基于船舶电气自动化系统可靠性的保障技术探究

2016-03-01杨淑娟

新教育时代电子杂志(教师版) 2016年24期

关键词：干扰信号可靠性电气

杨淑娟

（山东交通职业学院山东 261100）

基于船舶电气自动化系统可靠性的保障技术探究

杨淑娟

（山东交通职业学院山东 261100）

在船舶的使用过程中，船舶电气自动化系统是非常重要的部分，只有保证了船舶电气自动化系统的运行可靠性，才能够保证船舶运行的安全性。本文主要探讨了船舶电气自动化系统的可靠性问题，分析了可靠性的保障技术要点和具体的实施策略，希望能够为今后的船舶电气自动化系统使用带来参考和借鉴。

船舶电气自动化系统可靠性保障技术

引言

针对船舶电气自动化系统的可靠性保障技术，对其展开深入的研究，才能够提升船舶电气自动化系统的可靠性，从而发挥船舶电气自动化系统的优势，推动船舶电气化技术的进步。

一、电气自动化可靠性的内涵

电气自动化的程度是一个国家电子行业发展水平的重要标志。作为当今经济运行不可或缺的技术手段，电气自动化带来的福利也越来越多，它可以提高工作质量、让工作成本更低。早在20世纪70年代，我国就已经针对电子产品的可靠性研究设立研究所和一系列单位，随着经济的发展，电气自动化逐渐得到普及，电气设备该具备的可靠性也引起更多使用者的重视。伴随着电气自动化的不断扩展，其中的可靠性就变得异常突出。[1]

二、船舶电气自动化系统的技术现状分析

随着计算机辅助设计与通讯技术的快速发展，电子计算机在船舶行驶、装货、机舱管理等方面得到了全盘应用，逐步实现了船舶电气自动化控制。船舶电气自动化是集航行自动化、机械自动化、机舱自动化、机械自动化等多功能于一体的综合系统，在该系统中，一般由两个工作母站以及若干个工作分站和控制系统构成。两个工作母站分别设置在机舱控制室和驾驶室，是两个完全独立的控制系统，既可以单独操作，也可以同时操作、互为备用。若船舶类型和自动化程度不同，则其电气自动化的分控制系统也略有不同，但总体上来讲主要包括电站管理、主机遥控、泵浦控制、机舱监测报警、液位遥控和压载控制、自动导航、冷藏集装箱监控等系统。运用高速传输技术将工作母站与分控制系统组成综合网络系统，并根据实际需要在网络上连接若干工作分站，从而通过工作分站达到对船舶重要部位设备的操纵、控制和检测。此外，工作分站可视为独立窗口，在接入船舶对外通信设备网络的基础上，利用电子邮件、数据传输等方式，实现船与船、船与岸之间的对话，进行信息交流、故障诊断、备件查询、设备维护、船舶管理、资料查阅等业务。由此可以看出，船舶电气自动化系统技术不仅能够强化船舶设备管理、控制，还能够确保船舶航行始终处于安全、可靠的状态。

当前，一些国际著名的船电产品制造商已经拥有较为成熟的船舶电气自动化技术和相应配套产品，能够将电气自动化程序控制划分为小型智能单位，实现就地操纵，使系统拥有更为强大、全面的功能。如，船舶电气自动化系统可用于无人机舱管理的监测和控制，能够对动力系统、压舱系统、燃油系统等的泵、阀以及关闭装置进行控制，并且还具备舱内液面监测、燃油消耗记录、水量计算、货物监测、保养维护、安全控制等功能，实现船舶电气设备的智能化管理，提高船舶电气设备操作的可靠性和安全性。[2]

三、船舶电气自动化系统可靠性研究

在保证船舶正常运行的工作状态的同时，各个国家更加注重自动化系统的可靠性。研究有效可行的保障技术手段，减少船舶发生事故的几率，提高系统的稳定性和可靠性，下面就是针对电气自动化系统可靠性保障技术的应用分析。

1．电磁干扰屏蔽技术。通过电磁兼容的技术手段，对系统进行防电磁干扰设计，或者切断电磁干扰途径，避免因电磁干扰影响自动化系统的正常工作。具体可以通过隔绝干扰源，抑制干扰产生，切断干扰信号的传输路径等方法实现屏蔽功能。具体的实践说明，交流电源产生电磁干扰信号，因此要从源头上解决这一问题，提供独立的供电设备，设置防干扰滤波装置，隔离交流变压器，滤过高频干扰信号。船舶在运行过程中，由于元器件的频繁开闭，会产生电弧，进而产生电磁干扰。为此，可以设置RC吸收电磁装置，根据电容的稳压原理，电压不会极具突变，从而避免因突然产生瞬时电流，而抑制干扰信号。除此之外，电容还能够消除电弧，通过电容和高电阻组成的防电磁干扰信号设备。但是在实际应用中，由于传输线路较长，传输条件不容乐观，因此要在信号的传输过程中，减少电磁干扰的增强和扩散。针对这一特征，就要减少电信号的传输作用，利用光电耦合器代替电信号的控制方式，发挥隔绝优势作用，将输入线路和输出线路分开，避免电信号相互干扰。

2．电磁容错技术，主要是指系统对故障的处理能力。当船舶在运行过程中，系统出现故障时，能够迅速做出预判断，自行设置保护措施，将控制系统和执行系统断开，自动化隔离系统指令。在发生系统故障时，系统会根据故障形式采取不同的措施。当遇到小范围的故障时，开启备用机组，减少工作负荷，一旦遇到严重的事故，系统会自动断开信号，阻断传输信号，在完全修复机组之后，才会重新开启电气设备，以此防护措施，保障系统的安全稳定性能。

系统的设备冗余设计，就是指并联一系列功能相同的机组设备，在发生故障时，保证系统的正常运行状态。目前，船舶自动化系统一般设置3组功能相同，可单独完成控制指令等功能。在正常的工作状态下，储备系统不发挥主要作用，在遇到故障时，系统会自动转换机组，使用备用机组控制系统，执行相同的工作任务。还有电力推进的技术革新，采用两种推进系统，直流无换向器电动机，通过变频器将实现滞留和交流的相互同步互换，能够实现在不同的海域调整不同的转速；直流无换向器电动机，实现交流信号间的转换，通过变频器组成交流调速系统机制，这种调速方式更加实用，广泛应用于小型船舶和交流传动技术领域中，保证船舶电气自动化系统的稳定运行发挥着重要的作用。[3]