船舶電氣自動化系統可靠性的保障技術分析

李輝輝 王威

【摘 要】隨著科技的不斷發展，船舶電氣自動化系統的智能化程度也越來越高，為了保障船舶電氣自動化系統穩定運行，需要加強對其可靠性技術的研究，船舶電氣自動化系統的可靠性保障技術包括電力推進技術、電磁干擾技術、容錯技術、儲備冗余處理技術。本文對船舶電氣自動化系統的現狀以及系統的可靠性保障技術進行了分析，以期為相關人員提供參考。

【關鍵詞】船舶；電氣自動化系統；可靠性保障技術

隨著計算機技術水平的不斷發展，船舶電氣自動化系統逐漸實現了自動化、智能化，但是其在發展的過程中也面臨著一些問題，如船舶電氣自動化控制系統在運行過程中經常會出現一些故障，影響了船舶的運行穩定性和可靠性，因此相關人員應該加強對船舶電氣自動化控制系統可靠性保障技術的研究，引進先進的技術，并將可靠性的提升作為系統開發的重點，從而保障船舶能安全、穩定運行。

一、船舶電氣自動化系統可靠性研究現狀

（一）網絡化

計算機技術的發展推動了電氣系統網絡化的發展，目前，在船舶的廣泛應用電子技術、現場總線技術等，通過信號線的分布與安裝，實現各大模塊和結構之間的信息交流。在電氣系統中，往往使用雙層結構的總線，分別用于進行數據搜集與整理、通過網絡冗余結構實現信息的有效控制，保障了系統運行的可靠性。此外，技術人員還應該加強控制網結構的穩定性，使機器操作代替人力，從而有效避免人為失誤，提升工作效率，保障船舶穩定運行。

（二）綜合化

隨著科學技術的發展，船舶電氣自動化系統逐漸實現模塊化，具有更高的靈活性，其可以通過模塊之間的靈活組合，實現系統功能的良好發揮，例如操作界面的設計、業務菜單的整合等。因此，在自動化的電氣系統中，相關的工作人員需要通過控制操作界面并發送指令，使得電氣系統自動運行相關的程序，從而完成指定的操作。此外，由于市場需求不同，各類船舶的功能與質量也大不相同，所以，船舶對電氣系統的可靠性要求也存在較大的差異，但是由于電氣自動化系統的綜合性特征能夠有效地預防系統功能的重復與冗余現象，因此，相關的技術人員應該加強對系統保障技術的重視與研究，從而有效提升船舶運行的安全性與可靠性。

（三）智能化

智能化應用在船舶電氣自動化系統中，不僅提高了船舶的工作效率，而且提高了運行質量，降低了勞動力。（1）智能技術的應用實現了對系統的實時控制，有效提升了系統的適用范圍，使得系統設計更加人性化；（2）智能技術的應用簡化了眾多的復雜性操作，有效降低了操作人員的工作量，實現了對高難度程序的加工，提升了船舶電氣自動化系統的整體運行效率。

二、船舶電氣自動化系統可靠性的保障技術

（一）電磁兼容保障技術

由于船舶電氣系統運行的環境條件較差，為了保證電氣設備的正常運行，就要用到電磁兼容保障技術，進而提高船舶電氣的抗干擾性能。使船舶電氣自動化系統出現電磁干擾的條件是：（1）具備干擾源；（2）存在一定的傳輸媒介；（3）具備靈敏的接受模塊。利用電磁兼容技術主要是對造成干擾的條件進行破壞，使電氣自動化系統不受電磁干擾。采用電磁兼容技術的關鍵是選取適宜的元器件，以降低對電磁干擾信號的敏感程度。選取的元器件必須要滿足以下條件：（1）電氣干擾源的信號電平必須要超過船舶電氣的規定范圍；（2）電氣設備能夠響應干擾源的主要信號頻率。

（二）容錯技術

容錯技術是當系統中出現數據、文件損壞或丟失時，系統會自動將這些損壞或丟失的數據或文件進行恢復，從而使系統正常運行。容錯技術具有監測和控制功能。在船舶電氣自動化控制系統中應用容錯技術，能夠對系統進行實時監測，當發生故障時能對故障進行定位，然后進行相應的檢測，找出每個薄弱環節并逐個攻破，進而使船舶電氣自動化系統穩定運行。在應用容錯技術的過程中，技術人員需要及時處理設備的故障，避免故障的進一步拓展或惡化，保證不會影響系統的穩定運行。一般情況下，故障的處理方式主要有三種，如表1所示。

（三）儲備冗余技術

儲備冗余技術主要是通過電氣系統的并聯結構保證系統可靠運行，一般技術人員需要安裝三臺儲備機器才能滿足船舶的儲備需求，并且需要保證機器的主要設計和性能基本相同，這樣才能滿足備用的條件，從而最大程度地提升船舶電氣系統的安全性與經濟效益。在實際的船舶設計過程中，儲備系統的內部構件往往是獨立且分離的，各個部件能夠獨立使用也能搭配使用，當機器中的任意部件出現故障時，備用部件就會發揮作用自動運行，從而保證系統可靠、穩定的運行。

（四）電力推進技術

船舶電力推進設備主要包括：電動機、原動機、發電機、控制調節設備等。該技術適用于各種規模的船舶，主要推進系統包括：燃氣輪機推進系統、柴油機推進系統以及電力推進系統等。實際的傳動系統包括直流和交流傳動系統，交流傳動系統的穩定性較強，并且其適用范圍比較廣，因此需要優化調速系統的選型，目前，交流變頻器調速系統呈現出高強、快速的發展勢頭，能夠深入、有效地應用在船舶的電力推進系統中。

（五）自動化報警技術

機艙自動化監測系統在整個船舶系統內部具有重要的地位，具有自動化的信息記錄、存儲以及輸出等功能，例如：自動、精準地記錄各項設備的工作狀態，對應形成數據記錄，并發出警報信號，這樣可以大大提高工作效率，保證整個系統實現自動化運行。當前，我國自動化監測技術在不斷進步和更新，綜合監測系統的開發和運用，能夠更為高效地找到并排除系統中存在的故障，也能對故障進行科學地預測和判斷，從而維持系統的高效運轉。此外，DCS自動監測系統的利用，能夠統一管控系統獲取的數據信息，并通過計算機控制系統來發出警報，保證系統穩定運行。

三、結束語

綜上所述，船舶電氣自動化系統可靠性保障技術是支持電氣自動化系統的先進技術，只有保證系統的高度穩定、安全運轉，才能最大程度上提高系統的運行效率，提高系統自動化水平，維持系統的安全性、穩定性，保證船舶的運行、裝卸、管理以及監控等程序都能夠高效完成，從而推動船舶行業的發展。相關技術人員應該加強對船舶電氣自動化系統可靠的研究，加強對新技術的研究，保障船舶電氣自動化系統能夠可靠、穩定運行，提高船舶電氣系統的自動化水平。

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