船舶電氣自動(dòng)化的發(fā)展及設(shè)備故障的排除

李 衛(wèi)

（中國(guó)電建集團(tuán)港航建設(shè)有限公司，天津 300467）

0 引言

在最近幾年中，我國(guó)船舶行業(yè)的發(fā)展速度變得越來越快，緊跟時(shí)代的步伐，尤其是在電氣自動(dòng)化方面，船舶行業(yè)對(duì)其進(jìn)行了深入研究，同時(shí)對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用變得越來越為廣泛。另外，為大力推動(dòng)我國(guó)船舶行業(yè)的快速發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行了借鑒與學(xué)習(xí)，引入了相應(yīng)的電氣自動(dòng)化設(shè)備。但目前我國(guó)船舶電氣自動(dòng)化設(shè)備常常會(huì)產(chǎn)生故障，嚴(yán)重影響船舶的正常運(yùn)行，為確保船舶電氣自動(dòng)化運(yùn)行的穩(wěn)定性，必須將電氣自動(dòng)化維護(hù)工作做好。

1 當(dāng)前我國(guó)船舶電氣自動(dòng)化的發(fā)展?fàn)顩r

目前我國(guó)正在積極推行船舶電氣自動(dòng)化技術(shù)，在很多船舶運(yùn)行環(huán)節(jié)中，均選用了自動(dòng)化運(yùn)行模式。通過自動(dòng)化運(yùn)行模式的運(yùn)用，能夠向船舶行業(yè)提供更多的便捷。但是為確保船舶的運(yùn)行長(zhǎng)期處于穩(wěn)定狀態(tài)，必須要對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備故障進(jìn)行有效排除，對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行有效提高。在船舶自動(dòng)化系統(tǒng)中，仍然存在很多尚未妥善處理的隱患，頻繁發(fā)生多種設(shè)備故障，對(duì)船舶電氣行業(yè)的發(fā)展造成了極為嚴(yán)重的影響。因此，必須提高船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對(duì)當(dāng)前我國(guó)船舶電氣自動(dòng)化的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行有效改變。

2 船舶電氣自動(dòng)化技術(shù)的主要特點(diǎn)

2.1 綜合化

目前，船舶中的大多數(shù)操作均能夠通過電子屏幕來有效完成，船舶人機(jī)界面的交互功能呈不斷增強(qiáng)趨勢(shì)，進(jìn)而使船舶電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展變得越來越綜合化。另外，隨著我國(guó)電氣模塊化發(fā)展速度的不斷提高，電子信息技術(shù)水平的不斷提高，船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在組態(tài)過程中變得越來越靈活，促使船舶電氣自動(dòng)化技術(shù)具有越來越為顯著的綜合化特點(diǎn)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)化

在最近幾年中，隨著總線技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的不斷普及，船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展出現(xiàn)顯著的網(wǎng)絡(luò)化特點(diǎn)，尤其是總線技術(shù)的不斷運(yùn)用，促使船舶中各個(gè)模塊和部件之間能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行更為便捷的溝通與傳輸，以上即為船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的重要前提條件和基礎(chǔ)。隨著船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的不斷發(fā)展，各種自動(dòng)化技術(shù)逐漸替代了傳統(tǒng)人工操作模式，促使船舶電氣系統(tǒng)的工作變得更為穩(wěn)定，工作效率變得越來越高。

3 船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成

（1）電力系統(tǒng)。船舶電力系統(tǒng)中，包括多種網(wǎng)絡(luò)與裝置，通過運(yùn)用一定的方式，能夠有效連接各種負(fù)載、配電裝置、電源等，進(jìn)而構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體。針對(duì)船舶電力系統(tǒng)，通過對(duì)配置的原動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)組進(jìn)行充分運(yùn)用，能夠有效轉(zhuǎn)換能量，通過運(yùn)用導(dǎo)線，促使網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成，同時(shí)能夠?qū)⒊渥愕碾娔芴峁┙o用電設(shè)備。

（2）電站。船舶電站是整個(gè)船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)所有構(gòu)成部分的核心。針對(duì)各種設(shè)備，通過不同的組合，能夠賦予船舶功能多個(gè)關(guān)注點(diǎn)，在對(duì)這項(xiàng)工作進(jìn)行開展時(shí)，應(yīng)參照船舶工作的要求、性質(zhì)，同時(shí)全部組配工作應(yīng)由專業(yè)人員來完成。

（3）電力網(wǎng)。在各種裝置的互相影響作用下，在傳輸電力過程中構(gòu)成了電路的路徑，在有效連接這項(xiàng)電路路徑以后最終構(gòu)成了電力網(wǎng)。在電力系統(tǒng)的作用下，船舶產(chǎn)生了電力網(wǎng)。在各個(gè)電氣設(shè)備之間會(huì)形成多種不同的電路網(wǎng)，這些電路網(wǎng)之間存在許多不同。一般來說，電路網(wǎng)包括應(yīng)急電網(wǎng)、弱電裝置、照明電網(wǎng)等。

