2天津新河船舶重工有限责任公司 天津市滨海新区 300450
摘要：电气自动化技术的发展推动着船舶电气系统朝着自动化方向发展，特别是现代通讯技术、计算机技术等的应用，都在逐步支持着信息的自动化加工与处理，依托于自动化系统搭建的工作站在一定程度上确保了船舶电气自动化系统运行的可靠性，提高了船舶系统整体的自动化水平，有利于船舶自动化系统的智能化发展。
关键词：船舶电气自动化；可靠性；保障技术研究
1我国船舶电气自动化系统的发展现状
目前，我国飞速发展的科技促进了计算机辅助设计和通讯技术的迅猛发展。同时，计算机在船舶的行驶、装卸货物以及船舶船舱的管理上都得到了广泛应用，已经形成了一个完善的应用体系，船舶电气系统的自动化发展得以实现，并为船舶的稳定运行奠定了一定的技术基础。船舶电气自动化主要包含船舶航行自动化、机械自动化、机舱自动化等集多种功能于一体的综合系统。此外，当在船舶上安装可以与外界联系的相关设备后，对应的工作站就能利用邮件、数据等渠道实现船舶与船舶之间、船舶与岸上之间的通讯联系，可直接进行信息交换、船舶管理以及船舶故障的诊断等多种业务。船舶电气自动化技术不仅强化了船舶设备的管理工作，还为船舶的航行作业提供了更加安全、可靠的保障。船舶业也在社会上获得了越来越多的关注，在某种程度上对电气方面的自动化形式以及它的相关产业有着正面影响，会对船舶电力系统、船内通讯系统、通讯导航系统，以及其它机械设备控制系统产生巨大变革。我国已经拥有了比较成熟的船舶电气自动化管理控制技术相关产品，也已研发了多种船舶电气自动化技术，使船舶电气自动化系统功能更加强大和全面，使系统的运行更加可靠和安全。
1.1关于船舶电气自动化可靠性能案例分析
案例船舶为我司为XX国制造的反铲挖泥船，该船挖泥系统自动化程度较高，能在挖掘机室控制主机起停，以及控制钢桩台车的移动，在挖泥状态下还能通过钢桩绞车来时时调整船舶的平衡状态，以及能通过软件3D观察水下挖掘状态，以上这些功能的实现，离不开船上的各种信号采集传感器，如：定位用的DGPS、吃水测量传感器、挖掘机角度传感器、钢桩绞车的转速传感器、液压油温度传感器、燃油压力传感器、阀门限位传感器、钢桩台车限位开关，等。为保证该船挖泥系统的稳定工作，我们进行了以下设计：第一，PLC控制系统电源，采用PUS供电方式，在主配电板AC 220V 供电（主用）出现故障后，由蓄电池组（DC24V）逆变成AC220V瞬间投入供电，来确保控制系统不受影响，该状态能提供至少30分钟供电时长。第二，角度传感器、钢桩台车限位传感器等，活动部位采用软电缆连接，这样可以避免活动部位电缆容易出现断裂情况。第三，传感器及测量设备安装位置的选择，在满足安装要求的情况下，尽可能安装在不容易发生机械损伤的地方，或是增加保护装置。
1.2 运用CAN进行检测控制的电站系统
若要形成一个电站自动控制网络，那么将发电机组、控制台、检测微机3个节点一起挂在CAN总线上即可，通过电站自动控制网络然后将这一电站自动控制网络与这个船舶上另外一些控制网络连在一起以后就可以搭建起整个船舶的控制网络平台。
1.3 自动化系统可靠性保障技术
为船舶电气自动化系统的安全性与可靠性提供保障是多由于电磁兼容设计、容错技术设计等可靠性技术与设计，当前国内外正在进行这一领域的研究与设计。
2船舶电气自动化的特点
船舶电气自动化系统在整个船舶发展行业中起着至关重要的作用。科学技术的不断向前发展，使计算机网络技术等逐渐渗透进各个领域，包括船舶发展行业。人们将计算机、电子技术等将融入到船舶电气化系统中，网络计算机等技术的应用使船舶电气自动化系统操作更加方便。此外，将总线、数字化等技术引进到船舶电气自动化系统中，促进了该系统中各个部位之间的交流、沟通，提高了其自动化水平。
3船舶电气自动化系统可靠性的保障技术
船舶中电气系统的可靠性指的是在特定条件和某一时空范围内，该系统可以安全、稳定运行，并满足相应的需求。在系统设计、生产、运行等各个阶段，可靠性保障技术都发挥着至关重要的作用。根据一系列的调查研究发现，当前已经有很多国家对该技术进行了大量、系统的研究，并获得了很多的研究成果，经实际工程验证，该技术的应用能明显降低船舶安全事故发生的概率，并为电气系统的安全、稳定运行提供一定的技术保障。笔者对该技术进行了以下探讨。
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3.1防电磁干扰技术
