船舶電氣自動化系統的穩定性保障機制研究

孫傳虎 王磊 韓有輝

摘 要：本文從概述船舶電氣自動化系統的穩定性保障機制出發，探討了船舶電氣自動化系統的穩定性保障機制中的相關技術細節，主要包括電磁干擾技術、電力推進技術、容錯技術以及儲備冗余處理技術等。以期為相關的理論研究和實踐工作提供一定的借鑒。

關鍵詞：船舶電氣自動化系統；穩定性；保障機制

隨著社會經濟的迅猛發展和科學技術的進步，船舶的電氣自動化程度越來越高。與之對應的，對于船舶電氣自動化系統的穩定性也提出了更高的要求。為了提升船舶電氣自動化系統的穩定性，當前世界上眾多發達國家都做出了長足的努力，對于相關保障技術的研究有了一定的成果。我國在這方面的研究和實踐仍然相當匱乏，需要開展更為深入和探討。在這個背景下，研究船舶電氣自動化系統的穩定性保障機制的諸多問題，具有重要的現實意義。

1 概述船舶電氣自動化系統的穩定性保障機制

船舶電氣自動化系統的穩定性主要是指，在一定的時間以及地域范圍內，船舶電氣自動化系統能夠正常平穩的運行，充分發揮其作用。船舶電氣自動化系統的穩定性是為船舶的安全性提供保證的重要因素，也是實現自動化的基礎，從我國的船舶電氣自動化系統的穩定性保障機制建立和完善實踐來看，自動化已經逐漸實現，人工控制的方式也逐漸被淘汰，這就對自動化系統的穩定性提出了更高的要求。

在船舶電氣自動化系統中，電子信息化以及網絡可控化是兩個主要的特點。首先，隨著信息時代的到來以及科學技術的發展，電子設備被逐漸開發出來，使電氣化系統能夠實現更加靈活的組態，向著綜合化的方向全面發展。眾多操作指令都能夠經由控制按鈕來完成，為船舶電氣自動化系統的穩定性的提升提供了良好的技術環境。其次，在信息時代，總線技術被廣泛運用，數字網絡信息方面的信息處理技術也逐步提升，能夠實現系統內部各個部件和模塊之間信號的快速傳遞，分布式布置和冗余結構也能夠在控制系統以及執行系統快速鏈接的情況下快速實現。這些都能夠顯著提升船舶電氣自動化系統的穩定性，還能提升整個自動化系統的工作效率，為系統的穩定性運行奠定基礎。

船舶電氣自動化系統的穩定性保障機制中的各項保障性技術，被廣泛應用于船舶的行駛、裝卸和操作、管理中，發揮著重要的作用，為船舶的順利運行以及科學管理奠定了堅實的基礎。

2 船舶電氣自動化系統的穩定性保障機制中相關技術研究

2.1 電磁干擾技術

首先，隔離變壓器的使用。在船舶的電氣自動化系統中，最主要的干擾源是交流電源。所以，為了提升船舶電氣抗干擾的能力，船舶電氣自動化穩定性維護人員可以使用隔離變壓器，為電氣設備進行獨立供電，或者采取分離系統供電裝置以及船舶的強電裝置的措施，阻斷電流干擾。利用交流變壓器過濾電源信號，為自控裝置提供獨立電源供應，也能夠起到隔離電源干擾的效果。其次，實現傳輸介質的轉變。遙控系統是船舶電氣自動化系統控制中主要的技術手段。駕駛室中保存船舶控制系統中的輸入部分，機艙內保存系統的接受設備部分。這樣一來，信號進行傳播時，傳輸線路過長，會使電磁干擾對信號傳輸產生不小的影響。所以，在進行船舶信號的傳輸過程中，可以通過船舶的介質的轉變來對干擾信號進行屏蔽。將船舶系統中的輸入和接受系統分離，可以盡量避免電磁信號對于信號傳播的干擾。最后，RC吸收設備的使用。利用RC吸收設備，能夠對電磁干擾進行有效的抑制，因為RC吸收設備能夠避免信號產生突變現象。除此之外，RC吸收設備能夠吸收船舶內部繼電器、電源開關以及接觸器等電氣設備的干擾信號，能夠很好發揮抑制電磁干擾的作用。

2.2 電力推進技術

在傳統的觀點里，電力推進技術只能夠在小型船舶中進行使用。但是經過近幾年的深入研究，我們可以發現，這項技術同樣能夠被大型船舶所利用。從我國目前的船舶電氣自動化系統的穩定性保障機制建立和完善實踐來看，為船舶電力推進系統提供動力來源的主要是高速或者中速柴油機。根據動力來源來劃分，柴油機式電力推進系統和燃氣輪機式電力推進系統是兩種主要的電力推進技術。而在發展交流傳動技術的過程中，其發展速度明顯比支流傳動要快得多，因為交流傳動技術的穩定性更好。變頻調速系統也因為有更高的效率，所以受到了廣泛的青睞。

2.3 容錯技術

容錯技術是指船舶電氣自動化系統在運行過程中，對突發故障發生時，能夠承受的最大范圍和承受能力。這項技術包含檢測、鑒定和分析、評判、綜合性處理等一系列的流程，是一項綜合性程度較高的技術。這項技術主要包含兩個方面的內容，首先，是檢測船舶電氣自動化系統中出現的故障，爭取能夠在短時間內準確無誤地對發生的故障進行定位，并且分析故障發生的來源，最后采取科學合理的補救措施，爭取實現問題的解決，進一步提升系統運行穩定性。其次，是對系統故障進行有效控制，對船舶電氣自動化系統運行中發生的故障和問題進行分析、檢定、評判和進行補救措施的制定，為船舶電氣自動化系統的完整性和穩定性、可靠性提供保障。

2.4 儲備冗余處理技術

儲備冗余處理技術是維護船舶電氣自動化系統穩定性的重要技術之一。船舶電氣自動化系統要想保持穩定運行，一般情況下，要配置三臺以上能夠獨立開展工作的機主儲存設備，并且將其設計功能和基本應用功能盡量保持相似，保證三者能夠互相替用。儲備單元和工作單元在儲備系統中是互相分離的，能夠在獨立工作的同時，進行高效率的協調合作。在系統中一個模塊出現故障的時候，其他功能類似的模塊就能很快進入工作狀態，提升船舶電氣自動化系統的穩定性。

3 總結

提升船舶電氣自動化系統的穩定性是一項十分艱巨并且較為復雜的長期性工程。在這個過程中，發展必要的、處于國際前沿水平的自動化系統穩定性保障技術，逐步建立和不斷完善穩定性保障機制，是實現船舶電氣自動化系統的穩定性提升的關鍵。在以后相關領域的研究和實踐中，要注重采取有效措施盡可能減少故障發生可能性，并且將自動化系統的智能化、信息化和集成化作用充分發揮出來，共同為整個系統的穩定性服務。

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