4 船舶電氣自動(dòng)化中的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 電力電子技術(shù)

（1）軸帶發(fā)電技術(shù)。軸帶發(fā)電技術(shù)，就是指通過運(yùn)用發(fā)電機(jī)主軸進(jìn)行有效驅(qū)動(dòng)，將主機(jī)的工作狀態(tài)作為主要依據(jù)，對(duì)軸帶發(fā)電機(jī)進(jìn)行控制、調(diào)整的一種技術(shù)。目前，大多數(shù)軸帶發(fā)電系統(tǒng)均選用晶閘管逆變方式。研發(fā)工作人員通過有效組合S/G 系統(tǒng)與T/G 系統(tǒng)，形成了SSG 系統(tǒng)。不過值得注意的是，在S/G 系統(tǒng)中，針對(duì)發(fā)電機(jī)的各種輸出活動(dòng)，由于變頻器均需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，所以一定要選用功率較大的電力電子器件。不過當(dāng)前我國(guó)現(xiàn)有的變頻器均存在很多問題，如功率因數(shù)偏低、體型過大、造價(jià)偏高等，為對(duì)以上問題進(jìn)行有效解決，通過運(yùn)用雙饋異步電機(jī)轉(zhuǎn)子頻率，以實(shí)現(xiàn)異步軸帶發(fā)電機(jī)技術(shù)產(chǎn)生穩(wěn)定電壓和頻率，同時(shí)獲取較好的節(jié)能效果。

（2）電力推進(jìn)技術(shù)。在過去，電力推進(jìn)技術(shù)主要被用于小型船舶。不過隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，我國(guó)大型船舶也開始運(yùn)用電力推進(jìn)技術(shù)。船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)具有多種不同的類型，例如，根據(jù)電機(jī)設(shè)置形式，可以劃分為吊艙式、機(jī)艙式；根據(jù)動(dòng)力源的不同，可以劃分為燃?xì)廨啓C(jī)式、柴油機(jī)式。

4.2 自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警技術(shù)

通過運(yùn)用自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警技術(shù)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、警報(bào)、記錄電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，能夠?qū)啓C(jī)員工作強(qiáng)度進(jìn)行有效降低，能夠使船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)變得更加穩(wěn)定。目前，針對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警技術(shù)，共有兩大主要發(fā)展方向：一是對(duì)DCS 自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)，集中管理監(jiān)測(cè)采集到的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而能夠保證所有電氣設(shè)備的運(yùn)行處于穩(wěn)定狀態(tài)，保證能夠在微機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行成功報(bào)警；二是對(duì)自動(dòng)化綜合系統(tǒng)進(jìn)行引入，以將船舶電氣設(shè)備故障問題及時(shí)排除，對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行提高。

4.3 可靠性保障技術(shù)

（1）電磁干擾技術(shù)。在船舶航運(yùn)中，電磁干擾是一大重要影響因素。電磁干擾的產(chǎn)生，必須具有三大條件：其一，檢查電磁敏感的接收元件；其二，向電力系統(tǒng)導(dǎo)向電磁干擾的傳輸介質(zhì)；其三，干擾源。只要對(duì)以上其中一個(gè)條件進(jìn)行破壞，便能夠?qū)﹄姶鸥蓴_進(jìn)行有效屏蔽。

（2）儲(chǔ)備冗余技術(shù)。儲(chǔ)備冗余技術(shù)，就是指一種運(yùn)用并聯(lián)單元方式，以使船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)變得更為穩(wěn)定、可靠的技術(shù)。在船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，為保證不同機(jī)組的互相備用、獨(dú)立運(yùn)行，應(yīng)開設(shè)兩臺(tái)機(jī)組儲(chǔ)備。

5 船舶電氣自動(dòng)化的未來發(fā)展趨勢(shì)

5.1 工作效率變得更高

目前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，計(jì)算機(jī)對(duì)社會(huì)的發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用。實(shí)際上，計(jì)算機(jī)是信息技術(shù)的一種產(chǎn)物，通過數(shù)學(xué)的形式能夠充分表現(xiàn)出計(jì)算機(jī)的所有功能。其中，計(jì)算機(jī)具有快速、精準(zhǔn)的功能特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)在船舶電氣自動(dòng)化中發(fā)揮著重要的作用，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，即：第一，通過利用計(jì)算機(jī)能夠?qū)D像進(jìn)行有效控制，通過采用人工方式，可以有效控制人機(jī)界面，通過將計(jì)算機(jī)功能充分發(fā)揮出來，能夠確保船舶的順利運(yùn)轉(zhuǎn)，有助于對(duì)船舶的全面監(jiān)控，便于工作人員對(duì)船舶工作情況進(jìn)行隨時(shí)檢查。第二，船舶作業(yè)在多數(shù)時(shí)間中都是海上工作的，作為船員，大部分都是在船艙中進(jìn)行工作，其工作環(huán)境比較差，自從船舶運(yùn)用了電氣自動(dòng)化技術(shù)，大大降低了船員的工作量，在極大程度上對(duì)工作人員的工作壓力起到有效緩解作用，同時(shí)有效地提高了生產(chǎn)效率。

