船舶電氣自動化系統(tǒng)可靠性的保障技術(shù)研究

鄭福光

摘 要：船舶電氣自動化系統(tǒng)的可靠性保障技術(shù)是一項復(fù)雜的工程。為了降低甚至避免該系統(tǒng)運行中產(chǎn)生故障，從而確保船舶的正常運行，研究船舶電氣自動化系統(tǒng)可靠性的保障技術(shù)非常重要。簡單分析了目前我國該技術(shù)的研究現(xiàn)狀，并對電磁干擾技術(shù)、容錯技術(shù)、電力推進(jìn)技術(shù)、儲備冗余處理這四種可靠性保障技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)探討，以期為船舶電氣自動化系統(tǒng)的可靠性研究奠定堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：船舶；電氣自動化系統(tǒng)；自動化系統(tǒng)；機械自動化

中圖分類號：U665 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.142

船舶中的電氣自動化系統(tǒng)非常復(fù)雜，該系統(tǒng)包含了自動化設(shè)計、生產(chǎn)、運行等階段。我國不斷發(fā)展的社會、經(jīng)濟(jì)和科技均促進(jìn)了船舶電氣系統(tǒng)的自動化發(fā)展，并取得了較好的發(fā)展成果，向著更廣闊的未來不斷前進(jìn)。

1 船舶電氣自動化的特點

船舶電氣自動化系統(tǒng)在整個船舶發(fā)展行業(yè)中起著至關(guān)重要的作用?？茖W(xué)技術(shù)的不斷向前發(fā)展，使計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等逐漸滲透進(jìn)各個領(lǐng)域，包括船舶發(fā)展行業(yè)。人們將計算機、電子技術(shù)等將融入到船舶電氣化系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)計算機等技術(shù)的應(yīng)用使船舶電氣自動化系統(tǒng)操作更加方便。此外，將總線、數(shù)字化等技術(shù)引進(jìn)到船舶電氣自動化系統(tǒng)中，促進(jìn)了該系統(tǒng)中各個部位之間的交流、溝通，提高了其自動化水平。

2 我國船舶電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，我國飛速發(fā)展的科技促進(jìn)了計算機輔助設(shè)計和通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展。同時，計算機在船舶的行駛、裝卸貨物以及船舶船艙的管理上都得到了廣泛應(yīng)用，已經(jīng)形成了一個完善的應(yīng)用體系，船舶電氣系統(tǒng)的自動化發(fā)展得以實現(xiàn)，并為船舶的穩(wěn)定運行奠定了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。船舶電氣自動化主要包含船舶航行自動化、機械自動化、機艙自動化等集多種功能于一體的綜合系統(tǒng)。此外，當(dāng)在船舶上安裝可以與外界聯(lián)系的相關(guān)設(shè)備后，對應(yīng)的工作站就能利用郵件、數(shù)據(jù)等渠道實現(xiàn)船舶與船舶之間、船舶與岸上之間的通訊聯(lián)系，可直接進(jìn)行信息交換、船舶管理以及船舶故障的診斷等多種業(yè)務(wù)。船舶電氣自動化技術(shù)不僅強化了船舶設(shè)備的管理工作，還為船舶的航行作業(yè)提供了更加安全、可靠的保障。我國已經(jīng)擁有了比較成熟的船舶電氣自動化技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品，也已研發(fā)了多種船舶電氣自動化技術(shù)，使船舶電氣自動化系統(tǒng)功能更加強大和全面，使系統(tǒng)的運行更加可靠和安全。

3 可靠性保障技術(shù)研究

船舶中電氣系統(tǒng)的可靠性指的是在特定條件和某一時空范圍內(nèi)，該系統(tǒng)可以安全、穩(wěn)定運行，并滿足相應(yīng)的需求。在系統(tǒng)設(shè)計、生產(chǎn)、運行等各個階段，可靠性保障技術(shù)都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。根據(jù)一系列的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前已經(jīng)有很多國家對該技術(shù)進(jìn)行了大量、系統(tǒng)的研究，并獲得了很多的研究成果，經(jīng)實際工程驗證，該技術(shù)的應(yīng)用能明顯降低船舶安全事故發(fā)生的概率，并為電氣系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行提供一定的技術(shù)保障。筆者對該技術(shù)進(jìn)行了以下探討。

