船舶电气自动化系统可靠性的保障技术研究王中辉

船舶电气自动化系统可靠性的保障技术研究王中辉

捷胜海洋装备股份有限公司浙江351800

摘要:随着科技技术的不断发展,尤其是自动化技术的快速发展,自动化开始渗透到各行各业中,自动化技术在船舶电气系统中的运用,极大的提升了船舶电气系统的运行效率。为确保船舶电气自动化系统得以安全可靠运行,还需要借助一定的保障技术。因此文章就船舶电气自动化系统可靠性的保障技术展开分析。

关键词:船舶电气;自动化系统;可靠性;保障技术

船舶电气系统对运行可靠性的要求主要是指系统需要在指定的时间与地点充分发挥自身的功能,因此,相关的技术人员应该采取必要的措施降低系统故障的发生概率,将可靠性的提升作为系统开发与应用的重点,保证船舶的稳定运行。近些年,伴随着计算机技术水平的高速发展,自动化已经成为电气系统中一个十分显著的特点,尤其在各大工作站中,其能够通过通信设备的应用,实现船舶之间的信息沟通与共享,为船舶的安全运行提供一定的保障。

一、船舶电气自动化的特点

船舶电气自动化系统在整个船舶的安全可靠运行中起着至关重要的作用。船舶自动化主要是监控船舶主机、辅机、安保系统等重大设备进行自动化控制,其主要目的是保证船舶安全高效的运行,提供自动化水平,降低船员劳动强度,保证船员和设备的安全。船舶电气自动化系统将网络计算机、电子技术、信息化等融入其中,此外,将总线、数字化等技术也引进到船舶自动化系统中,使船舶电气自动化系统的集成化程度更高、联动性更强。促进了船舶综合自动化进程,使电气自动化、机舱自动化、机械自动化、导航自动化、装卸自动化等诸多系统融合在一起,而电气自动化就是综合自动化系统的核心。

二、我国船舶电气自动化系统的发展现状

现阶段,我国通信技术、计算机技术快速发展,其在船舶仓储管理、货物装卸以及行驶等方面的应用越来越广泛,并且经过长期的实践和发展,逐渐形成科学、健全的应用体系,为船舶电气系统的自动化发展提供了良好的技术支持。船舶电气自动化系统是一个复杂、综合的系统,具体包括机舱自动化、机械自动化以及航行自动化等众多功能。在船舶上安装和外界通讯的设备,能够和对应工作站进行便利的信息传递、沟通和共享,为船舶和岸上、船舶和船舶之间的联系提供了便利条件,同时还可以为船舶提供众多业务,如故障诊断服务、船舶管理以及信息互通等。船舶电子自动化系统的运用,既能够为航行作业提供可靠、有效的保障,又能够显著提高船舶设备管理水平和效率。我国自主研发众多船舶电气自动化技术,并且经过多年的发展,已经形成比较完善、健全的船舶电气自动化系统,为我国船舶行业的健康、长足发展奠定坚实的基础。

三、船舶电气自动化系统的相关可靠性保障技术

所谓可靠性,是指电气系统在某时空或者特定条件下,船舶电气系统能够可靠、稳定运行。在船舶电气自动化系统的各个阶段,可靠性保障技术都发挥着非常重要的作用。现阶段,许多国家对船舶电气自动化技术进行全面、综合的研究,获得众多研究成果,并且经过多年船舶航运实践,电气自动化技术的应用,能够有效的降低船舶在运行过程中发生安全事故的概率,显著提升船舶电气自动系统运行的可靠性和安全性。

