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摘要：近年来，随着经济的快速发展以及科技的不断进步，电气自动化技术已经逐渐应用在各行各业中，在这些行业的发展中发挥着重要的作用。在这样的背景下，我国的船舶行业也在顺应时代的发展，在应用电气自动化方面投入了巨大的精力和资源，加强对船舶电气自动化的研究，促进这种技术的发展。在发展过程中，虽然船舶的自动化水平进一步提高，但是电气自动化设备在运行中经常会发生一些故障，影响设备的正常使用。为了保证船舶电气自动化系统的正常运行，我们必须针对这些故障的特点，探讨排除这些故障的正确方法。
关键词：船舶行业；电气自动化；发展趋势；故障排除
引言
近年来，我国的船舶工业紧随时代脚步，加大了电气自动化技術的投入力度，研究和应用也逐步深入，不断引进外国先进技术和设备使得我国船舶工业电气自动化技术水平有了很大程度的提高。但是还存在一些问题，尤其需要注意的是电气自动化设备的故障排除问题。不过，相信在科技不断进步的今天，船舶工业的电气自动化技术一定能得到更好的发展。
一、船舶电气自动化技术的现状概述
二十一世纪以来，计算机辅助设计技术、通讯技术、电子信息技术的日益成熟给船舶自动化的实现奠定了基础。由电子计算机对船舶驾驶、机舱管理和货物裝卸进行自主控制，进而实现机舱自动化、航行自动化和装卸货物自动化为一体的综合的电气自动化系统，是船舶自动化需要达到的要求。
综合性强的船舶电气自动化系统通常由若干个分控制系统、两个主控的工作母站和若干个工作分站组成。通常情况下，一个主控工作母站设置在机舱控制室内，在驾驶室设置另一个工作母站。两个主控的工作母站必须完全独立，分别控制，必要时可以两者协同控制船舶。这样的好处是一方面可以让两个工作母站互为备用，当其中一个发生故障时，可以及时启用另一个工作母站以保证船体的正常运行；另一方面两者协同控制也大大提高了整体船舶自动化的准确性。由高速信息传输技术组成的综合网络是两个工作母站和其余分控制系统间进行信心交换的渠道，在这个网络中可以根据不同船舶的需要（监控、控制、运输等）连接一定数目和种类的工作分站。而分控制系统将根据船舶的实际自动化程度和用途而定，例如主机遥控、自动网络导航、负载控制、天气预警等。
目前电气自动化技术在船舶行业中的应用已经趋于成熟，国际上的著名船电产品公司（西门子、约克等）的技术处于世界前列。德国西门子公司的SMOS MAC55将程序分解为小型的只能控制单位，实现分片操作，这样的好处就是使电气自动化系统更加开放化，能够进行检测报警和故障诊断。另外在控制和机舱的管理方面的自动化程度也得到了极为显著的提高，如燃油系统、动力系统管理、自主导航系统等，也实现了自动控制燃油消耗、船体内液面的检测、货物装卸以及安全防卫功能。值得一提的是，SMOS MAC55有整列的外端接口，可以实现其内部信息与其他电子计算机的互换，其船舶自主管理系统、无线通信系统可以通过无线电波与卫星进行联网，实现多端异地控制。
二、关于自动化这项技术在自动化范围中船舶方面的发展
1.电力电子方面所需的技术。电力电子方面所需的技术主要是靠轴带进行发电、形成系统进行电力推进来在自动化范围中船舶方面进行应用的。应用的详细内容如下。
（1）靠轴带进行发电的发电机。靠轴带进行发电的发电机是船舶进行节能最主要的装置，它主要是通过对主轴驱进行动，它的转速的改变是依靠主机自身转速的改变。机械式和电气式两种方式是轴带发电经常用的恒频方式，但晶闸管这种逆变方式被国内多数船舶轴带发电系统所使用的原因是电力电子器件的飞快进步。
