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摘要：在船舶电气自动化系统的可靠性研究中，对船舶本体的结构设计、制造，安装与电气自动化系统的安全运行有着密不可分关系，这些都是影响系统可靠性的关键因素。本文主要介绍分析了船舶电气自动化系统可靠性的几个重要保障技术，并对其可靠性做出了定性和定量的分析。
关键词：船舶；电气自动化；可靠性；保障技术
船舶电气自动化系统可靠性保障技术直接与系统的设计、生产以及运行等多个环节有着密不可分的关系， 为了使船舶在运行的过程中有足够的安全性，就必须确保电气自动化系统运行的可靠性。在系统运行的过程中，采取何种方法来降低故障的发生率，将可靠性作为船舶运行的首要条件，这样才能更加有利于船舶电气自动化系统智能化、信息化、集成化的实现。
1 船舶电气自动化系统的特点分析
随着通讯技术、信息技术以及自动化技术的快速发展，以及在船舶电气自动化系统中的推广和应用，船舶电气自动化系统的可靠性不断提高，尤其是计算机处理系统、数据采集系统的应用，实现对船舶电气自动化系统的所有电子系统进行监测与控制，当船舶电气自动化系统在运行的过程中出现突发事件或者误操作时，能够及时的采取措施进行处理，以此保证船舶能够安全、可靠的运行。船舶电气自动化系统的特点主要包括两个方面：一方面，网络可控化，数字技术、网络技术以及现场总线技术在船舶电气自动化系统中的应用，为实现船舶电气自动化系统的网络化控制奠定了坚实的基础，特别是现场总线技术的应用，能够为各个模块、部件之间的信息传输提供通道，并且能够集合各种信号，显著提高电气自动化系统的稳定性与可靠性；另一方面，电子信息化，随着电子技术、信息技术的快速发展，电气设备的功能不断的丰富和完善，电子技术逐渐实现模块化，其在船舶电气自动化系统中的应用，能够有效提高电气自动化系统组态的灵活性，再加上计算机技术的应用，通过界面上的控制按钮能够像电气自动化系统发布操作指令，实现船舶电气自动化系统的信息化、自动化控制，以此提高船舶电气自动化系统的可靠性与稳定性。
2 常见可靠性保障技术在船舶电气自动化系统中的应用探究
2.1 电力推进技术
简单的船舶电力推进装置一般由下述几部分：其结构如图1 所示。
图1 船舶电力推进装置结构如图
受传统观点的影响电力推进技术只能或者主要应用在小型船舶中使用，但是近年来被深入研究，大型船舶也可以应用，而且对整体的推动系统具有很重要的意义。目前，大部分船舶电力推进系统的动力来源一般采用高速或中速柴油机以及少数的燃气轮机。根据不同的动力来源可将电力推进系统划分为柴油机式电力推进系统以及燃气轮机式电力推进系统。根据电动机不同的布置形式可划分为吊舱式以及机舱式。根据不同的电源形式划分为直流传动与交流传动。交流传动技术的发展速度要相对快一些，逐渐取代了直流传动的技术，主要原因是交流传动比直流传动针对系统的稳定性更好。在交流电力推进中如何使用选型的调速系统是一个核心问题。而如今最具前景的变频调速系统具有较高的效率高，宽调速范围和高精度等特点，现在又以采用交流变频器的调速系统发展最快，并且成功应用于众多船舶电力推进系统中。
2.2 机舱自动监测报警技术
机舱自动监测报警系统是船舶自动化系统不可缺少的重要组成部分,它可以准确的对运行设备进行数据记录、显示与自动报警及在线监测。不但减少值班的轮机员的工作量，而且可以让船舶电气自动化系统运行的更加可靠。为了适应船舶综合自动化的要求，机舱自动监测报警系统新的发展方向为：
（1）自动化综合系统的应用，其目的是为了可以实现故障的发现及排除，故障的预报及诊断等功能，减少故障发生的几率，使得系统运行更加稳定。
