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摘要：随着科学技术的发展，自动化系统已经广泛应用在交通、工业生产等多个领域的机械自动化控制中，比如说船舶的电气自动化控制系统。船舶电气自动化系统由船舶导航与驾驶自动化系统、船舶船岸信息一体化系统、船舶机舱自动监测系统以及液货装卸自动化系统等多个信息化模块组成，实现了船舶航行、装载自动化，大大提升了船舶之间的信息交流效率，促进了船舶综合自动化体系的建设。作为能够有效提升船舶运行效益的科学技术，船舶电气自动化系统的相关技术理论体系研究不断深化，其中就包括了可靠性保障技术，这一技术的可靠性和稳定性，是船舶自动化系统正常运行的技术保障。
关键词：船舶电气自动化系统;可靠性保障技术;应用
引言
船舶电气自动化系统的运行和使用属于复杂度较高的系统工程，要在电气化系统的使用中保证其安全性及可靠性需要重视安全保障技术的研究。船舶电气自动化系统运行中也容易出现不同程度的故障问题，影响船舶运行，基于这一点，既要在设备更新和改进中提高其基本性能，又要在技术研究中提高其安全保障度，总体工程设计复杂、难度系数大，需要加大研究投入力度。
1船舶电气自动化系统概述
船舶电气自动化系统是一项非常复杂的系统工程，它涉及到许多方面的内容，所以说船舶电气自动化系统容易受到来自各个方面因素的影响，这也加大了它不稳定的可能性。船舶电气自动化系统主要涉及到设计、生产和运行三个方面的内容，这三个方面的内容是互相关联的，所以必须要注重每一个环节。当前随着计算机技术的不断发展，船舶的各项子系统都已经基本上实现了自动化，电气系统也不例外，但是如何增强这些系统的稳定性又成为了一个难题。船舶电气自动化系统主要有以下两个特征：首先是综合化，船舶电气自动化系统的综合化主要是基于计算机技术和电子技术而实现的，当前我国在计算机技术和电子技术方面都取得了重大的突破，而且在进行船舶设计的时候，对于其电气设备的设计也逐渐的趋于模块化和系列化，所以使得船舶电气自动化系统也呈现出了综合化的特征。再加之随着当前计算机技术的发展，人机交互已经成为了可能，所以说在船舶上往往许多的操作都可以通过屏幕及按钮来完成，虽然船舶电气自动化系统有着很强的综合性，但是通过计算机技术，也使得这种综合化更利于操作人员进行管理。除此之外，不同类型的船舶，其所采用的建造技术和性能都是不相同的，所以它们的自动化系统也会有不同之处，因此船舶电气自动化系统的综合性也有效的避免了重复和冗杂，对于提高船舶电气自动化系统的稳定性有着非常重要的意义。其次是网络化，船舶电气自动化系统是一个非常复杂和庞大的系统，在这个复杂的系统之中，各个模块有着复杂的联系，要想对该系统进行有效的管理，必须要依靠网络化。总线技术是船舶电气自动化系统网络化的一个重要前提，通过总线，实现了各个模块之间的连接，同时还有利于控制中心采集相关的信息。船舶电气自动化系统的网络化给操作人员带来了极大的便利，网络化节省了大量的人力物力，并且还大大的提高了对于船舶电气自动化系统的管理效率，从而保证了其可靠性。
2船舶电气自动化系统可靠性现状分析
2.1电子信息化
电子信息技术的发展让通讯技术走向完善，特别是电子技术不断地模块化发展都使得电气自动化系统的组态更为多元化、灵活化、综合化。在计算机技术、通讯技术以及网络技术等的支持带动下，船舶电气自动化系统能够凭借控制按钮来发送操作命令，推动并实现了船舶系统的自动化运转。然而，各类船舶有着自身的性能、结构，实际运行中自动化系统也存在差异，这就使得自动化系统可靠性值得深入探讨。
2.2网络可控化
由于现代数据技术、网络技术等飞速发展，特别是总线技术的发展都属于有利条件，所谓的“总线”，简单说就是广泛聚集各类信号线，并在各部件和模块中间开通一个信息通道，将各个控制设备、执行设备等联系起来，同时采用了冗余结构与分布式结构设计，这些设计有效确保了系统的高度技术性、平稳性。同时，网络技术具有多元化功能，能够发挥多种人为操作的任务，全面提高了系统的自动化水平，也实现了系统的平稳运行。
2.3综合化
现代多元高端科技的发展，例如：计算机技术、信息技术、电子技术、通讯技术等的发展，被综合地运用于船舶电气自动化系统，使得电气设备逐渐走向模块化、程序化、系统化。船舶电气自动化系统也能更加机动灵活地组态，整体上推动系统朝着综合化方向发展。而且计算机系统为自动化操作创造了更为有利的条件。
3船舶电气自动化系统安全保障技术内容
3.1关于电磁干扰
船舶是主要的航行工具设备，有限的空间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、运转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导航仪、强电设备等，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要达到以下条件：第一，干扰源存在，同电力系统中间有特定的传输介质；第二，敏捷的接收单元的存在。