船舶是主要的航行设备，在有限的空间内使得电气设备的装配空间也受到限制，更重要的是这些设备要面临更加复杂的水上工作环境，这就使得船舶在航行、工作过程中可能遭到电磁干扰，而且电气自动化系统的工作离不开计算机导航仪、等弱电附属设备，这些设备实际开关操作中也易遭到干扰，再途径静电场、传输线等也将受到电源的扰动，使得船舶系统无法正常工作和运转。其中电磁干扰的产生一般有以下条件：第一，干扰源存在，同电力系统中有特定的传输介质；第二，灵敏的接收单元的存在。电磁干扰技术有效保护了船舶系统不受外界电磁的干扰，从而维护船舶系统安全、稳定运行，这一技术的保护原理体现为：扰乱或破坏干扰条件中的任意一项，同时，采用适合性的元件，控制接受单元的敏感度。
3.1.1单独隔开变压器
通过隔离变压器能够控制交流电源带来的不良干扰，采用单独供电模式，或者把供电系统同强电设备分隔开来，以此来隔离干扰。船舶电源一般是利用交流变压器来过滤排除一些高频信息，再隔离变压器，从而为自动控制设备供应独立的电源供应，有效控制干扰。
3.1.2改变传输介质
为了抑制电磁干扰，应该先找到干扰源，将其屏蔽、掩盖，或者改变传输介质等方式来控制电磁干扰条件。船舶电气自动化系统因为属于遥控性质，其中信息自输入至输出会经历较长时间，通常来看数据处理装置安装于驾驶室或集控室内，在机舱或是其它舱室接收来的信号，途中经历较长线路，难免发生电磁干扰，对此可以通过选取敷设抗干扰性强的双屏蔽电缆（并做好可靠的屏蔽接地），同时在敷设该电缆时采取与强电电缆分开敷设，该方法可有效抑制信号在传输过程中受到干扰。
3.1.3RC吸收设备
在自动化技术支持下，各类电气设备都被应用于船舶系统，例如：继电器、电源开关等，当电气设备连接于电源系统时，则可能因为受到电弧影响而出现电磁干扰，对此则需要选择RC吸收器，这一设备具有相对稳定性，不容易出现突变现象，进而控制电磁干扰问题，同时，也能够借助电阻来控制电容，进一步遏制电磁干扰。
3.2自动化报警技术
机舱自动化监测系统在整个船舶系统内部占据关键地位，具有自动化的信息记录、存储与输出等功能，例如：自动化、精准地记下工作状态下的各项设备，对应形成数据记录，并发出警报信号，这样一方面削减了人为工作时间与工作量，另一方面也实现了整个系统的自动化运行。自动化监测技术正在更新进步，例如：综合监测系统得以开发和运用，能够更为高效地找到并排除故障，也能科学地预测、判断故障，维持系统的高效运
转。DCS自动监测系统的利用，统一管控系统获取的数据信息，并通过计算机控制系统来发出警报，同时也能调控现场系统的平稳工作。
3.3容错技术
所谓的“容错技术”就是自动化系统实际工作中对于故障问题的可承受程度，容错技术所容纳的故障主要指的是：（1）控制系统故障。容错技术教育一定的检测功能，可以有效识别、定位系统故障，并迅速做出处理，以此来确保自动化系统的平稳、高效工作。（2）检测系统故障。系统工作中有问题发生，则可以采用容错技术来更加准确地判断故障类型，以此来保护系统安全。实际的故障处理按照以下流程：监测、定位、判断故障单元，故障信号传输至决策系统来给予处理。
3.4储备冗余处理技术
储备冗余处理技术也是保证自动化系统高效运行的关键技术，系统平稳工作状态下，一般应该设计三个能够自主运转的机主储存，它们有着类似的性能、性质、作用，而且可以彼此间穿插使用，通过这种方式来保护自动化系统的高效、平稳运行。实际的储备系统内部，各个单元各自运行、独立运作。即便某一个单元突发故障，其他单元则能取代运行，继续发挥功能，通过这种接替的方式来保护系统的自动化高效、稳定运行。
4结语
随着船舶电气自动化系统水平不断提高，提高了船舶工作效率、精简了船员劳动强度。船舶工业需对其电气自动化设备可靠性越来越高，这也要求我们的设备生产厂家，要不断创新，引进可靠性更高的设备，在设备安装调试时探索更为可靠的工艺方法或安装形式，来保障船舶运行的安全性。
参考文献：
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论文作者:周振海1,白旭2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/10/30
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