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试论船舶电气自动化系统的可靠性保障技术

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摘要：通过对船舶电气自动化系统的技术现状分析，从抗干扰屏蔽技术、容错技术、电力推进技术和储备冗余处理技术四个方面介绍了其中的核心技术，希望为船舶电气自动化系统的研究人员提供有价值的参考意见。

关键词：船舶自动化；电气自动化系统；可靠性保障技术

引言

随着我国经济和科学技术水平的不断提高，同时也带动了船舶电气自动化系统的可靠性保障技术的发展，本文研究意义在于提高人们对于船舶电气自动化系统的可靠性保障技术的了解程度。

一、船舶电气自动化系统的技术现状分析

随着科学技术的迅速发展，计算机技术已经广泛地被应用于船舶行驶、货物运输、机舱管理等方面，现如今已经基本实现了船舶电气自动化。目前国外一些船电产品制造企业已经掌握了先进的电气自动化技术，使船舶可以拥有更全面的功能。比如，将船舶电气自动化系统应用于无人机舱的监控及控制管理方面，可以监督动力系统，还可以进行关闭阀门装置的操作，有效提高船舶的安全性能。

二、保障船舶电气自动化系统可靠性的主要技术

（一）抗干扰屏蔽技术

由于工程设计师在建造船舶时，为了节省空间通常会将大部分的电气设备集中安装在同一个区域内，由于空间过于狭小，空间环境较差，机器设备在运行过程中会受到电磁波的干扰。一些导航仪器在运作过程中最容易受到其干扰。在船舶航行过程中，为了避免电气自动化设备受到电磁波的强烈干扰，而影响到船舶的航行路线造成不可估量的严重后果，采取以下保障措施可以有效提高自动化系统的稳定性。

1.改变传输介质

船舶中的电气自动化系统是由船舶主体操作遥控系统来控制的，所以传输信号从输入到输出需要一段时间的传导。由于信号传入设备安装在船舶驾驶室内，因此信号的传入工作是在船舶驾驶室内完成的，而接收信号的工作是在机舱中进行的，传送线路较长必然会受到电磁波的干扰。所以为了避免传输信号被电磁波干扰，应该改变传输介质，或者是采用将输入与输出电路分离开的方式。

2.隔离技术

为了解决船舶中交流电源对于电气自动化系统造成的干扰，应该采用隔离技术将电气自动化系统与变压器隔离开，对二者采用分开供电的方式。还可以把供电设备与强电设备分别安装在不同地方，避免两者之间产生干扰。

（二）容错技术

电气自动化系统在发生故障时会对自身进行故障检策、定位、判断等方面的处理，被称为容错技术，也就是验证船舶电气自动化系统对自身运行故障的承受能力。容错技术的应用主要有以下两个方面：第一，能够及时有效地控制系统故障，避免在故障解除前对系统其他部分造成损伤。容错技术能够在短时间内感受到系统的异常，并在短时间内对系统故障进行检测，对已发生的故障做出简单的判断和定位，根据判断的结果转换故障检测信号，并将其传递至决策单元，由决策单元根据传递的故障信息和定位，判断采取解决问题的具体措施，实现对整个系统的控制。一般情况下，容错技术会在关闭故障机组的状态下解决故障，尽快恢复系统运行的稳定性[1]。

（三）电力推进技术

随着电力推进技术的快速发展，近些年来，电力推进系统不仅被广泛地应用于普通船舶，还被推广应用到军事舰艇上。使得这项技术得到了技术人员的充分重视，在不断的研究过程中，该项技术已经凭借其稳定船舶电气自动化系统的优势，被应用于各种类型的船舶中。电力推进技术可以大体分为两类：交流传动电力推进技术和直流传动电力推进技术。相比较而言，交流传动技术在发展程度方面略胜一筹，在快速的发展过程中，交流传动技术慢慢替代了直流传动技术。通过大量的实践经验来看，交流传动技术可以有效地保障船舶电气自动化系统的稳定性。

船舶电气自动化系统中运用的交流传动电力推动系统可以大概分成两类：直流无换向器电动机（LCI）和交流无换向器电动机（CCV）。直流无换向器电动机推进系统核心的操作原理是通过变频器调速来实现变频转换的同步调速。通过螺旋桨之间的密切配合船舶才能实现运行和调整距离等活动，这些活动都是在推进系统调节速度时逐步实现的。如果船舶在狭窄的水域中航行时，为了使其处于较好的航行状态，应该及时地将交流推动机调整到低速运转状态。相同地，在宽阔的公海中航行时，为了保证船舶的航行速度，应该将推动机的运行状态调整为常速或者是超速；交流无换向器电动机推进系统的转换原理则是凭借变频器的同步调速来完成自身的转换过程。虽然该电力推动系统在转换过程中转换速度会受到输出频率的影响。但是在此过程中，电动机对于电流的需求量较小，始终处于低速运行的状态。综合两种电动机的运行状态来看，交流无换向器电动机推进系统在确保船舶电气自动化系统稳定性方面具有明显的优势[2]。

（四）储备冗余处理技术

这项技术在船舶电气自动化系统可靠性保障技术中有非常重要的位置。设置并联单元是在电气自动化系统中实施该项技术的主要方法之一，可以高效地提升电气自动化系统的安全性能和可靠