(chǔ)備狀態(tài)的單元會(huì)進(jìn)入工作狀態(tài)，避免出現(xiàn)系統(tǒng)故障后無法運(yùn)行的現(xiàn)象，這樣能夠顯著提高船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性。

3 結(jié)束語

總的來說，為了使船舶在運(yùn)行的過程中有足夠的安全性，就必須確保電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。在進(jìn)行船舶電氣自動(dòng)化可靠性研究的過程中，在一定程度上也推動(dòng)了對(duì)整體的電氣自動(dòng)化技術(shù)的研究進(jìn)程，船舶自動(dòng)化程度的提升也能夠使系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到增強(qiáng)，同時(shí)也能夠使我國的船舶事業(yè)取到一定的進(jìn)步，為了更好的提高船舶行業(yè)自動(dòng)化的水平，國內(nèi)外都在加強(qiáng)對(duì)這方面技術(shù)的研究，可以確信的是，經(jīng)過我們的進(jìn)一步的努力，船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的保障技術(shù)一定能夠得到進(jìn)一步的發(fā)展。

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