（2）电力推进系统。对电力传动角度来说，电力推进系统的主要分类是直流还有交流两种传动方式，用没有换向器的交流电动机进行推进的和用没有换向器的交流电动机进行推进的这两个系统是通过交流电力来进行推进所用的方式里相对而言使用频率较高的方式。
2.运用CAN进行检测控制的电站系统。通过发电机组、控制台和检修微机三者集合在一起形成了电站自动控制网络该网络可以通过网络方式与穿上其他控制网络进行连接最终成为一个对于船舶整体进行控制的大网络平台CAN电站测控系统通过不同的控制节点对整个船舶进行控制检测。每个不同的节点都具有不同的功能，例如发动机节点是用来测量和控制两个功能的，控制台则是负责接收测量结果的，并且根据结果对船舶进行其他控制总而言之，CAN电站测控系统是一个较为理想的自动化船舶控制系统。
3.自动化系统可靠性保障技术。自动化系统可靠性保障技术是一种较为综合的技术，其中包含了很多种类例如对于电磁兼容的设计和很多自动化系统电气设备的容错性设计都属于可靠性保障技术。目前这些技术通常都是我国从外国引进而来的，这些设计和设计可以在最大程度上提高我国船舶电气自动化系统的安全性，从而使得我船舶电气自动化系统能够得到充足的保障。
三、船舶电气自动化系统的发展趋势
1.不断提高的工作效率
不断发展的科学技术及逐渐完善的网络系统使得电气自动化系统在船舶业的应用越来越广泛。数字化、高层次的自动化技术、图像控制功能均属于网络系统的优势，有利于船舶更好地实现人机操作。不断优化的船舶监控系统与计算机愈加便捷的操作方式是密切相关的。另外，网络操纵方式的简易化也大大降低了工作人员的操作频繁度，工作效率可随之得到提高。
2.逐渐完善的电气设备
近些年，电气自动化在船舶业的发展越来越广泛，业界人士对其关注度也在不断提升中，这进一步推动了电气自动化系统设备产业的发展，相关企业也将研发出更多高端的电气设备，更加安全可靠与更加节能成为船舶业电气自动化设备的未来重点发展趋势，这将对船舶机械、船舱的运作带来极大的便利，且极有可能会推动船舶电力推进和辅机电力拖动技术领域的重大变革。
3.更加准确的监控系统
在不断发展的计算机、网络、自动化技术的推动下，我国船舶在驾驶、机舱管理和装货等方面均实现了全盘计算机控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与此同时，船舶工业正向着智能综合自动化、全球定位系统、卫星通信导航、微机监视、智能控制、船案、信息直接交流、全船自动化等趋势发展。随着计算机技术同网络系统间的不断结合，船舶监控系统的准确性势必将得到进一步的提高，船舶航行也将更具安全性、可靠性与经济性。
四、发展趋势展望
柴油发动机长期应用于船舶中，但持续加剧的生态环境问题与不断枯竭的石油资源问题将对柴油发动机的地位造成较大的威胁。为了改善生态环境节省能源，船舶业需加大新能源新技术的研发力度，并尽快将其实际应用于船舶工业中。
五、船舶电气自动化中涉及的主要技术
1.电力电子技术的应用。电力电子技术在传播中主要用在轴带发电和电力推进方面。轴带发电机由主轴驱动，其转速随主机转速而变化，根据主机运行状况和海况对轴带发电机进行控制，其是船舶节能的主要装置。目前，轴带发电常用的恒频方式可分为机械式和电气式两类，随着电力电子器件的飞速发展，轴带发电系统几乎已全部采用晶闸管逆变方式。从电力传动角度看，电力推进系统可分为直流传动和交流传动两大类。近年来，科技在不断进步，致使交流调速得到迅猛发展，交流电力逐步实现了对直流推进的取代。在交流电力推进方式中，目前常用的有交流无换向器电动机（CCV）推进系统以及直流无换向器电动机（LCI）推进系统。