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。（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。（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，通常来看数据输入环节处于驾驶舱，在机舱内负责接收信号，途中经历较长线路，难免发生电磁干扰，对此可以尝试通过改变传输介质来控制干扰。（3）RC吸收设备。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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问题。
同时，电磁兼容技术也正在投入使用，电磁兼容技术主要运行原理体现为：各类电气设备、电力系统等处于特定的电磁环境下能够按照特定要求来工作，能够妥善保护好设备运行，不至于出现强烈的电磁干扰。
3.2处理冗余系统储备
船舶电气自动化系统运行和使用需要处理好冗余系统储备，在此过程中需要将系统中的并联单元进行适当增设，保证船舶电气自动化系统运行稳定、安全和可靠。系统内部需要实现三台机组储备同步开设，且三台机组储备设计的基本功能应该一致，这主要是为了保证机组储备在独立工作的情况下能够相互备用，这种安排形式是为了进一步控制船舶电气自动化系统运行故障问题。船舶电气自动化系统储备单元和工作单元是分开工作
（下转第220页）的，集中处理冗余系统储备一方面是保证其在工作运行状态下能够不受外界干扰，另一方面则是为了防止系统故障，难以实现独立单元工作系统的合作，因而这种处理方式属于系统备用功能的实际，旨在维护船舶电气自动化系统正常、安全运行。
3.3容错设计
船舶电气自动化系统在运行中要保证其安全性与稳定性，需要积极研究其安全保障技术，其中一项重要的技术内容即容错技术设计，容错技术代表了系统在运行中出现故障后设备的承载力与容忍度。关于船舶电气自动化系统容错技术设计内容主要包括两方面内容，一个是系统故障的监测，当船舶电气自动化系统运行故障出现时需要及时应用相关设备进行定位处理，找到故障位置；另一个则是系统故障的控制，对于已经查找到的故障位置需要及时隔离，并采取相应措施予以故障分析和问题解决。对于船舶电气自动化系统运行出现的不同故障问题需要根据定位情况判断故障单元，关闭故障机组、开启备用机组，当故障问题解决后再重新安排机组运行。
3.4电力推进技术
船舶电力推进设备主要包括几个结构：发电机、原动机、电动机，控制调节设备。电力推进技术主要适用在大小规模船舶。主要的推进系统包括：电力推进系统、柴油机推进系统以及燃气轮机推进系统等。参照电动机的种类则具体有：吊舱型以及机舱型。实际的传动系统则依照电源类型分为：直流传动系统以及交流传动系统，后者相对于前者更加的稳定和平稳，适用的范围也更广，对此必须优化调速系统的选型，当前，交流变频器调速系统以高强以及快速的发展势头，能够被深入而有效地用在船舶推进系统法人内部。
3.5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具有重要的地位，具有自动化的信息记录、存储以及输出等功能，例如：自动、精准地记录各项设备的工作状态，对应形成数据记录，并发出警报信号，这样可以大大提高工作效率，保证整个系统实现自动化运行。当前，我国自动化监测技术在不断进步和更新，综合监测系统的开发和运用，能够更为高效地找到并排除系统中存在的故障，也能对故障进行科学地预测和判断，从而维持系统的高效运转。此外，DCS自动监测系统的利用，能够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，保证系统稳定运行。
4船舶电气自动化系统的发展趋势
4.1工作效率的不断提升
数字化以及高端化的自动化技术、对图像实施控制的一系列功能都是网络系统拥有的优点，有利于船舶对人机操作进行更有效地证明。
4.2电气设备越来越完备
目前船舶在社会上获得了更广泛人群的关注，在一定程度上对电气自动化的形式及它的相关产业有着非常积极的影响，会对船舶电力系统予以推进以及对辅机电力方面实施拖动的相关技术领域产生巨大的改革。
4.3在监控方面越来越精确的系统
在自动化方面的网络、技术以及计算机这的三方面的帮助下，我国的船舶对计算机实施全方面的控制在装货、机舱管理以及驾驶等各个方面已经差不多实现了。
4.4对于未来如何发展进行展望
为了能对生态环境实施改善以达到能源消耗降低的目的，船舶业对新能源予以研发的投入就需要加大力度，并能将这些研发尽快在船舶工业方面得到很好应用。
5结束语
总而言之，船舶电气自动化系统的可靠性保障技术是一项及其复杂的系统工程，在设计、生产、运行等各个环节中均具起着非常重要的作用，对电气系统的安全、稳定运行有非常大的影响。所以，我们应很好地应用以上所述的各项可靠性保障技术，做好设备的检测工作，发现问题并及时解决，从而为船舶电气系统的安全、稳定运行提供一定的技术保障。经调查，目前国内相关学者已经对可靠性保障技术进行了大量研究，并取得了优异成果。但相对而言，我国对可靠性保障技术的研究仍比较落后，有待更加深入的研究。
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论文作者:聂传宝
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/11/28
标签：船舶论文; 自动化系统论文; 电气论文; 系统论文; 技术论文; 可靠性论文; 设备论文; 《防护工程》2018年第24期论文;