5.2 準(zhǔn)確率變得越來越高

隨著我國(guó)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷快速發(fā)展，出現(xiàn)了多種不同類型的監(jiān)控方式。對(duì)船舶中設(shè)置的電氣自動(dòng)化設(shè)備，要對(duì)其進(jìn)行全面監(jiān)控。通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)，能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備進(jìn)行有效控制，不斷完善和調(diào)整船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行，提高了船舶自動(dòng)化水平和工作效率。在利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)船舶電氣自動(dòng)化設(shè)備的全面監(jiān)控以后，促使船舶各項(xiàng)工作變得越來越智能化。同時(shí)能夠促使船舶全球性定位的逐漸實(shí)現(xiàn)，能夠加強(qiáng)海岸信息的進(jìn)一步交流，促使船舶工業(yè)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。

5.3 設(shè)備變得更為完善

目前，電氣自動(dòng)化技術(shù)在船舶作業(yè)中的運(yùn)用變得越來越為廣泛，進(jìn)而相應(yīng)的電子材料也變得越來越為成熟，出現(xiàn)越來越多的新型材料。在我國(guó)機(jī)械制造業(yè)中，以上新型材料發(fā)揮著非常重要的作用。在船舶自動(dòng)化設(shè)備中，通過運(yùn)用以上研究成果，能夠促使船舶電氣設(shè)備變得更為健全和安全，能夠促使電氣自動(dòng)化系統(tǒng)變得更為完善。船舶電氣自動(dòng)化設(shè)備通過運(yùn)用多種研發(fā)成果，能夠促使其設(shè)備的運(yùn)行變得更為便捷、使用壽命變得更長(zhǎng)、工作效率變得更高。在廣泛運(yùn)用電子材料以后，能夠促使船舶機(jī)械設(shè)備的操作變得更為方便，促使船舶電力的可持續(xù)發(fā)展。

5.4 系統(tǒng)變得更為可靠、穩(wěn)定

在船舶中安裝電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，能夠促使船舶電氣設(shè)備的運(yùn)行變得更加穩(wěn)定、可靠。只有保證電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的完整性與可靠性，才能夠順利開展船舶工業(yè)。針對(duì)船舶電氣自動(dòng)化，各個(gè)國(guó)家均在積極開發(fā)、不斷建立高效、可靠、穩(wěn)定的系統(tǒng)，以保證船舶事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

6 船舶電氣自動(dòng)化設(shè)備故障的排除措施

6.1 故障排除的具體步驟

船舶電氣自動(dòng)化設(shè)備故障排除的具體步驟：第一，對(duì)船舶電氣自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行全面檢查，將其故障產(chǎn)生的根本原因找出來；第二，對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備說明書進(jìn)行閱讀，對(duì)其電氣線路圖進(jìn)行熟悉與掌握；第三，對(duì)現(xiàn)存在的故障進(jìn)行深入研究，對(duì)其故障成因進(jìn)行明確；第四，對(duì)電氣自動(dòng)化設(shè)備的具體位置進(jìn)行進(jìn)一步核對(duì)；第五，將元件拆卸下來，認(rèn)真做好標(biāo)記，以預(yù)防出現(xiàn)安裝失誤現(xiàn)象；第六，再次排除船舶電氣自動(dòng)化設(shè)備故障；第七，檢修故障；第八，進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，以全面徹底排除電氣自動(dòng)化設(shè)備中存在的故障問題。

6.2 具體排除措施

一般來說，工作人員均能夠順利完成比較簡(jiǎn)單的設(shè)備中的故障問題。例如，通過對(duì)電阻、電路進(jìn)行檢查，能夠?qū)㈦姎庾詣?dòng)化設(shè)備故障予以排除。但是如果電氣自動(dòng)化設(shè)備故障問題比較復(fù)雜，要想根據(jù)設(shè)備說明書解決故障問題，幾乎是不可能的，在這種情況下，一定要由專業(yè)人員來處理故障問題。在當(dāng)前我國(guó)技術(shù)產(chǎn)業(yè)中，電氣自動(dòng)化技術(shù)屬于一種新型技術(shù)，社會(huì)非常青睞電氣自動(dòng)化專業(yè)人才。所以需要對(duì)電氣自動(dòng)化專業(yè)人才進(jìn)行重點(diǎn)培養(yǎng)，不斷提高其實(shí)踐能力，不斷豐富其專業(yè)知識(shí)。

7 結(jié)語

船舶引用電氣自動(dòng)化技術(shù)，有效促進(jìn)了我國(guó)船舶行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到有效推動(dòng)作用。假如能夠有效排除船舶電氣自動(dòng)化設(shè)備故障，不但能夠?qū)Υ罅縿趧?dòng)力進(jìn)行解放，而且能夠促使船舶管理變得更為自動(dòng)化。