(海军潜艇学院动力操纵系 山东青岛 266100)
摘要：船舶电气自动化可靠性保障技术与整个自动化系统的设计、运行等环节间存在着重要的联系，且为电气自动化系统的稳定运行提供了保障。在自动化系统运行的过程中，为了实现系统运行的稳定与安全，降低故障的发生概率，必须对可靠性保障技术进行研究。本文对船舶电气自动化系统应用的可靠性保障技术进行了分析，以供参考。
关键词：船舶；电气自动化；可靠性保障技术
引言
船舶电气自动化可靠性保障技术的研究是一项复杂且系统的工程，研究过程中需要涉及到自动化系统的设计、生产、运行等重要环节。船舶电气自动化系统的可靠性直接关系到电路系统能否正常运行，同时也关系到船舶能否正常、安全运行。目前，大多数国家投入很大的精力对电气自动化系统的可靠性保障技术进行研究，并已经取得初步成果。如今，随着科学技术的发展，电气系统的可靠性保障技术必须与时俱进，以降低故障发生率为根本，不断进行创新[1]。
1船舶电气自动化系统的可靠性保障技术的研究现状
21世纪是信息时代飞速发展的时期，通讯技术和各种相关软件的开发与利用，大大提高了系统的智能化，在应急情况下也能及时解决。船舶的智能化需要计算机处理系统的参与，计算机相当于一个工作站，对船舶里的电气系统采集的数据进行分析处理，在进行船舶的运行过程中，有着自己的特点，主要是电子信息化和网络控制化。随着现代电子科技技术的发展，用电系统都朝着大型、复杂的方向发展，这样就要把系统进一步简化，把船舶的自动化程度提高，以方便操作，使其更加简单易懂[2]。
2船舶电气自动化系统的特点分析
2.1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，通过界而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。
2.2网络可控化
伴随数字网络信息处理技术的不断发展，总线技术的广泛应用为船舶电气自动化系统的发展提供了前提，尤其是指总线，把各种信号线的集合，把各个部件与模块之间提供信号通道，链接每个控制系统和执行系统，并采取冗余结构与分布式布置，都是为了更好的保持系统的稳定性，并且提高船舶电气自动化系统的网络化技术可以代替很多人工操作，这样更好提高了工作效率，且更加有利于系统运行的安全稳定性[3]。
3船舶电气自动化系统的几个主要的保障技术研究
3.1电力推进技术
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。简单的船舶电力推进装置结构如图1所示。
图1船舶电力推进装置结构
3.2容错保障技术
容错技术是指系统对故障的容忍技术，主要包含：第一，系统故障检测与诊断，即当系统内发生故障时能确定出故障的性质和部位，同时自动地隔离故障；第二，系统故障控制与决策，即根据故障的性质与部位，采取相应的容错处理，即在检测与诊断出系统的故障后立即决策出处理故障的方案并付诸实现。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[1]。
3.3电磁兼容保障技术
船舶电气系统运行的周围环境条件比较差，为了保证电气设备的正常运行，就要运用电磁兼容保障技术，进而提高船舶电气的抗干扰性能。电磁兼容技术的关键是选取适宜的元器件，以降低对电磁干扰信号的敏感程度。选取的元器件要有以下条件：一是电气干扰源的、信号电平要超过船舶电气规定的范围；二是电气设备可以响应干扰源的主要信号频率。所以，为了保证船舶电气设备具备充足的抗干扰能力，要尽可能地选取电源电压很高的数字集成电路。
3.4电磁干扰屏蔽技术
电磁干扰主要就是磁场和电磁的相互影响。电生磁，磁生电就是这个的主要来源。船舶电气系统的结构空间小，内部温度较高、振动较大，摩擦厉害这样就会引起电气设备的接触问题。船舶运行在一个很不稳定的电磁场中，所以很多导航仪器和强电设备在运行过程中都会因电磁的存在影响正常运行。为了解决这一问题，具体的就是利用电磁干扰屏蔽仪，把电磁信号屏蔽在电气设备以外，减少对设备的影响。例如可以装置电磁波滤波器，这个的原理就是滤波器只允许不干扰设备的波段进入，其他波段的波全部过滤掉，不允许进入。再之就是改变传输介质来屏蔽电磁干扰，一定的介质只接受一定的电磁波，这样也能很好减少电磁波干扰。有些时候遥控系统的输入信号和输出信号也会不同程度的带来电磁干扰，为解决这一问题，就是要严格将输入信号和输出信号分隔开来，避免两个信号相互产生电磁波，减少电磁波的干扰[2]。
3.5储备冗余处理技术
在船舶电气自动化系统中，储备冗余处理技术是系统可靠性保障技术中非常重要的技术，系统在稳定运行的时候，通常需要配置三台可以独立工作的机主储存，且在设计功能与基本应用上要相同，它们也可以互为备用，从而确保船舶电气自动化系统的稳定性和可靠性。在储备系统中，储备单元与工作单元是相互分开的，它们不但可以独立工作还也可以实现协调合作。如果在系统运行中某一个单元突然出现故障，那么另一个储存单元就会进入工作状态，因此可以确保电气自动化系统不会因为单元运行故障而受到影响。
结论
综上所述，电气自动化系统运行的可靠性、稳定性与船舶运行的安全性息息相关。对电气自动化系统可靠性保障技术进行研究，在一定程度上可以增加船舶运行的稳定性，同时可以提高船舶电气系统的自动化程度，进而推动船舶事业的发展。
参考文献
[1]赵忠国.船舶电气自动化系统可靠性保障技术探究[J].科技创新与应用,2016,12:69.
[2]何飞.论船舶电气自动化系统的可靠性保障技术[J].科学中国人,2016,18:24.
论文作者:姜海龙,张海鹏,姜应战,刘金辉
论文发表刊物:《电力设备》2016年第16期
论文发表时间:2016/11/7
标签：船舶论文; 电气论文; 自动化系统论文; 系统论文; 技术论文; 可靠性论文; 故障论文; 《电力设备》2016年第16期论文;