基于船舶電氣自動化系統可靠性的保障技術

文/康健

基于船舶電氣自動化系統可靠性的保障技術

文/康健

現代傳船舶業的發展促進先進技術和系統的開發和應用，船舶電氣自動化系統在設計和應用過程中需要技術支持，同時操作人員需要具備足夠的管理能力和操作能力，保證系統運行通暢。自動化技術應用的程度和水平越來越高，對于其應用保障技術需要根據使用過程中容易出現的問題類型及成因，研究系統應用保障性技術，提高船舶電氣自動化系統運行的安全性，本篇文章在此基礎上，主要對船舶電氣自動化系統應用可靠性保障的技術內容進行研究與分析。

船舶 電氣自動化 系統 可靠性保障 技術 分析

船舶電氣自動化系統的運行和使用屬于復雜度較高的系統工程，要在電氣化系統的使用中保證其安全性及可靠性需要重視安全保障技術的研究。船舶電氣自動化系統運行中也容易出現不同程度的故障問題，影響船舶運行，基于這一點，既要在設備更新和改進中提高其基本性能，又要在技術研究中提高其安全保障度，總體工程設計農田復雜、難度系數大，需要加大研究投入力度。

1 船舶電氣自動化系統安全保障技術特點及基本要求

1.1 綜合性

船舶系統的運行窗口之一工作站，屬于對外通信設備和船舶聯系的網絡連接口，能夠完成不同信息內容的交換、共用以及數據的傳輸和驗證，增強船舶運行中的安全性與穩定性。船舶電氣自動化系統不同的模塊內容在電子技術、計算機技術和電氣設備的系列化和通用化應用下，能夠實現系統的靈活組態，使人們在菜單選擇和界面操作中更加方便、快捷，并且全部的操作過程中均由電子按鈕和電子屏幕完成，提供給船舶電氣自動化系統充分的運行條件，不同船舶系統技術和性能不同，導致自動化系統存在差異，但是由于其綜合性的設計功能，自動化設計冗余和重復問題避免，促進船舶電氣自動化系統技術保障的可靠性提高。

1.2 網絡性

船舶電氣自動化系統在設計、應用受總線技術和數字化技術的影響較大。其中總線技術主要的工作內容是集合不同的信號線，并且為船舶電氣自動化系統模塊和不同部件之間提高信號通道，完成基礎數據和信號的傳輸。總線技術在現場布置中一般都會采用雙層網，并且數據采集網在第一層，而控制網則在第二層，另外在總線設計中要進一步保證船舶電氣自動化系統運行的可靠性需要將冗余結構應用在第二層的控制網上，在這種分布式系統中需要綜合考慮多種影響要素。網絡化的船舶電氣自動化系統對于不同層次的自動化技術應用需要考慮到人工操作中容易受到的干擾性。實現人工操作能夠保證船舶電氣自動化系統工作效率的提高，對于系統運行時可能出現的故障性問題也能夠及時發現，并采取有效手段予以控制，有利于保證船舶電氣自動化系統系統運行的安全與穩定。

2 船舶電氣自動化系統安全保障技術內容

2.1 關于電磁干擾

船舶由于其使用特性和設計原理要求，內部空間較小，因而能夠安裝電氣設備的空間也較小，相關設備的總體工作環境較差，這就導致船舶在運行中容易受到不同類型和來源的電磁波的影響。船舶運行中使用的強點設備或導航器等能夠對內部的自動化系統產生電磁干擾，由于是在設備和儀器開關中產生的電磁波更強。對于這些，需要將變壓器隔離，防止交流電源對船舶電氣自動化系統的干擾，隔離變壓器能夠實現獨立供電。另外也可以改變傳輸介質，將船舶電氣自動化系統電磁波的干擾源及時屏蔽，分開信號輸入電路和輸出電路，延長信號傳輸時間間隔。在船舶電氣自動化系統中可以設置RC吸收設備，這種設備在電壓變化的情況下仍能保持正常的工作狀態，通過關聯單元的增設保證船舶電氣自動化系統運行安全。

2.2 處理冗余系統儲備

船舶電氣自動化系統運行和使用需要處理好冗余系統儲備，在此過程中需要將系統中的并聯單元進行適當增設，保證船舶電氣自動化系統運行穩定、安全和可靠。系統內部需要實現三臺機組儲備同步開設，且三臺機組儲備設計的基本功能應該一致，這主要是為了保證機組儲備在獨立工作的情況下能夠相互備用，這種安排形式是為了進一步控制船舶電氣自動化系統運行故障問題。船舶電氣自動化系統儲備單元和工作單元是分開工作的，集中處理冗余系統儲備一方面是保證其在工作運行狀態下能夠不受外界干擾，另一方面則是為了防止系統故障，難以實現獨立單元工作系統的合作，因而這種處理方式屬于系統備用功能的實際，旨在維護船舶電氣自動化系統正常、安全運行。

2.3 容錯設計

船舶電氣自動化系統在運行中要保證其安全性與穩定性，需要積極研究其安全保障技術，其中一項重要的技術內容即容錯技術設計，容錯技術代表了系統在運行中出現故障后設備的承載力與容忍度。關于船舶電氣自動化系統容錯技術設計內容主要包括兩方面內容，一個是系統故障的監測，當船舶電氣自動化系統運行故障出現時需要及時應用相關設備進行定位處理，找到故障位置；另一個則是系統故障的控制，對于已經查找到的故障位置需要及時隔離，并采取相應措施予以故障分析和問題解決。對于船舶電氣自動化系統運行出現的不同故障問題需要根據定位情況判斷故障單元，關閉故障機組、開啟備用機組，當故障問題解決后再重新安排機組運行。

3 結語

船舶電氣自動化系統內容復雜，包含電氣自動化設計、運行和生產、維護等多個不同的環節，現代互聯網信息技術和計算機科技技術的應用發展為船舶電氣自動化系統提供便利，不同的船舶電氣系統均實現較高程度的自動化，且系統在使用過程中具有較強的綜合性特征。船舶電氣自動化系統應用和運行過程安全、穩定性的基本保障要素是總線技術和數字化技術，在網絡控制統一性的作用下，減少系統運行中容易受到的外界因素和人為因素干擾。

[1]沈松斌.基于船舶電氣自動化系統可靠性的保障技術探究[J].中國水運(下半月),2013(04)：56-57.

[2]彭輝.關于船舶電氣自動化系統可靠性的保障技術研析[J].科技風,2014(18)：49.

[3]袁戰勇,吳桐,楊琨.淺談船舶電氣自動化系統的可靠性保障技術[J].中國水運(下半月),2015(08)：128-129+131.

作者單位 廣州文沖船廠有限責任公司 廣東省廣州市510700

康健（1983-），男，黑龍江省拜泉人。大學本科學歷。現為廣州文沖船廠有限責任公司助理工程師。研究方向為船舶電氣施工、船舶建造質量檢驗。