船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性保障機制研究

孫傳虎 王磊 韓有輝

摘 要：本文從概述船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性保障機制出發(fā)，探討了船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性保障機制中的相關(guān)技術(shù)細節(jié)，主要包括電磁干擾技術(shù)、電力推進技術(shù)、容錯技術(shù)以及儲備冗余處理技術(shù)等。以期為相關(guān)的理論研究和實踐工作提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：船舶電氣自動化系統(tǒng)；穩(wěn)定性；保障機制

隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步，船舶的電氣自動化程度越來越高。與之對應(yīng)的，對于船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性也提出了更高的要求。為了提升船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性，當前世界上眾多發(fā)達國家都做出了長足的努力，對于相關(guān)保障技術(shù)的研究有了一定的成果。我國在這方面的研究和實踐仍然相當匱乏，需要開展更為深入和探討。在這個背景下，研究船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性保障機制的諸多問題，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 概述船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性保障機制

船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性主要是指，在一定的時間以及地域范圍內(nèi)，船舶電氣自動化系統(tǒng)能夠正常平穩(wěn)的運行，充分發(fā)揮其作用。船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性是為船舶的安全性提供保證的重要因素，也是實現(xiàn)自動化的基礎(chǔ)，從我國的船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性保障機制建立和完善實踐來看，自動化已經(jīng)逐漸實現(xiàn)，人工控制的方式也逐漸被淘汰，這就對自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了更高的要求。

在船舶電氣自動化系統(tǒng)中，電子信息化以及網(wǎng)絡(luò)可控化是兩個主要的特點。首先，隨著信息時代的到來以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)備被逐漸開發(fā)出來，使電氣化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更加靈活的組態(tài)，向著綜合化的方向全面發(fā)展。眾多操作指令都能夠經(jīng)由控制按鈕來完成，為船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性的提升提供了良好的技術(shù)環(huán)境。其次，在信息時代，總線技術(shù)被廣泛運用，數(shù)字網(wǎng)絡(luò)信息方面的信息處理技術(shù)也逐步提升，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部各個部件和模塊之間信號的快速傳遞，分布式布置和冗余結(jié)構(gòu)也能夠在控制系統(tǒng)以及執(zhí)行系統(tǒng)快速鏈接的情況下快速實現(xiàn)。這些都能夠顯著提升船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還能提升整個自動化系統(tǒng)的工作效率，為系統(tǒng)的穩(wěn)定性運行奠定基礎(chǔ)。

船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性保障機制中的各項保障性技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于船舶的行駛、裝卸和操作、管理中，發(fā)揮著重要的作用，為船舶的順利運行以及科學(xué)管理奠定了堅實的基礎(chǔ)。

2 船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性保障機制中相關(guān)技術(shù)研究

2.1 電磁干擾技術(shù)

首先，隔離變壓器的使用。在船舶的電氣自動化系統(tǒng)中，最主要的干擾源是交流電源。所以，為了提升船舶電氣抗干擾的能力，船舶電氣自動化穩(wěn)定性維護人員可以使用隔離變壓器，為電氣設(shè)備進行獨立供電，或者采取分離系統(tǒng)供電裝置以及船舶的強電裝置的措施，阻斷電流干擾。利用交流變壓器過濾電源信號，為自控裝置提供獨立電源供應(yīng)，也能夠起到隔離電源干擾的效果。其次，實現(xiàn)傳輸介質(zhì)的轉(zhuǎn)變。遙控系統(tǒng)是船舶電氣自動化系統(tǒng)控制中主要的技術(shù)手段。駕駛室中保存船舶控制系統(tǒng)中的輸入部分，機艙內(nèi)保存系統(tǒng)的接受設(shè)備部分。這樣一來，信號進行傳播時，傳輸線路過長，會使電磁干擾對信號傳輸產(chǎn)生不小的影響。所以，在進行船舶信號的傳輸過程中，可以通過船舶的介質(zhì)的轉(zhuǎn)變來對干擾信號進行屏蔽。將船舶系統(tǒng)中的輸入和接受系統(tǒng)分離，可以盡量避免電磁信號對于信號傳播的干擾。最后，RC吸收設(shè)備的使用。利用RC吸收設(shè)備，能夠?qū)﹄姶鸥蓴_進行有效的抑制，因為RC吸收設(shè)備能夠避免信號產(chǎn)生突變現(xiàn)象。除此之外，RC吸收設(shè)備能夠吸收船舶內(nèi)部繼電器、電源開關(guān)以及接觸器等電氣設(shè)備的干擾信號，能夠很好發(fā)揮抑制電磁干擾的作用。