3.1 電磁干擾技術(shù)

船舶具有一定的特殊性，船艙空間較狹小，船舶內(nèi)部的電氣設(shè)備的安裝空間相對較小。由于船舶內(nèi)電氣設(shè)備工作環(huán)境的限制，在工作運行的過程中，電磁干擾對其的影響非常大。導(dǎo)航儀器和強電設(shè)備等都是船舶在正常運行中起著重要作用的設(shè)備。當(dāng)電磁比較強時，會嚴(yán)重干擾船舶中導(dǎo)航儀器、強電設(shè)備等的啟動和關(guān)閉。如果船舶正處于運行中，電磁波較強時，則會對其運行造成嚴(yán)重的影響，導(dǎo)致安全事故發(fā)生。因此，在船舶電氣系統(tǒng)中引進(jìn)電磁干擾技術(shù)是十分必要的。該技術(shù)的基本原理為：破壞干擾源、接收部位和電磁波的傳輸介質(zhì)，進(jìn)而無法產(chǎn)生電磁干擾，為船舶系統(tǒng)的正常運行提供保障。

3.2 容錯技術(shù)

該技術(shù)指的是當(dāng)船舶電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時，其會在一定的范圍內(nèi)允許錯誤的出現(xiàn)，使得船舶仍可以正常運行。該技術(shù)主要包含了監(jiān)測、控制兩項功能。當(dāng)船舶電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時，容錯技術(shù)的監(jiān)測功能可以對故障進(jìn)行定位，隨后進(jìn)行相應(yīng)的檢測工作，并找出每個薄弱環(huán)節(jié)逐個攻破，以保證船舶電氣自動化系統(tǒng)的正常、有序運行。根據(jù)相關(guān)分析研究可知，國內(nèi)外為了更好地提高船舶電氣自動化系統(tǒng)的可靠性，加大了對其研究的力度。

3.3 電力推進(jìn)技術(shù)

在以往的發(fā)展中，由于受到科學(xué)技術(shù)發(fā)展的限制，電力推進(jìn)技術(shù)只能在小型船舶中使用。但當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)水平依然較高，現(xiàn)代信息技術(shù)、計算機技術(shù)等被廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了電力推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，依然具有很大的發(fā)展?jié)摿Α８鶕?jù)電力傳動的不同，可以將該技術(shù)劃分為直流、交流這兩種傳動方法。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來，交流傳動的發(fā)展非常迅猛，逐漸取代了直流傳動，被廣泛應(yīng)用于船舶電氣系統(tǒng)中，為船舶的安全、穩(wěn)定運行提供了重要的技術(shù)保障。

3.4 儲備冗余處理技術(shù)

由上述分析可見，對于可靠性保障技術(shù)的研究和應(yīng)用而言，我國已然取得了一定的成果，除了以上所述的保障性技術(shù)之外，我國還研究出了儲備冗余處理技術(shù)。該技術(shù)指的是在船舶電氣系統(tǒng)中設(shè)置3臺機組，使其儲備能力基本接近。當(dāng)發(fā)生故障時，可以互為備用，從而提升系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

總而言之，船舶電氣自動化系統(tǒng)的可靠性保障技術(shù)是一項及其復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在設(shè)計、生產(chǎn)、運行等各個環(huán)節(jié)中均具起著非常重要的作用，對電氣系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行有非常大的影響。所以，我們應(yīng)很好地應(yīng)用以上所述的各項可靠性保障技術(shù)，做好設(shè)備的檢測工作，發(fā)現(xiàn)問題并及時解決，從而為船舶電氣系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行提供一定的技術(shù)保障。經(jīng)調(diào)查，目前國內(nèi)相關(guān)學(xué)者已經(jīng)對可靠性保障技術(shù)進(jìn)行了大量研究，并取得了優(yōu)異成果。但相對而言，我國對可靠性保障技術(shù)的研究仍比較落后，有待更加深入的研究。

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〔編輯：張思楠〕