船舶電氣自動(dòng)化可靠性技術(shù)的應(yīng)用分析探討

戴琦 王志

【摘? 要】近年來(lái)我國(guó)社會(huì)行業(yè)的不斷發(fā)展，電氣工程項(xiàng)目在我國(guó)各行各業(yè)都得到了較為廣泛的用。船舶電氣的自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)船舶業(yè)的發(fā)展做出不可替代的貢獻(xiàn)，所以船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性研究突顯尤為重要。在船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性的研究中，對(duì)船舶本體中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造、安裝和電氣自動(dòng)化系統(tǒng)安全運(yùn)行有著密不可分聯(lián)系，這些都是影響系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵因素所在。船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的保障技術(shù)對(duì)船舶的穩(wěn)定運(yùn)行具有重大的意義，可以有效的減小船舶發(fā)生故障的頻率，從而提高船舶運(yùn)行的穩(wěn)定性和整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性。本文就船舶電氣自動(dòng)化可靠性技術(shù)的應(yīng)用展開(kāi)探討。

【關(guān)鍵詞】船舶;電氣自動(dòng)化;可靠性

引言

船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性保障技術(shù)是船舶安全、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，其中涉及很多環(huán)節(jié)和程序，對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有一定的保障作用。船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行中，為了降低事故的發(fā)生率需要采取相應(yīng)的改善措施，提升船舶電氣自動(dòng)化的智能化、集成化發(fā)展，保證船舶電氣自動(dòng)化的可靠性。

1船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性特點(diǎn)分析

1.1電子信息化

隨著電子設(shè)備的不斷開(kāi)發(fā)與簡(jiǎn)化，電氣設(shè)備不斷完善通訊措施，船舶自動(dòng)化程度不斷的提高，電子技術(shù)的日益模塊化，船舶電氣的自動(dòng)化系統(tǒng)更加靈活的組態(tài)，且更加呈現(xiàn)出綜合性。船舶發(fā)展中的計(jì)算機(jī)技術(shù)也在很多地方得到了應(yīng)用，船舶電氣的自動(dòng)化系統(tǒng)的操作指令可以通過(guò)控制按鈕或者界面里的控制按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些都為了船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)提供了條件，由于不同船舶性能的結(jié)構(gòu)上的差異，船舶電氣的自動(dòng)化系統(tǒng)也存在著不同，但是，他們都為了船舶電氣的自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性的研究奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。

1.2綜合化技術(shù)

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和普及，使得信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)等都開(kāi)始在船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，促進(jìn)電氣設(shè)備的系統(tǒng)化、模塊化發(fā)展。船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的組成并不固定，可以靈活機(jī)動(dòng)組態(tài)，促進(jìn)系統(tǒng)的綜合化發(fā)展，使船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)更加完善。

1.3網(wǎng)絡(luò)可控化

伴隨著數(shù)字網(wǎng)絡(luò)信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展，總線技術(shù)的廣泛應(yīng)用為船舶電氣的自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展提供了前提，尤其是總線，把各種信號(hào)線的集合，為每個(gè)部件與模塊之間提供信號(hào)通道，鏈接每個(gè)控制系統(tǒng)與執(zhí)行系統(tǒng)，并采取冗余結(jié)構(gòu)和分布式布置，都是為了更好的保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且提高了船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，可以代替很多人工操作，這樣更好提高工作效率，且更加有利于系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性的發(fā)展。

2可靠性保障技術(shù)在船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1船舶防電磁干擾技術(shù)

一般情況下，由于船舶海上航行工作要求的限制，其設(shè)備布置空間緊湊，船舶生活區(qū)、工作區(qū)及機(jī)械處所距離較近，電氣設(shè)備處于溫度高、濕度大等復(fù)雜惡劣的工作環(huán)境，強(qiáng)弱電設(shè)備在狹小的工作空間同時(shí)操作運(yùn)行。開(kāi)關(guān)電源及數(shù)字設(shè)備由于脈沖電流和電壓具有很豐富的高次諧波，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的輻射（即電磁干擾源），因此自動(dòng)化儀表控制監(jiān)測(cè)設(shè)備會(huì)受到這些電磁的干擾，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不利的影響。因此在設(shè)計(jì)中，需要采用一些電磁兼容技術(shù)。電磁兼容性（EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中間的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力。形成電磁干擾需要3個(gè)要素：電磁干擾源;耦合途徑;敏感設(shè)備。選擇破壞其中任何一條件，都可以切斷電磁干擾：可以采用隔離干擾源，改變傳輸介質(zhì)或者將敏感設(shè)備的輸入信號(hào)進(jìn)行隔離。

2.2電站測(cè)控相關(guān)技術(shù)

船舶項(xiàng)目在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中電站的測(cè)控相關(guān)技術(shù)應(yīng)尤其引起重視，CAN電站的測(cè)控情況會(huì)對(duì)發(fā)電阻的工作效率產(chǎn)生很大的影響，也會(huì)影響道部件實(shí)際控制的具體情況。CAN電站測(cè)控在實(shí)際工作中會(huì)又專(zhuān)門(mén)的應(yīng)用設(shè)備，主要根據(jù)發(fā)電機(jī)組的實(shí)際工作效率確定所使用的技術(shù)，實(shí)際的應(yīng)用還要與控制臺(tái)的檢測(cè)儀器相結(jié)合，達(dá)到對(duì)每個(gè)部件的控制并形成系統(tǒng)化的網(wǎng)絡(luò)型控制。結(jié)合電氣自動(dòng)化技術(shù)可時(shí)間電站測(cè)控的自動(dòng)化控制，將相關(guān)的控制效率進(jìn)一步提升，保證船舶相關(guān)部件在實(shí)際應(yīng)用之中安全性能更高，一定程度上能將相關(guān)工作人員的工作效率得到提升，為船舶項(xiàng)目的發(fā)展打下較好的基礎(chǔ)。