（2）针对DCS 自动监测系统的开发。更好的将监测系统收集的数据情报进行一揽子管理，更能在微机控制系统中显示报警，又能够稳定的控制现场各种设备的稳定运行。如图所示，为三层微机网络构成。主站设置在控制室，实现显示界面和打印等功能，在机舱中设立通讯站、信息转发站和各种分站等。通讯站把分站监测的信息传送给主站；各分站之间的监测任务是相互独立的，这样系统将控制，计算机和通讯三种技术更好地有机地结合在一起。
图2 DCS自动监测系统
2.3 电磁干扰技术
由于船舶自身结构空间原因，环境温度高、振动大、相对湿度高等都能够造成电气设备的损坏、接触不良或者误动作。在船舶运行过程中，常常会受到电磁干扰的影响，特别是一些导航仪器和一些强电设备，它们的启动、关闭的过程最容易受到电磁波的干扰，这将会对系统稳定性带来影响，因此我们可以采取一些电磁干扰屏蔽技术。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。在船舶电气自动化系统中，在船舶电气自动化系统中，信号
输入部分都安装在船舶的驾驶室，而接收部分安装在机舱中，这样使得数据的传输线路长易受到电磁的干扰。为此，可以改变传输介质来屏蔽电磁干扰，或者将遥控系统的输入与输出信号分开，这样也能够有效避免电磁的干扰。
2.4 电磁兼容技术
电磁兼容性(EMC)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。构成电磁干扰的3 个基本条件是: ①存在干扰源;②有相应的传输介质;③有敏感的接收单元。可以简单的说电磁兼容设计就是破坏电磁干扰的基本条件中任意一条。
2.5 储备冗余处理
所谓储备冗余处理技术，指的是在船舶电气自动化系统中增加并联单元，以此提高电气自动化系统可靠性、稳定性以及安全性的技术。现阶段，为了提高船舶电气自动化系统运行的可靠性，通常开设三台设计结构、功能基本相同的机组储备，这样能够保证各个机组之间的独立工作，又能够在某个机组出现故障或者问题时，能够实现相互备用，以此保证船舶电气自动化系统能够安全、可靠的运行。通常状况下，各储备系统内部的储备单元与工作单元都是分开设置的，各个单元既可以合作运行，也可以单独运行，因此，可以把电气自动化系统作为储备系统，这样船舶电气自动化系统在运行的过程中，一旦某一个单元出现问题，系统中的其他处于储备状态的单元会进入工作状态，避免出现系统故障后无法运行的现象，这样能够显著提高船舶电气自动化系统运行的安全性与可靠性。
2.6 容错技术
容错保障技术指的是船舶电气自动化系统在运行的过程中出现故障时，对该故障的容忍能力。容错保障技术在船舶电气自动化系统中的应用，能够及时、准确发现电气自动化系统是否存在故障或者突发状况，如果检测出电气自动化系统存在故障，则能够在最短的时间内定位该故障的位置，并采取针对性的措施进行处理，以此降低故障对电气自动化系统造成的影响或者损坏，以此提高船舶电气自动化系统的可靠性与稳定性。
3 结语
在船舶电气自动化可靠性研究过程中，也对整体的电气自动化技术的研究起到了重要的推进作用，提高船舶自动化程度可以增加系统的稳定性，同样也推进船舶事业的发展，为了更好地提高船舶行业的自动化水平，国内外已经加大了对船舶电气自动化技术的相关可靠性技术的研究，并且积极取得了一定的成功经验。在我们共同努力下，谱写船舶电气自动化技术的新篇章。
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论文作者:许鹏程
论文发表刊物:《基层建设》2016年18期
论文发表时间:2016/11/30
标签：船舶论文; 自动化系统论文; 电气论文; 可靠性论文; 技术论文; 系统论文; 故障论文; 《基层建设》2016年18期论文;