试论船舶电气自动化系统可靠性保障技术分析

摘要：在我国经济高速发展的背景下，水上运输与水上交通也相继取得较大发展，船舶运行逐渐受到人们的重视，其中，船舶电气的自动化技术对于船舶运行至关重要，不仅可以降低船舶运行故障发生率，而且能够延长船舶使用寿命。本文就船舶电气的自动化系统内涵进行分析，探讨船舶电气的自动化系统保障技术，确保船舶的运行安全。

关键词：电气自动化；传播；技术

1 船舶电气自动化系统的可靠性保障技术现状

在科学技术不断发展的背景下，国内船舶电气渐渐向着自动化方向发展，从而形成有效、科学与完整的系统，给船舶稳定性与安全性提供保障。目前船舶电气的自动化范围一般包含：机械自动化、行驶自动化、装卸自动化与动力自动化，然而实现以上的自动化都需要控制站与工作总站为前提，而且各个控制站应该分别管理各区域，才能真正实现船舶的综合自动化。

构建船舶电气的自动化体系为船舶管理与运行打下了基础，同时使船舶稳定性与安全性得以提高。就目前而言，国外发达国家逐渐研发出很多船舶的电气自动化产品，使得系统运行更加的安全和可靠。尤其是一人桥楼的操控体系，船舶电气的自动化水平已经明显提高。但由于船舶电气自动化系统工程量巨大，还存在诸多安全隐患与问题，因此需要相关人员不断深入分析船舶电气的自动化技术，为航海业与船舶业发展打下基础，进而推动社会经济的发展。

2 分析船舶电气的自动化技术内涵

2.1 网络化

总线技术和计算机网络技术发展，给船舶电气的自动化技术发展与进步提供了技术性支持。而且通过总线技术可以集合很多信号线，为各种模块与部件提供通信信号。这就需要在船舶电气自动化系统中，应用双层网来控制船舶，第一层为数据的采集网，而第二层为控制网，双层网能够确保船舶电气自动化的系统可靠性和稳定性。此外，船舶系统控制网逐渐使用冗余的结构，这样船舶系统就可以形成分布式的系统，从而确保船舶系统运行安全、稳定。

2.2 综合化

在计算机信息技术飞速发展阶段，电气设备、计算机信息技术与电子技术通用化、组块式发展，使船舶电气自动化系统发展变得比较灵活。在计算机网络技术综合化发展前提下，船舶逐渐向着人机操作的方向发展，这使船舶的操纵变得方便与简单，只需要通过电子显示屏按钮就可以完成船舶系统操作，从而推动船舶电气自动化系统发展。

3 船舶电气自动化系统可靠性研究

3.1 冗余技术

冗余系统就是将两个总线驱动器、两条总线以及两个总线控制器同时投入使用。这样的冗余方式能够让CPU同步接收处理两条总线上传来的信息，然后通过比较之后选取其中一组信息进行使用，并且CPU也能够同时向两条总线发送共同的信息。此外，CPU还能够在通信节点发送信息的时候，选取其中之一的总线控制器来传送信息，从而让接收方只能够接收到一个控制器传送的信息。外，需注意的是所有的总线通讯节点控制器都有接收错误以及发送错误的计数器，其中接收错误计数器是用于统计在报文接收的过程中出现的数据错误量，而发送错误计数器则是用于统计在报文发送的过程中发生的数据错误量。一旦报文能被正确的接收或是传送，计数器的数值就会相应减少，反之，计数器的数值则会继续累加。计数器的减少、增加比例是由控制总线的有效、无效信息的接收比例来决定的。计数器能够反映出总线上发生干扰的频率，依据先前设置的数值矫正节点错误的情况。

