船舶电气自动化系统可靠性保障技术

吴耀

广西新港湾工程有限公司 广西 南宁市 530001

摘要：当前全球范围内的贸易活动和文化交流活动不断增加，因此带动了船舶工业的大力发展。在当前的船舶工程领域之中，各类机械零部件之间的协同运行，都依赖于良好的船舶的电气自动化系统的运行，在船舶电气自动化系统运行过程中，如果可靠性不足出现各类问题，则会给船舶的安全使用带来巨大的负面影响。因此，在进行船舶电气自动化系统可靠性的探究之中，应当首先考虑相关的应急设备和应急措施。本文针对当前船舶工业之中的电气自动化系统的正常运行以及系统运行过程中可能出现的各类问题进行分析，并针对电气自动化系统的可靠性保证问题做出进一步探究。

关键词：船舶工程；电气工程；自动化；保障技术

1引言

当前全球范围内的国家之间的文化交流愈发频繁、贸易往来不断增多，随之而来的是大量的船舶工程开始进行建设，在当前的船舶工程建设之中，船舶的电气自动化系统发挥着至关重要的作用，电气自动化系统在船舶航行的全过程之中，无论是对于船舶航行的安全可靠性能、船上相关人员的生活和工作环境的改善、船舶航行经济性能以及船舶自身的生产效率都有着巨大的推动作用和促进意义。近些年来，我国经济开始同世界经济结合愈发紧密，随着而来的是我国造船工业的蓬勃发展，在船舶工程的建设之中，无论是船舶工程的电气自动化水平还是电气自动化程度都有着显著的提升和明显的提高，并且我国的船舶工业开始在世界范围内进入了前列。本文同当前船舶工程建设过程中的一些实际问题相结合，对船舶电气自动化系统的可靠性保障技术进行分析。

2船舶电气自动化系统运行的特点

在当前船舶电气自动化系统之中，自动化程度不断提升、自动化水平不断提高，给船舶工业的发展带来了巨大的新机遇，船舶电气自动化系统运行中具有两方面的主要特征。首先，电气自动化系统管理网络化，在当前的船舶工程建设之中，越来越多的总线技术以及网络数字化技术开始应用于船舶工程之中，各类新技术的不断推广也应用使得当前船舶电气系统自动化水平和网络化水平都获得了较大程度上的提升，同时总线技术的运用，使得船舶工程之中部件以及模块之间的信号交流提供通道。其次，电子自动化系统综合化。在科学技术发展日新月异的今天，在船舶工程建设中计算机技术也开始逐步的应用于船舶工程的各个模块之中，计算机技术的成熟以及应用经验愈加丰富，使得当前对于船舶电气自动化系统的控制都能通过一系列的计算机程序和按钮来进行实现，并且在管理的过程之中还可以通过计算机软件，实现人与机器之间交互的便利性，使得电气自动化系统管理更为便捷灵活。

3船舶电气自动化系统可靠性保障技术

3.1船舶电力推进技术

传统的船舶推进动力一般使用的是内燃机动力系统，但是随着电力推进技术的不断研究和推广，从最早期的电力推进系统建设的军事船舶工程，现在已经逐步扩展至各类船舶工程的建设之中，电力推进技术由于其应用广泛并有着较好的推进动力，在当前的电气自动化系统可靠性保障方面发挥着重要作用。电力推进技术可以依据其电流形式的不同而分为，直流电推进技术和交流电推进技术。根据当前两种推进技术的应用现状和技术特点，当前越来越多的船舶工程建设开始使用交流电推进技术，交流电推进系统不但在发展速度领先于直流电推进系统，而在交流电在越来越多的船舶工程应用之中开始出现了逐步取代直流电推进技术的趋势。交流传动技术在船舶电气自动化系统中的应用大体上分为以下两种推进系统：一种是交流无换向器电动机（CCV），另一种是直流无换向器电动机（LCI），LCI推进 在运行过程中以变频器为媒介来实现同步调速。

3.2船舶储备冗余处理技术

船舶储备冗余处理技术的具体应用表现为，首先，在船舶电气自动化的储备系统中，为了充分实现船舶电气自动化的储备系统的运行可靠性，其内部的储备单元同内部工作单元之间是分别进行设置的，工作单元同储备单元之间的关系是一种既可以进行同时合作运行，又可以进行单独运行的工作模式，如果在船舶航行过程之中出现了某一单元模块的故障问题，另一工作单元都可以通过继续发挥功能而保持船舶电气自动化系统的可靠性。其次，船舶储备冗余处理技术表现为储备机组数量的设置上，一般情况之下在船舶电气自动化系统运行中会设置三台或者三台以上的机组设备，这些机组设备在工作性能和设计使用功率等方面基本一致，并且工作过程相互独立，可以互相作为备用机组，从而极大的提升了船舶电气自动化系统运行的稳定性和可靠性。

3.3船舶容错技术

船舶容错技术是指在船舶的正常运行过程中，船舶自身系统对于电气自动化系统运行过程中出现的各类故障及问题的包容能力，即如何对电气自动化系统进行及时的故障检测、快速的故障位点定位、准确的故障类型判断以及正确的故障处理技术。船舶的容错技术主要体现在两个方面，首先体现在控制系统故障方面。当船舶在运行过程中出现了电气自动化系统故障时，船舶自身的故障定位系统会自动对船舶内部的可能故障位点进行充分的检测，并及时的将故障信号通过电信号的形式发送至船舶中心处理器的决策单元，并根据决策单元发出的故障应对指令进行故障处理。其次，体现在电气自动化系统故障的检测上。在船舶电气自动化系统故障出现时，容错技术可以在较短的时间内实现对故障类别、故障位点以及故障信号的识别，并执行自动化隔离策略。

3.4船舶电磁干扰技术

船舶的航行过程同陆地行车过程虽然在位移属性上具有相似性，但是在实际的航行过程之中却存在着巨大的区别。由于船舶航行的海面环境一般没有任何参考物可以进行方位以及坐标的参考，所以船舶在航行的过程之中只能依赖于当前的各种导航设备、定位设备等，但是在使用这些无线电通信设备或者卫星定位系统时，相关的电磁设备在同一狭小空间内共同开启，容易受到电磁干扰的影响。如果船舶在运行过程之中受到了相关的电磁干扰，则容易对船舶的正常航行带来极大的负面影响。并且，由于船舶在设计尺寸以及功能定位方面具有一定的特殊性，这就使得船舶虽然整体尺寸较大，但是其相对空间较少，人员、设备密度较大，这就使得各类无线电设备和电磁波设备在安装和使用的过程之中距离十分狭小，工作环境较为恶劣，因此在船舶航行过程中受到电磁波干扰是常见的情况。基于此种情况，为了充分保障船舶电气自动化系统运行的可靠性，可以使用电磁干扰技术进行优化，电磁干扰技术的原理是通过对电磁干扰产生环境的破坏，从而消除电磁干扰现象，实现船舶电气自动化系统的稳定运行。

5结束语

综上所述，随着当前世界范围内的贸易活动增加和文化交流活动的日益频繁，船舶工程建设迎来了新的发展机遇。船舶工程的电气自动化系统是船舶工程的重要组成部分，对于保证船舶电气自动化系统的正常运行以及电气自动化系统的运行可靠性有着重要意义。本文介绍了容错技术、冗余处理技术、电力推进技术以及电磁干扰技术，以促进船舶电气自动化系统更好的运行。

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作者简介：吴耀，男，1993年4月出生，本科学历，机械设计制造及其自动化专业，主要负责工程船舶电气及其自动化设计、制造工作。