2.2 電力推進技術(shù)

在傳統(tǒng)的觀點里，電力推進技術(shù)只能夠在小型船舶中進行使用。但是經(jīng)過近幾年的深入研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，這項技術(shù)同樣能夠被大型船舶所利用。從我國目前的船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性保障機制建立和完善實踐來看，為船舶電力推進系統(tǒng)提供動力來源的主要是高速或者中速柴油機。根據(jù)動力來源來劃分，柴油機式電力推進系統(tǒng)和燃氣輪機式電力推進系統(tǒng)是兩種主要的電力推進技術(shù)。而在發(fā)展交流傳動技術(shù)的過程中，其發(fā)展速度明顯比支流傳動要快得多，因為交流傳動技術(shù)的穩(wěn)定性更好。變頻調(diào)速系統(tǒng)也因為有更高的效率，所以受到了廣泛的青睞。

2.3 容錯技術(shù)

容錯技術(shù)是指船舶電氣自動化系統(tǒng)在運行過程中，對突發(fā)故障發(fā)生時，能夠承受的最大范圍和承受能力。這項技術(shù)包含檢測、鑒定和分析、評判、綜合性處理等一系列的流程，是一項綜合性程度較高的技術(shù)。這項技術(shù)主要包含兩個方面的內(nèi)容，首先，是檢測船舶電氣自動化系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障，爭取能夠在短時間內(nèi)準確無誤地對發(fā)生的故障進行定位，并且分析故障發(fā)生的來源，最后采取科學(xué)合理的補救措施，爭取實現(xiàn)問題的解決，進一步提升系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。其次，是對系統(tǒng)故障進行有效控制，對船舶電氣自動化系統(tǒng)運行中發(fā)生的故障和問題進行分析、檢定、評判和進行補救措施的制定，為船舶電氣自動化系統(tǒng)的完整性和穩(wěn)定性、可靠性提供保障。

2.4 儲備冗余處理技術(shù)

儲備冗余處理技術(shù)是維護船舶電氣自動化系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要技術(shù)之一。船舶電氣自動化系統(tǒng)要想保持穩(wěn)定運行，一般情況下，要配置三臺以上能夠獨立開展工作的機主儲存設(shè)備，并且將其設(shè)計功能和基本應(yīng)用功能盡量保持相似，保證三者能夠互相替用。儲備單元和工作單元在儲備系統(tǒng)中是互相分離的，能夠在獨立工作的同時，進行高效率的協(xié)調(diào)合作。在系統(tǒng)中一個模塊出現(xiàn)故障的時候，其他功能類似的模塊就能很快進入工作狀態(tài)，提升船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3 總結(jié)

提升船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性是一項十分艱巨并且較為復(fù)雜的長期性工程。在這個過程中，發(fā)展必要的、處于國際前沿水平的自動化系統(tǒng)穩(wěn)定性保障技術(shù)，逐步建立和不斷完善穩(wěn)定性保障機制，是實現(xiàn)船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性提升的關(guān)鍵。在以后相關(guān)領(lǐng)域的研究和實踐中，要注重采取有效措施盡可能減少故障發(fā)生可能性，并且將自動化系統(tǒng)的智能化、信息化和集成化作用充分發(fā)揮出來，共同為整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性服務(wù)。

【參考文獻】

[1] 楊宇博.船舶電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性保障機制研究[J].信息系統(tǒng)工程，2015，（1）：86.

[2] 沈松斌.基于船舶電氣自動化系統(tǒng)可靠性的保障技術(shù)探究[J].中國水運（下半月），2013，13（4）：56-57.

[3] 袁戰(zhàn)勇，吳桐，楊琨等.淺談船舶電氣自動化系統(tǒng)的可靠性保障技術(shù)[J].中國水運（下半月），2015，15（8）：128-129，131.