探讨船舶电气自动化系统的可靠性保障技术
摘要：要解决船舶电气自动化系统可靠性问题首先需要考虑的是选择好设备，相关的电气设备要和船舶使用的条件相符，质量方面要有良好的保障，并且是经过相关部门认可以及验证的。还有一个重要的方面就是，当电气自动化系统在运行的时候，一定要做好相关的应急措施，相关的应急设备要准备齐全。本文是笔者结合自己的工作经验以及相关资料做出的关于船舶电气自动化系统相关问题的分析，并提出了自己的建议。
关键词：船舶；电气自动化系统；可靠性；保障技术
1、船舶电气自动化系统的特点
船舶电气自动化具有两个主要的特点：（1）综合化。随着科学技术的发展，计算机技术、电子技术、电气设备逐渐的模块化，系列化，船舶的电气化系统也能够灵活的进行组织，并且综合化的趋势明显。现阶段，计算机技术已经被应用到了各个领域中，在船舶的发展中也有很多地方用到了计算机技术，船舶电气自动化系统中所有的操作都能通过按钮来实现，人机界面之间规范化明显，操作灵活方便。这些都为船舶电气化自动系统综合化提供了条件，也为船舶自动化的继续发展奠定了良好的技術基础。（2）网络化。现在数字化技术以及总线技术已经被广泛的应用，并且为船舶电气自动化系统实现网络化提供了技术支持，特别是总线，总线是各种信号的一种集合，能为部件以及模块之间的信号交流提供通道。
2、船舶电气自动化系统的技术现状
随着计算机辅助设计与通讯技术的快速发展，电子计算机在船舶行驶、装货、机舱管理等方面得到了全盘应用，逐步实现了船舶电气自动化控制。船舶电气自动化是集航行自动化、机械自动化、机舱自动化等多功能于一体的综合系统，在该系统中，一般由两个工作母站以及若干个工作分站和控制系统构成。两个工作母站分别设置在机舱控制室和驾驶室，是两个完全独立的控制系统，既可以单独操作，也可以同时操作、互为备用。若船舶类型和自动化程度不同，则其电气自动化的分控制系统也略有不同，但总体上来讲主要包括电站管理、主机遥控、泵浦控制、机舱监测报警、液位遥控和压载控制、自动导航、冷藏集装箱监控等系统。
此外，工作分站可视为独立窗口，在接入船舶对外通信设备网络的基础上，利用电子邮件、数据传输等方式，实现船与船、船与岸之间的对话，进行信息交流、故障诊断、备件查询、设备维护、船舶管理、资料查阅等业务。由此可以看出，船舶电气自动化系统技术不仅能够强化船舶设备管理、控制，还能够确保船舶航行始终处于安全、可靠的状态。当前，一些国际著名的船电产品制造商已经拥有较为成熟的船舶电气自动化技术和相应配套产品，能够将电气自动化程序控制划分为小型智能单位，实现就地操纵，使系统拥有更为强大、全面的功能。如，船舶电气自动化系统可用于无人机舱管理的监测和控制，能够对动力系统、压舱系统、燃油系统等的泵、阀以及关闭装置进行控制，并且还具备舱内液面监测、燃油消耗记录、水量计算、货物监测、保养维护、安全控制等功能，实现船舶电气设备的智能化管理，提高船舶电气设备操作的可靠性和安全性。
3、船舶电气自动化系统的可靠保障技术
3.1电磁的干扰技术
船舶自身具有一定的特殊性，主要表现为，其空间比较小，安装电器设备的空间也非常的有限，这就使得电气设备工作环境十分恶劣，所以当船舶在进行运行的时候，受到电磁的干扰也是常有的事。当船舶运行的时候，需要使用导航的仪器、强点设备，但是在开启或者是关闭相关设备的时候会受到一定的干扰。但是如果在船舶正常运行中受到电磁波干扰，肯定会对船舶正常的行驶产生影响。我们知道电磁干扰的条件就是，有干扰源；干扰源和电力系统之间存在一定的传输介质；另外就是具有比较灵敏的接收单元。船舶电气自动化系统可靠性技术中具有一项非常重要的技术，那就是电磁干扰的技术，其进行工作的原理就是要把这三个条件进行破坏，只要其中的一个条件不存在，就不会发生干扰现象，不会对船舶系统的可靠性造成影响。
3.2电力推进技术
近年来，由于电力推进系统被应用到了军事舰艇上，从而使得电力推进技术获得深入的研究，该技术现已被广泛应用于各种类型的船舶当中，并在确保船舶电气自动系统的可靠性方面起着非常重要的作用。从电力传动的角度可将电力推进技术分为两大类：一类是交流传动电力推进技术，另一类是直流传动电力推进技术。在这两类技术中，交流传动技术的发展速度要相对快一些，并且在交流调速技术不断完善的推动下，使交流电力系统逐步取代了直流传动技术，大量的实践应用表明，交流传动技术在保障船舶电气自动化系统稳定运行方面具有非常显著的效果。目前，交流传动技术在船舶电气自动化系统中的应用大体上分为以下两种推进系统：一种是直流无换向器电动机（LCI），另一种是交流无换向器电动机（CCV）。其中LCI推进系统是借助变频器调速来完成交-直-交转换的同步调速，在推进系统完成调速的过程当中，船舶的运行与调距是依靠螺旋桨的相互配合来实现的。
3.3储备冗余处理
在船舶电气自动化系统中，系统运行的时候，一般都会开设三台机组的储备，三台机组在基本功能以及设计上要大体相同，各个机组在独立进行工作的时候可以互相备用，这样能够更好的提升系统的安全以及稳定性。再就是在船舶电气自动化的储备系统中内部的工作单元以及内部的储备单元之间是相互分开的，两者可独立工作，亦可合作，如果在运行中有任何的一个单元发生故障，后者都可以及时的进入工作状态，可以很好的保证其可靠性以及稳定性。
3.4容错技术
容错技术是指对船舶电气自动化系统运行故障的容忍能力，即对电气自动化系统运行故障进行检测、定位、判断、处理的技术。容错技术主要包括以下两个方面：一是检测系统故障，若电气自动化系统出现运行故障，容错技术会在最短的时间内准确识别故障性质，并快速确定故障位置，执行自动化隔离策略；二是控制系统故障，容错技术在检测系统故障、定位系统故障性质和位置的基础上，将故障检测信号转为低电平信号，而后传达至决策单元，由决策单元采取有效措施对故障进行处理，进而实现对系统故障的全面控制。
4、结束语
总而言之，提升船舶的电气化系统安全性、经济性以及可靠性对船舶发展有着重要的意义，目前，国外的很多国家已经对相关的可靠性技术进行研究，且研究力度比较大，并积累了一定的成功经验。相比之下，现阶段我国对船舶电气化自动系统的研究还有待进一步提升。
参考文献：
[1]船舶电气自动化的发展及故障排除[J].李哲.电子技术与软件工程.2016（19）.
[2]关于船舶电气自动化的发展及设备故障的排除研究[J].杨瑞强.科技传播.2016（17）.
[3]船舶电气自动化控制安全性问题探析[J].张铁军.信息技术与信息化.2014（11）.
（作者单位：中国船级社质量认证公司天津分公司）