船舶电气自动化的发展及设备故障的排除

李 卫

（中国电建集团港航建设有限公司，天津 300467）

0 引言

在最近几年中，我国船舶行业的发展速度变得越来越快，紧跟时代的步伐，尤其是在电气自动化方面，船舶行业对其进行了深入研究，同时对电气自动化技术的运用变得越来越为广泛。另外，为大力推动我国船舶行业的快速发展和进步，我国对国外先进技术进行了借鉴与学习，引入了相应的电气自动化设备。但目前我国船舶电气自动化设备常常会产生故障，严重影响船舶的正常运行，为确保船舶电气自动化运行的稳定性，必须将电气自动化维护工作做好。

1 当前我国船舶电气自动化的发展状况

目前我国正在积极推行船舶电气自动化技术，在很多船舶运行环节中，均选用了自动化运行模式。通过自动化运行模式的运用，能够向船舶行业提供更多的便捷。但是为确保船舶的运行长期处于稳定状态，必须要对电气自动化设备故障进行有效排除，对电气自动化系统的可靠性进行有效提高。在船舶自动化系统中，仍然存在很多尚未妥善处理的隐患，频繁发生多种设备故障，对船舶电气行业的发展造成了极为严重的影响。因此，必须提高船舶电气自动化系统的稳定性，对当前我国船舶电气自动化的发展状况进行有效改变。

2 船舶电气自动化技术的主要特点

2.1 综合化

目前，船舶中的大多数操作均能够通过电子屏幕来有效完成，船舶人机界面的交互功能呈不断增强趋势，进而使船舶电气自动化技术的发展变得越来越综合化。另外，随着我国电气模块化发展速度的不断提高，电子信息技术水平的不断提高，船舶电气自动化系统在组态过程中变得越来越灵活，促使船舶电气自动化技术具有越来越为显著的综合化特点。

2.2 网络化

在最近几年中，随着总线技术、数字技术的不断普及，船舶电气自动化系统的发展出现显著的网络化特点，尤其是总线技术的不断运用，促使船舶中各个模块和部件之间能够对信号进行更为便捷的沟通与传输，以上即为船舶电气自动化系统网络化发展的重要前提条件和基础。随着船舶电气自动化系统网络化的不断发展，各种自动化技术逐渐替代了传统人工操作模式，促使船舶电气系统的工作变得更为稳定，工作效率变得越来越高。

3 船舶电气自动化系统的构成

（1）电力系统。船舶电力系统中，包括多种网络与装置，通过运用一定的方式，能够有效连接各种负载、配电装置、电源等，进而构成一个有机的整体。针对船舶电力系统，通过对配置的原动机、发电机组进行充分运用，能够有效转换能量，通过运用导线，促使网络传输系统的构成，同时能够将充足的电能提供给用电设备。

（2）电站。船舶电站是整个船舶电气自动化系统所有构成部分的核心。针对各种设备，通过不同的组合，能够赋予船舶功能多个关注点，在对这项工作进行开展时，应参照船舶工作的要求、性质，同时全部组配工作应由专业人员来完成。

（3）电力网。在各种装置的互相影响作用下，在传输电力过程中构成了电路的路径，在有效连接这项电路路径以后最终构成了电力网。在电力系统的作用下，船舶产生了电力网。在各个电气设备之间会形成多种不同的电路网，这些电路网之间存在许多不同。一般来说，电路网包括应急电网、弱电装置、照明电网等。

4 船舶电气自动化中的关键技术

4.1 电力电子技术

（1）轴带发电技术。轴带发电技术，就是指通过运用发电机主轴进行有效驱动，将主机的工作状态作为主要依据，对轴带发电机进行控制、调整的一种技术。目前，大多数轴带发电系统均选用晶闸管逆变方式。研发工作人员通过有效组合S/G 系统与T/G 系统，形成了SSG 系统。不过值得注意的是，在S/G 系统中，针对发电机的各种输出活动，由于变频器均需要对其进行调节和控制，所以一定要选用功率较大的电力电子器件。不过当前我国现有的变频器均存在很多问题，如功率因数偏低、体型过大、造价偏高等，为对以上问题进行有效解决，通过运用双馈异步电机转子频率，以实现异步轴带发电机技术产生稳定电压和频率，同时获取较好的节能效果。

（2）电力推进技术。在过去，电力推进技术主要被用于小型船舶。不过随着我国科学技术水平的不断提高，我国大型船舶也开始运用电力推进技术。船舶电力推进系统具有多种不同的类型，例如，根据电机设置形式，可以划分为吊舱式、机舱式；根据动力源的不同，可以划分为燃气轮机式、柴油机式。

4.2 自动监测报警技术

通过运用自动监测报警技术，可以实时监测、警报、记录电气设备的运行状态，能够对轮机员工作强度进行有效降低，能够使船舶电气自动化系统变得更加稳定。目前，针对自动监测报警技术，共有两大主要发展方向：一是对DCS 自动监测系统进行研发，集中管理监测采集到的数据信息，进而能够保证所有电气设备的运行处于稳定状态，保证能够在微机控制系统内进行成功报警；二是对自动化综合系统进行引入，以将船舶电气设备故障问题及时排除，对电气自动化系统的稳定性进行提高。

