船舶电气自动化系统可靠性的保障技术分析

　　李辉辉 王威
　　【摘 要】随着科技的不断发展，船舶电气自动化系统的智能化程度也越来越高，为了保障船舶电气自动化系统稳定运行，需要加强对其可靠性技术的研究，船舶电气自动化系统的可靠性保障技术包括电力推进技术、电磁干扰技术、容错技术、储备冗余处理技术。本文对船舶电气自动化系统的现状以及系统的可靠性保障技术进行了分析，以期为相关人员提供参考。
　　【关键词】船舶；电气自动化系统；可靠性保障技术
　　随着计算机技术水平的不断发展，船舶电气自动化系统逐渐实现了自动化、智能化，但是其在发展的过程中也面临着一些问题，如船舶电气自动化控制系统在运行过程中经常会出现一些故障，影响了船舶的运行稳定性和可靠性，因此相关人员应该加强对船舶电气自动化控制系统可靠性保障技术的研究，引进先进的技术，并将可靠性的提升作为系统开发的重点，从而保障船舶能安全、稳定运行。
　　一、船舶电气自动化系统可靠性研究现状
　　（一）网络化
　　计算机技术的发展推动了电气系统网络化的发展，目前，在船舶的广泛应用电子技术、现场总线技术等，通过信号线的分布与安装，实现各大模块和结构之间的信息交流。在电气系统中，往往使用双层结构的总线，分别用于进行数据搜集与整理、通过网络冗余结构实现信息的有效控制，保障了系统运行的可靠性。此外，技术人员还应该加强控制网结构的稳定性，使机器操作代替人力，从而有效避免人为失误，提升工作效率，保障船舶稳定运行。
　　（二）综合化
　　随着科学技术的发展，船舶电气自动化系统逐渐实现模块化，具有更高的灵活性，其可以通过模块之间的灵活组合，实现系统功能的良好发挥，例如操作界面的设计、业务菜单的整合等。因此，在自动化的电气系统中，相关的工作人员需要通过控制操作界面并发送指令，使得电气系统自动运行相关的程序，从而完成指定的操作。此外，由于市场需求不同，各类船舶的功能与质量也大不相同，所以，船舶对电气系统的可靠性要求也存在较大的差异，但是由于电气自动化系统的综合性特征能够有效地预防系统功能的重复与冗余现象，因此，相关的技术人员应该加强对系统保障技术的重视与研究，从而有效提升船舶运行的安全性与可靠性。
　　（三）智能化
　　智能化应用在船舶电气自动化系统中，不仅提高了船舶的工作效率，而且提高了运行质量，降低了劳动力。（1）智能技术的应用实现了对系统的实时控制，有效提升了系统的适用范围，使得系统设计更加人性化；（2）智能技术的应用简化了众多的复杂性操作，有效降低了操作人员的工作量，实现了对高难度程序的加工，提升了船舶电气自动化系统的整体运行效率。
　　二、船舶电气自动化系统可靠性的保障技术
　　（一）电磁兼容保障技术
　　由于船舶电气系统运行的环境条件较差，为了保证电气设备的正常运行，就要用到电磁兼容保障技术，进而提高船舶电气的抗干扰性能。使船舶电气自动化系统出现电磁干扰的条件是：（1）具备干扰源；（2）存在一定的传输媒介；（3）具备灵敏的接受模块。利用电磁兼容技术主要是对造成干扰的条件进行破坏，使电气自动化系统不受电磁干扰。采用电磁兼容技术的关键是选取适宜的元器件，以降低对电磁干扰信号的敏感程度。选取的元器件必须要满足以下条件：（1）电气干扰源的信号电平必须要超过船舶电气的规定范围；（2）电气设备能够响应干扰源的主要信号频率。
　　（二）容错技术
　　容错技术是当系统中出现数据、文件损坏或丢失时，系统会自动将这些损坏或丢失的数据或文件进行恢复，从而使系统正常运行。容错技术具有监测和控制功能。在船舶电气自动化控制系统中应用容错技术，能够对系统进行实时监测，当发生故障时能对故障进行定位，然后进行相应的检测，找出每个薄弱环节并逐个攻破，进而使船舶电气自动化系统稳定运行。在应用容错技术的过程中，技术人员需要及时处理设备的故障，避免故障的进一步拓展或恶化，保证不会影响系统的稳定运行。一般情况下，故障的处理方式主要有三种，如表1所示。
　　（三）储备冗余技术
　　储备冗余技术主要是通过电气系统的并联结构保证系统可靠运行，一般技术人员需要安装三台储备机器才能满足船舶的储备需求，并且需要保证机器的主要设计和性能基本相同，这样才能满足备用的条件，从而最大程度地提升船舶电气系统的安全性与经济效益。在实际的船舶设计过程中，储备系统的内部构件往往是独立且分离的，各个部件能够独立使用也能搭配使用，当机器中的任意部件出现故障时，备用部件就会发挥作用自动运行，从而保证系统可靠、稳定的运行。
　　（四）电力推进技术
　　船舶电力推进设备主要包括：电动机、原动机、发电机、控制调节设备等。该技术适用于各种规模的船舶，主要推进系统包括：燃气轮机推进系统、柴油机推进系统以及电力推进系统等。实际的传动系统包括直流和交流传动系统，交流传动系统的稳定性较强，并且其适用范围比较广，因此需要优化调速系统的选型，目前，交流变频器调速系统呈现出高强、快速的发展势头，能够深入、有效地应用在船舶的电力推进系统中。
　　（五）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。
　　三、结束语
　　综上所述，船舶电气自动化系统可靠性保障技术是支持电气自动化系统的先进技术，只有保证系统的高度稳定、安全运转，才能最大程度上提高系统的运行效率，提高系统自动化水平，维持系统的安全性、稳定性，保证船舶的运行、装卸、管理以及监控等程序都能够高效完成，从而推动船舶行业的发展。相关技术人员应该加强对船舶电气自动化系统可靠的研究，加强对新技術的研究，保障船舶电气自动化系统能够可靠、稳定运行，提高船舶电气系统的自动化水平。
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