3.2 保护、测量与控制一体化的应用

目前电力企业的运行体制、人员配备与专业分工存在巨大差异，而国内自动化体系一般是针对站内的数据监控与采集，自动化系统比较独立，能够提供较为清晰的处理界面与事故分析，降低了重复使用技术、设备与配置的可能性，同时简化了系统维修的工作量。但由于保护、测量与控制信息均是来自施工现场，设备异常状态与设备故障的采集，都需要根据设定值进行考虑，通常情况下，对测量信息范围的要求比较高，一旦设定值一直在波动，就要进行反复测量，然后求取平均值，因此，在测量过程中，测量人员必须严格进行，尽可能测出最科学、最合理的数值。

3.3 电磁容错的技术

电磁容错的技术一般是指船舶电气自动化系统在实际运行过程中出现故障时，系统对于故障的实际容忍力。这项技术一般包含两方面：其一是检测系统故障，如果船舶电气的自动化系统在运行过程中出现故障，就可以使用容错技术对故障进行定位，然后准确找到故障位置，便于相关人员及时采取隔离的措施，防止故障影响到系统安全；其二是控制系统故障，使用容错技术可以及时定位故障，方便维修人员第一时间处理解决故障，从而确保船舶电气的自动化系统稳定性与安全性。

3.4 电力推进的技术

我国在十九世纪末就已经开始推广船舶电力技术，电力技术一般包含直流传动的电力推广技术与交流电力的推广技术，两项技术主要目的就是为保证船舶运行安全和快速，目前两者间主要应用交流电力推广技术，因为交流电力推广技术在大功率与转速方面有比较显著的优势。在今后的船舶业发展中，直流传动的推广技术将会被交流传统的推广技术所取代，从过去的实践中可以看出，船舶电气的自动化体系中逐渐广泛应用交流传统的电力推广技术，同时使船舶电气的自动化系统可靠性、安全性得以提高。

3.5 电磁干扰的屏蔽技术

应用电磁兼容技术方式，可以提高船舶电气自动化系统防电磁干扰能力，或是将电磁干扰的途径切断，防止因为电磁干扰而影响到船舶电气自动化系统正常运作。电磁干扰屏蔽技术主要是通过彻底隔绝电磁干扰源、抑制干扰的产生、切断电磁干扰信号传播路径等方式来屏蔽干扰。从电磁干扰屏蔽技术的实际应用中可以看出，交流的电源比较容易产生干扰，这就需要从交流电源方面采取解决措施，提供一些独立供电的设备，并设置抗干扰滤波的装置，彻底隔离交流的变压器，将高频的干扰信号过滤掉。由于在船舶运行的过程中元器件会频繁的开闭，容易出现电弧，从而出现电磁的干扰。因此需要按照电容稳压的原理，装设RC电磁吸收装置，防止产生瞬时的电流，达到抑制干扰电磁信号的目的。此外，电弧的消除还可以依靠电容技术，也就是通过高电阻与电容构成防干扰信号的设备。但由于实际的应用中，传输线路比较长，且传输条件不乐观，所以需要在信号传输的过程中，降低电磁干扰扩散，减少电磁信号传输的作用，应用光电的耦合器来替代电信号，充分发挥电磁干扰隔绝作用，把输出线路与输入线路分开，防止电信号互相干扰。

4 结语

综上所述，为了提高船舶电气化自动化可靠性、安全性与经济性，促进船舶业发展与进步。近几年来，一些发达国家逐渐深入研究相关可靠性的技术，而且研究的力度比较大，且取得一定的效果。但目前国内在船舶电气的自动化系统研究方面的进展比较慢，与发达国家相比，还有很大的差距，因此，需要相关人员不断地研究，提高国内船舶电气的自动化技术水平。

参考文献

[1]吴翔.有关船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用研究[J].建筑工程技术与设计，2015，23（15）：1576.

[2]沈松斌.基于船舶电气自动化系统可靠性的保障技术探究[J].中国水运（下半月），2013，25（04）：56-57.

[3]随海旺.船舶电气自动化系统可靠性的保障技术探究[J].中国高新技术企业，2013，13（30）：29-30.