4.3 可靠性保障技术

（1）电磁干扰技术。在船舶航运中，电磁干扰是一大重要影响因素。电磁干扰的产生，必须具有三大条件：其一，检查电磁敏感的接收元件；其二，向电力系统导向电磁干扰的传输介质；其三，干扰源。只要对以上其中一个条件进行破坏，便能够对电磁干扰进行有效屏蔽。

（2）储备冗余技术。储备冗余技术，就是指一种运用并联单元方式，以使船舶电气自动化系统变得更为稳定、可靠的技术。在船舶电气自动化系统中，为保证不同机组的互相备用、独立运行，应开设两台机组储备。

5 船舶电气自动化的未来发展趋势

5.1 工作效率变得更高

目前，随着计算机技术的不断发展和进步，计算机对社会的发展起到了极大的推动作用。实际上，计算机是信息技术的一种产物，通过数学的形式能够充分表现出计算机的所有功能。其中，计算机具有快速、精准的功能特点。计算机在船舶电气自动化中发挥着重要的作用，主要体现在以下几个方面，即：第一，通过利用计算机能够对图像进行有效控制，通过采用人工方式，可以有效控制人机界面，通过将计算机功能充分发挥出来，能够确保船舶的顺利运转，有助于对船舶的全面监控，便于工作人员对船舶工作情况进行随时检查。第二，船舶作业在多数时间中都是海上工作的，作为船员，大部分都是在船舱中进行工作，其工作环境比较差，自从船舶运用了电气自动化技术，大大降低了船员的工作量，在极大程度上对工作人员的工作压力起到有效缓解作用，同时有效地提高了生产效率。

5.2 准确率变得越来越高

随着我国网络技术的不断快速发展，出现了多种不同类型的监控方式。对船舶中设置的电气自动化设备，要对其进行全面监控。通过运用计算机，能够对电气设备进行有效控制，不断完善和调整船舶电气自动化系统的运行，提高了船舶自动化水平和工作效率。在利用计算机实现船舶电气自动化设备的全面监控以后，促使船舶各项工作变得越来越智能化。同时能够促使船舶全球性定位的逐渐实现，能够加强海岸信息的进一步交流，促使船舶工业经济的进一步发展。

5.3 设备变得更为完善

目前，电气自动化技术在船舶作业中的运用变得越来越为广泛，进而相应的电子材料也变得越来越为成熟，出现越来越多的新型材料。在我国机械制造业中，以上新型材料发挥着非常重要的作用。在船舶自动化设备中，通过运用以上研究成果，能够促使船舶电气设备变得更为健全和安全，能够促使电气自动化系统变得更为完善。船舶电气自动化设备通过运用多种研发成果，能够促使其设备的运行变得更为便捷、使用寿命变得更长、工作效率变得更高。在广泛运用电子材料以后，能够促使船舶机械设备的操作变得更为方便，促使船舶电力的可持续发展。

5.4 系统变得更为可靠、稳定

在船舶中安装电气自动化系统，能够促使船舶电气设备的运行变得更加稳定、可靠。只有保证电气自动化系统的完整性与可靠性，才能够顺利开展船舶工业。针对船舶电气自动化，各个国家均在积极开发、不断建立高效、可靠、稳定的系统，以保证船舶事业的可持续发展。

6 船舶电气自动化设备故障的排除措施

6.1 故障排除的具体步骤

船舶电气自动化设备故障排除的具体步骤：第一，对船舶电气自动化设备进行全面检查，将其故障产生的根本原因找出来；第二，对电气自动化设备说明书进行阅读，对其电气线路图进行熟悉与掌握；第三，对现存在的故障进行深入研究，对其故障成因进行明确；第四，对电气自动化设备的具体位置进行进一步核对；第五，将元件拆卸下来，认真做好标记，以预防出现安装失误现象；第六，再次排除船舶电气自动化设备故障；第七，检修故障；第八，进行反复试验，以全面彻底排除电气自动化设备中存在的故障问题。

6.2 具体排除措施

一般来说，工作人员均能够顺利完成比较简单的设备中的故障问题。例如，通过对电阻、电路进行检查，能够将电气自动化设备故障予以排除。但是如果电气自动化设备故障问题比较复杂，要想根据设备说明书解决故障问题，几乎是不可能的，在这种情况下，一定要由专业人员来处理故障问题。在当前我国技术产业中，电气自动化技术属于一种新型技术，社会非常青睐电气自动化专业人才。所以需要对电气自动化专业人才进行重点培养，不断提高其实践能力，不断丰富其专业知识。

7 结语

船舶引用电气自动化技术，有效促进了我国船舶行业的进一步发展，对我国社会经济的发展起到有效推动作用。假如能够有效排除船舶电气自动化设备故障，不但能够对大量劳动力进行解放，而且能够促使船舶管理变得更为自动化。