船舶电气自动化系统可靠性保障技术探究

所谓系统可靠性，就是在一定的时间、条件下，系统能使相应的功能得以满足。船舶自动化系统的可靠性保障技术和其很多环节都是密切相关的，所以，对电气自动化系统的可靠性进行保障是非常关键的。

1 船舶电气自动化系统的相关内容

由于计算机、制造以及通讯技术的日新月异，船舶的各个系统也开始向自动化方向发展。工作站是窗口，使船舶和对外通信设备之间有效的连接起来，能够对数据进行传输，同时对信息进行次的，使得船舶运行过程中的平稳性、安全性得以有效的保证。船舶电气自动化系统的特点有三个方面[1]，见图1。

图1 船舶电气自动系统的特点

1.1 综合化

由于电子技术的迅速发展，加之电气设备开始向模块化、系列化方向发展，使得船舶电气自动化系统的组态也越来越灵活，开始向综合化方向发展。此外，计算机技术的不断进步，使得人机界面越来越规范，操作越来越简便，所以，这些操作都能够利用按钮来实现，这使得船舶电气自动化系统的综合化发展有了一定的基础。因为船舶性能、技术的差异，使得自动化系统也是不一样的，然而由于其综合化特点，使得重复、冗余得到避免，使得其系统可靠性得到提升。

1.2 网络化

由于数字化技术、总线技术的深入发展，使得船舶电气自动化系统的网络化发展有了一定的基础。特别是总线，能够集合不同的信号线，能将信号向不同的部件和模块进行提供。现场总线是以双层网为主，一般来说，第一层是数据采集网，第二层是控制网，想要使电气自动化系统可靠性得到保障，其控制网就要以冗余主，从而使安全性得到提升。

1.3 智能化

电气系统的智能化发展，提升了船舶工作效率和质量。智能技术的应用，使得船舶在运行时，其动静控制是非常好的，同时，智能化发展还能够对不同用户的使用要求给予充分考虑，使生产设置更加的个性化，使系统的适用范围得到有效拓展，使得系统设计越来越人性化，此外，智能技术的发展能够使复杂性的操作得以简化，使得操作人员的工作量得以减轻，使得一些高难度的程序加工成为可能，因此，其对于船舶整体性能的提升是非常关键的。

2 船舶电气自动化系统可靠性的保障技术

2.1 电磁干扰技术

船舶因为自身因素其有着特殊性：①空间不大；②电气设备安装空间有一定的限制；③电气设备运行环境差。所以，船舶在正常工作时，电磁干扰对其影响很大。船舶在工作过程中，会对导航仪、强电设备等进行应用，所以，在开启、关闭时，干扰会很严重，之后利用交变电磁场、静电场等，很容易受到电源干扰，倘若船舶电气自动系统在平稳运作时，由于电磁波的影响，会对船舶的运行产生影响。电磁干扰的条件主要有三个方面：①存在干扰源；②干扰源和电力系统之间有传输介质存在；③接收单元灵敏。

2.2 储备冗余处理技术

对于船舶电气自动化系统可靠性的保障性技术来说，储备冗余处理技术是其中的又一关键技术，这一技术是利用在船舶电气自动化系统中，将并联单元进行增设，从而使自动化系统的安全性、平稳性、有效性得到保障的技术之一。在这一系统运行时，想要使系统的稳定性得到保证，通常来说要将3台机组储备进行开设，同时，每台机组储备的功能和设计基本是一样的，从而能够对不同机组在独立过程中相互备用得以确保，使整个船舶电气系统的安全、经济及可靠性得到保证。通常来说，船舶电气自动化储备系统内部中，其工作单元和储备单元之间是相互分离的，不同单元的工作是独立的，也能够进行合作，所以，从保障技术层面出发，能够把电气自动化系统看成是储备系统来运转，在这个过程中，只要有一个单元在运行时发生故障，则处于储备状态的单元就会马上运行，从而使船舶电气自动化系统的可靠性得到保证[2]。

2.3 容错技术

所谓容错技术，就是系统运行时，能够容忍系统出现故障的能力，这一技术有2个方面的内容：①系统故障检测，倘若船舶电气自动化系统在运作时产生故障，则这一技术会对故障的性质进行有效的定位，同时对故障发生的位置进行有效的定位，之后通过自动化隔离的手段，使故障对系统安全平稳运行的影响得以规避；②系统故障控制，这一技术先是对系统故障进行检测，之后结合故障性质、位置的定位，来制定相应的对策，也就是在将系统故障诊断出来之后，对故障进行及时的解决，使得船舶电气自动化系统的可靠性和有效性得到保证。在船舶电气自动系统运行时，解决故障的步骤：①检测故障；②故障性质、位置的定位；③故障单元判断；④故障检测信号向低电平信号进行转换，再把故障向决策单元进行传送，在这个过程中，故障主要有在三类，第一类故障，将备用机组开启，从而能将机组运行的负荷量得以有效的减少；第二类故障，和第一类故障有一个共同点，就是将备用机组开启，再将产生故障的机组的关闭进行延迟，从而使故障的处理更有效；第三类故障，就是停止运行发生故障的机组，再将备用机组进行开启。此外，船舶运行时，倘若电气自动化系统产生第三、第三类故障时，要将机组立即停止，在将故障有效解决后，再将机组进行恢复，不然，由于故障未有效的排除，会使得故障可能扩大，对于系统的平稳运行是不利的[3]。

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