2.CAN电站测控系统。CAN电站测控系统主要包括发电机组、控制台和相关的检测仪器等部件，这些部件联系在一起，就能形成一个控制网络，并且在电力的支持下进行自动控制，另外，这些部件还能将船舶上的其他部件连接到控制网络上，从而实现船舶的电气自动化控制，提高船舶航行的安全性，减轻工作人员的工作量，提高航运的效率，增加航运所获得的经济利益，促进航海事业的发展。
3.自动化系统可靠性保障技术。为确保船舶电气自动化系统能够进行更安全、更可靠的工作，一些发达国家还在此领域开展了可靠性技术的研究，如电磁兼容设计和容错技术设计等，这些先进的技术与设计为我国船舶电气自动化系统的运行提供了可靠保障。
六、船舶行业中电气方面对自动化进行应用的设备产生故障时的排除
1.进行排除工作所采用的原则
为了使船舶过程中进行的工作得到顺利的发展，人员在进行检测时应该对于可能出现在电气的自动化过程中的问题一个个来进行排除，就需要遵守首先检查外部然后检查内部、先动后静、先易后难的规则，只有这样设备所可能产生的各种故障才会被尽早的找到。
2.进行排除工作所需要的步骤
（1）对电气方面应用自动化功能的设备进行更深的检验活动时人员安排应合理，以找到每一项在电气方面应用自动化功能的出现问题的设备。
（2）将电气方面的说明书跟线路图进行仔细严密的对照，从而对故障是如何出现进行分析。
（3）确定哪些区域的设备需要进行进一步的检查，把它的元件进行拆卸并标注好。
（4）故障维修。
（5）通过一次次的试验对故障进行了解并且排除以达到确保工作顺利完成的目的。
3.进行排除所采用的方法
在运转速度极快的船舶行业中应用自动化功能的电气设施经常会有设备产生故障，如果不能设备故障进行快速的排除那么船舶航行中所要求的安全可靠将会受到威胁。
（1）通过直观的方式进行分析的方法。简单的说，通过直观的方式进行分析的方法是进行检测工作的人员借助看、闻、听、摸等可以直观获得的感觉来对于机械产生故障的部位进行查找和分析的方法。
（2）通过短路的方式进行分析的方法。通过短路的方式进行分析的方法要求进行检测工作的人员需要具备更加专业的能力，进行检测工作的人员最关键的是准确的找到产生故障的部位，找到以后把导线连接在接触部位产生怀疑的地方，如果设备得到正常的运转那么能把该触点看作是产生故障的部位。
（3）对比分析法。对比分析法是最快速的一种检测方法，它不需要对故障发生的原因进行深究，而只是采取更换部件或者线路板的方式。顾名思义，也就是说，先确定一个故障可能发生的部位，然后进行部件或者线路板的更换，如果机械能够正常运转，则说明该部件部位或者线路板即为故障部位，如果机械不能正常运转，则需按照以上方式继续进行排除，直到确定故障部位，然后由检测人员进行及时的维修。
七、结束语
自动遥控系统、远程监控系统和电站控制系统是船舶电气自动化系统的三个主要组成部分，我国虽然能够自主生产以上各大系统，但与欧美等发达国家还存在着一定差距，具体表现在我国自主研发的电力产品精度不够高，使用寿命较低等。因此我国各船舶企业还需要在提升产品标准性、实用性以及后期产品维护等方面加大投资力度，以实现我国船舶电气自动化发展现代化、国际化的目的。除自动化电力设备研发外，船舶企业还应该升级信息管理系统，争取实现整船信息化管理。
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论文作者:刘帅,王宜新
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/21
标签：船舶论文; 电气论文; 技术论文; 电气自动化论文; 故障论文; 系统论文; 自动化系统论文; 《防护工程》2018年第33期论文;