(一)电磁干扰技术

电气自动化系统的保障技术船舶的安全运行来说起着非常重要的作用,目前,我国在很大程度上加强了对相关技术科研工作的资金与人员投入,提升保障技术水平能够有效降低船舶事故的发生概率。由于船舶的体积普遍偏小,这使得电气设备的安装具有较大的局限性,同时导致设备的使用环境往往相对较为严峻,这使得设备极其容易遭受电磁的影响,并且,由于船舶设备一般都具有导航、强电等特点,通过线路的分布,使得船舶内部的电磁十分混乱,这会对船舶的安全运行造成较大的威胁,因此,这要求相关的工作人员需要采取必要的措施降低电磁对设备运行的干扰。一方面,相关的工作人员需要对电磁干扰的来源进行一定的隔离,其需要对电气设备安装必要的电磁隔离器,实现设备的独立运行,避免电磁干扰;另一方面,工作人员需要从传输介质入手降低电磁干扰,例如在船舶的控制系统中,由于信号的传输时间与距离都相对较长,在一般情况下,信号由驾驶室输入至客户舱接收,在漫长的传输过程中信号极其容易受到电磁的干扰,因此,技术人员需要改变传输介质的质量,提升介质的抗干扰性,同时还可以将输出与输入线路分离,降低电磁干扰对船舶稳定运行的影响。

(二)储备冗余处理技术

该项技术的应用能够在很大程度保证船舶的安全运行,其主要是通过电气系统的并联结构保证其可靠运行,在一般情况下,技术人员需要安装三台储备机器满足船舶的储备需求,并且其需要保证机器的主要设计与性能需要基本相同,从而达到备用的目的,最大程度提升船舶电气系统的经济效益与安全性。然而在实际的船舶设计中,储备系统的内部构件往往是独立且分离的,各个部件既可以独立使用,也可以搭配应用,因此,为了保证电气系统的可靠运行,当任意部件产生故障时,备用部件便会自动进行运行,从而保证系统持续、稳定的使用。

(三)容错技术

该项技术主要是指系统对故障问题的反应与容忍能力,首先,其需要对设备的故障检测技术进行必要的提升,从而为设备的故障定位与处理奠定一定的基础,实现故障的准确定位与隔离,避免故障对设备的整体性能产生影响;其次,系统需要根据定位到的故障采取必要的处理措施,即在诊断故障之后必须进行必要的决策与自动维修;最后,系统会根据故障的自动处理情况编制相关的反馈报告,从而为系统提供一定的数据档案,并为技术人员的科研工作提供必要的数据信息。在容错技术的应用过程中,技术人员需要及时处理设备故障,避免故障的进一步恶化与拓展,从而对系统的稳定运行造成影响,然而在一般情况下,故障的处理方式主要有三类:(1)一类故障:启动备用设备,降低设备工作的负荷压力;(2)二类故障:在第一种处理方式的基础上,关闭故障设备的延时设置,并有效处理故障;(3)三类故障:停止运行故障设备,并采取必要的措施排除故障,再重新运行设备。

(四)电力推进技术

传统的电力推进技术一般只适用于小型的船舶,然而伴随着科学技术水平的高速提升,该项技术的适用范围更加地广泛,目前,该项技术主要包括交流和直流两大传动类型,近些年来,直流传动技术则已经被时代淘汰,而交流传动技术的发展十分迅猛,其主要包括两大推进类型:LCI系统和CCV系统。在LCI系统中,船舶需要与螺旋桨的速度进行有效的配合,并根据实际的运行环境合理调节系统速度,而在CCV系统中,交流与直流的转换会在很大程度上遭受输出频率的干扰,因此,该系统的运行速度往往相对较低,所以,相较于LCI系统,CCV系统具有更高的实用性,且应用范围更广。

综上所述,为了更好地满足市场需求,相关的技术人员需要不断加强对电气自动化系统的可靠性,保证船舶的运行、装卸、管理以及监控等众多程序都能够高效完成,目前,我国大部分船舶制造企业都已经掌握了基本的电气系统保障技术,有效拓展了系统的应用功能,使其具有更大的市场优势。

参考文献:

[1]康健.基于船舶电气自动化系统可靠性的保障技术[J].电子技术与软件工程,2017(14)

[2]袁战勇,吴桐,杨琨.浅谈船舶电气自动化系统的可靠性保障技术[J].中国水运(下半月),2015,15(08)

[3]陆飞.探究船舶电气自动化系统可靠性的保障技术[J].山东工业技术,2015(07)

[4]沈松斌.基于船舶电气自动化系统可靠性的保障技术探究[J].中国水运(下半月),2013,13(04)

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