2.3電磁兼容自動(dòng)化系統(tǒng)可靠保障技術(shù)

船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境一般比較惡劣，為了使電氣設(shè)備可以穩(wěn)定、正常運(yùn)行，需要利用電磁兼容保障技術(shù)提升船舶電氣的抗擾力。此外還需要采用隔離技術(shù)或者改變介質(zhì)等方式提升船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行效率。在隔離技術(shù)的應(yīng)用中，可以根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)要求和參數(shù)等合理應(yīng)用，對(duì)船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中出現(xiàn)的電磁干擾來(lái)源交流電源進(jìn)行明確，提升船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行效率，并通過(guò)隔離變壓器進(jìn)行供電。同時(shí)供電以及強(qiáng)電裝置的設(shè)置需要分開(kāi)進(jìn)行，防止電磁干擾影響船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行。此外，在抗電磁干擾的提升方面，不僅要做好隔離變壓器的安裝工作，還需要利用交流變壓器過(guò)濾船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)，使電磁干擾程度可以降低。傳輸介質(zhì)的轉(zhuǎn)變也是隔離電磁干擾的重要方式，船舶遙控系統(tǒng)應(yīng)用中，對(duì)系統(tǒng)信息的采集、傳輸?shù)鹊竭b控中心的時(shí)間和距離都比較長(zhǎng)，在信號(hào)傳輸時(shí)容易受到電磁干擾的情況，導(dǎo)致船舶電氣自動(dòng)化運(yùn)輸系統(tǒng)受到影響，為了有效屏蔽電磁干擾，需要對(duì)傳輸介質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，縮短信號(hào)接收和輸入的時(shí)間和距離。同時(shí)還可以對(duì)輸入和輸出電路進(jìn)行隔離，有效降低干擾作用。

2.4可靠性保障相關(guān)技術(shù)

為了保證船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能夠更加安全可靠地應(yīng)用于更多的領(lǐng)域和范圍，在可靠性保障中會(huì)涉及到的優(yōu)化技術(shù)包括電磁兼容設(shè)計(jì)及容錯(cuò)技術(shù)設(shè)計(jì)。此外，為了相關(guān)保障技術(shù)的實(shí)際使用效益，要將故障的排除以更加整體的方式進(jìn)行管理和控制。對(duì)電氣相關(guān)設(shè)備進(jìn)行故障排除時(shí)常使用到的方法包括直觀觀察法、短路確定法及常用經(jīng)驗(yàn)排除法等，也可借助于相關(guān)測(cè)試儀器對(duì)設(shè)備的基本電壓、電流和電阻參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，依據(jù)參數(shù)的測(cè)量情況實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的排除。當(dāng)設(shè)備故障較為復(fù)雜情況下，相關(guān)技術(shù)工作人員在故障排除時(shí)要結(jié)合設(shè)備相關(guān)電氣系統(tǒng)的原理圖紙，對(duì)比真實(shí)設(shè)備進(jìn)行反復(fù)確定，經(jīng)過(guò)較為精細(xì)化的系統(tǒng)分析將設(shè)備故障準(zhǔn)確確定。還要注意的是技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用離不開(kāi)技術(shù)人員的支持，要實(shí)現(xiàn)技術(shù)的更好應(yīng)用就要保證技術(shù)實(shí)施人員的專(zhuān)業(yè)技能過(guò)硬，在合理規(guī)范的操作狀態(tài)下保證管理的高效性。

2.5機(jī)艙自動(dòng)監(jiān)測(cè)的容錯(cuò)技術(shù)

所謂的容錯(cuò)技術(shù)是指在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)故障的容忍能力技術(shù)。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中假如出現(xiàn)故障，系統(tǒng)主要是由柴油機(jī)、負(fù)載敏感變量泵、負(fù)荷敏感多路閥組、行走系統(tǒng)、起升系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)與蓄能器等部件組成的。整體集裝箱跨運(yùn)車(chē)CAN總線控制的系統(tǒng)其主要由轉(zhuǎn)速傳感器、油門(mén)控制器、排量控制器以及調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、閥組控制器、壓力與流量傳感器與主控制器等部件組成。典型的港口流動(dòng)機(jī)械的集裝箱跨運(yùn)車(chē)液壓系統(tǒng)，其綜合應(yīng)用了柴油機(jī)和變量泵的功率匹配技術(shù)、負(fù)荷敏感節(jié)能技術(shù)、能量回收技術(shù)和CAN總線控制系統(tǒng)，可根據(jù)外界負(fù)載的要求，利用CAN總線控制系統(tǒng)控制柴油機(jī)、變量泵和多路閥組，從而適當(dāng)調(diào)節(jié)柴油機(jī)的輸出功率，提供相匹配的液壓壓力與流量，并將負(fù)載下降與制動(dòng)能量回收再利用，提高能量的利用率，達(dá)到較好的節(jié)能效果。

結(jié)語(yǔ)

船舶航行和運(yùn)行的過(guò)程中必須要保證安全性和穩(wěn)定性，而這需要基于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性。船舶電氣自動(dòng)化可靠性的發(fā)展有利于提升電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)程的發(fā)展，提升船舶自動(dòng)化的穩(wěn)定運(yùn)行。而船舶自動(dòng)化的發(fā)展能夠提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性，促進(jìn)我國(guó)船舶事業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，提升行業(yè)自動(dòng)化技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]王群.保障船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的技術(shù)分析[J].科學(xué)導(dǎo)報(bào)，2019（1）：191.

[2]高建華.船舶電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可靠性的保障技術(shù)研究[J].華東科技（綜合），2018，000（008）：451.

（作者單位：揚(yáng)州中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司）