摘要：近年来，随着我国经济水平的提高，科学技术水平的发展，电气自动化技术在船舶领域中应用的越来越广泛，在提高船舶安全运行的同时，还提高了经济效益。本文通过对船舶电气自动化关键技术进行探讨，分析其技术特点，意在为船舶行业的发展做出一些贡献。
关键词：船舶；电气自动化；关键技术
通过对国外先进经验进行借鉴，与我国自主研发模式进行有机结合，目前我国船舶行业的电气自动化程度得到了显著提高，技术水平和性能较以往也有了进步，通过对国外先进工艺、技术、设备的引进与吸收，也到达了国际先进水平的范畴。国际上船舶电气自动化的研究主要包括电力电子技术、可靠性保障技术、自动监测报警技术等，任何技术的小进步都会推动船舶事业大发展。
一、我国的船舶电气自动化的发展现状
（一）GPS全球定位系统
随着科技水平的不断进步，GPS全球定位系统正在逐步成为国际关注的焦点，精确度也缩小为米的范围。我国船舶上广泛配有GPS全球定位系统，已经成为船舶重要组成部分之一。
（二）船舶整体自动化
计算机技术的发展，使得我国船舶中应用了大量自动化技术。船舶整体自动化 已经成为船舶自动化技术的最高阶段，将对导航自动化、机舱自动化、装卸自动化等进行收集，此系统一般有两个工作母站，由变电站及控制系统组成，在机房控制室设置总工程师站，另一个则设置在驾驶室。目前，我国船舶整体自动化 还有待完善，要提高自主研发和自主创新的研究，进而提升我国船舶事业更加快速的发展。
二、船舶电气自动化技术的特点
（一）电子信息化
电子信息的发展促进了通讯技术不断完善，尤其是电子技术的模块化发展让电气自动化系统组态变得更加灵活与多元。在相关技术的支持下，船舶电气自动化系统可通过控制按钮进行命令发送，推动了其自动化运转。但船舶之间还存在一些差异，船舶结构及性能特点存在不同，使得在实际操作过程中，自动化系统的差异性也较大，对其可靠性带来了一定挑战。
（二）综合化
目前，船舶人机界面交流互动能力得到了显著提升，一些指令操作能够通过电子屏幕进行传达，为船舶电气自动化综合化 发展打下了坚实基础。此外，电子技术的模块化发展让电气自动化系统组态变得更加灵活与多元，推动了船舶向综合化发展的步伐。
（三）网络化
随着数字技术的快速发展，及总线技术的不断完善，推动了船舶电气自动化系统向网络化发展的脚步，尤其在总线技术应用方面，使船舶不同模块间能够进行有效的信号传送，这是发展船舶电气自动化系统网络化的前提保障。使得自动化技术正在逐步替代人工操作，提升了操作的工作效率及安全性。
三、船舶电气自动化关键技术
（一）电力电子技术
轴带发电。所谓轴带发电技术是指，通过发电机主轴驱动，参照主机工作状态，对轴带发电机进行控制与调整的技术。船用轴带发电机与一般发电机基本相同，充分利用螺旋桨轴的富余功率，在船舶行进中由主推轴提供动力的发电机。但转子动平衡比较高、低转数电压比较高、电机防潮性能较好。其工作原理是由外部对发电机转子进行施压，让发电机进行转动，内部的线圈切割磁力线，通过产生的电流进行发电。目前使用较为广泛的轴带发电系统几乎都为晶闸管逆变方式，为了最大限度降低能耗，技术人员将T/G与S/G进行融合，开发出了SSG系统，S/G通过静止变频器与电网进行连接。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一旦电力损耗超过最大允许范围，T/G不能满足需求，这时将S/G作为发电机对其电网进行供电；若电力损耗较低，则将S/G作为发电机。但在S/G系统中，是由变频器对发电机输出活动进行控制，所以在选择电子器件时，要尽量选择大功率的器件。但目前的技术水平使得变频器体积庞大、造价较高，异步轴带发电机技术能够有效解决此类问题，通过双馈异步电机转子频率对电压和频率进行补偿，节能效果尤为明显。
电力推进。在过去，电力推进技术一般应用在体积较小的船舶中，但现在电力推进技术在大型船舶中的应用也越来越广泛。船舶电力推进系统多种多样，如果按照动力来源区分，包括燃气轮机式与柴油机式；如果按照电机布置形式区分，可分为吊舱式与机舱式；如果按照传动方式区分，可分为直流传动推进与交流传动推进。
（二）自动监测报警技术
自动监测报警技术能够对电气设备运行情况进行实时监测，能够较少人为工作强度，提升电气自动化系统安全性。目前自动监测报警技术的发展方向主要为：引进自动化综合系统，及时排除隐患，提升系统安全；对DCS自动监测系统进行研发，对采集到的数据进行统一管理。CS自动监测系统的主站在控制室，具备数据打印、界面显示等功能，其他分站则位于机舱，具备独立监测功能，将监测的数据经由转发站传送到主站，进而实现了通信、控制与计算机的三者结合。
（三）可靠性保障技术
电磁干扰技术。船舶一些电气设备在启动和停止时，对电磁干扰尤其敏感，会对船舶的正常运行造成巨大影响。产生电磁干扰需要三要素，分别是干扰源，传输介质和接收原件，三者必须同时存在，只要对其中一个因素进行破坏就无法实现电磁干扰。防护措施包括对干扰信号进行消除、对干扰源进行隔离、切断干扰传播途径等等。可采用独立供电设备，对其安装滤波装置，过滤干扰信号；一般将电气自动化系统信号输入设置在驾驶室，信号接受部分放置在机舱中，这样会使信号传输较长，会受到电磁信号干扰，所以，将原有传输介质进行改变，换成电磁屏蔽性能较好的传输介质，或将输入、输出信号进行隔离，两种方法均能改善电磁干扰的问题。
储备冗余处理。通过增设并联单元的方式，能够有效提升电气自动化系统的稳定性与安全性。电气自动化系统一般需要三台机组储备，且设计功能要求统一，保证三者之间既能互相备用又能独立运行。一般来说，电气自动化系统的储备单元与工作单元是分离的，既能互相备用又能独立运行，一旦某个单元出现故障问题，储备单元就会代替其进行工作，进而提升船舶的稳定性与可靠性。
容错技术。容错技术涉及两个方面：其一是故障检测，其二是故障控制。当电气自动化系统出现故障时，通过容错技术能够对故障位置进行快速定位，并对其进行隔离，将故障控制在一定范围内，防止其扩大，进而保证系统安全。容错技术一旦检测到故障后，能够自行得到故障的诊断结果，并采取有针对性的解决措施，保证电气自动化系统能够正常运行。根据不同的故障，可采取不同的解决方式。一类故障，启动储备机组，降低机组负荷；二类故障，启动储备机组，延时关闭故障机组；三类故障，启动储备机组，关闭故障机组。当二、三类故障出现时，关闭故障机组时会产生阻塞信号，在没有完全消除阻塞信号前，机组无法启动。所以，在故障排除后，通过其他指令对阻塞信号进行消除，这样才能防止故障扩大，进而提高系统安全、稳定运行。
结束语
通过分析我们得知，船舶电气自动化系统十分复杂，涉及多个领域。在未来的研究中，要注重对船舶电气自动化技术进行研究，提升电气自动化系统的稳定性，促进船舶事业健康、稳步发展。
参考文献：
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论文作者:曹超
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
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