楊瑞強(qiáng)上海江南長興重工有限責(zé)任公司，上海 200335

關(guān)于船舶電氣自動化的發(fā)展及設(shè)備故障的排除研究

楊瑞強(qiáng)
上海江南長興重工有限責(zé)任公司，上海 200335

不斷提升的社會經(jīng)濟(jì)水平使得我國船舶業(yè)進(jìn)入了高速發(fā)展階段，電氣自動化逐漸代替了人員駕駛，這不僅大大節(jié)省了船舶企業(yè)的人力，還為船員和財產(chǎn)的安全提供了強(qiáng)有力的保障。為了促進(jìn)船舶電氣自動化的進(jìn)一步發(fā)展，本文就自動化技術(shù)在船舶電氣自動化領(lǐng)域中的應(yīng)用、船舶電氣自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢及排除設(shè)備故障的方法進(jìn)行了深入的探討。

船舶電氣自動化；發(fā)展趨勢；設(shè)備故障

1 自動化技術(shù)在船舶電氣自動化領(lǐng)域中的應(yīng)用

1.1電力電子技術(shù)

軸帶發(fā)電、電力推進(jìn)系統(tǒng)是電力電子技術(shù)應(yīng)用于船舶電氣自動化中的主要方面，具體應(yīng)用如下所述。

1.1.1軸帶發(fā)電機(jī)

軸帶發(fā)電機(jī)是船舶節(jié)能的主要裝置，其主要由主軸驅(qū)動，轉(zhuǎn)速則隨著主機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化?？刂戚S帶發(fā)電機(jī)的主要依據(jù)是主機(jī)運(yùn)行狀況和海況。機(jī)械式和電氣式是軸帶發(fā)電常用的恒頻方式，但電力電子器件的飛速發(fā)展使得晶閘管逆變方式已為國內(nèi)大部分船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)所用。

1.1.2電力推進(jìn)系統(tǒng)

從電力傳動角度而言，直流傳動和交流傳動是電力推進(jìn)系統(tǒng)的主要分類，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，交流調(diào)速也得到了較為廣泛的應(yīng)用，交流推進(jìn)系統(tǒng)正逐步取代直流推進(jìn)。交流無換向器電動機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)與直流無換向器電動機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)是交流電力推進(jìn)方式中最常采用的方式。

1.2CAN電站測控系統(tǒng)

將發(fā)電機(jī)組、控制臺、檢測微機(jī)3個節(jié)點(diǎn)一起掛在CAN總線上可形成一個電站自動控制網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)將這一電站自動控制網(wǎng)絡(luò)與船舶上其他控制網(wǎng)絡(luò)連在一起之后即可構(gòu)成整個船舶的控制網(wǎng)絡(luò)平臺。以上3個節(jié)點(diǎn)本身也具有獨(dú)立的測控功能，因此可以一個“子控制區(qū)”的角色參與全船的控制檢測工作中。測量與控制是發(fā)電機(jī)組的功能，接收各發(fā)電機(jī)組傳送過來的測量結(jié)果并依據(jù)結(jié)果與控制要求下達(dá)控制指令則是控制臺的功能，監(jiān)視各節(jié)點(diǎn)工作情況為檢測微機(jī)的功能。

1.3自動化系統(tǒng)可靠性保障技術(shù)

電磁兼容設(shè)計(jì)、容錯技術(shù)設(shè)計(jì)等可靠性技術(shù)與設(shè)計(jì)可為船舶電氣自動化系統(tǒng)的安全性與可靠性提供保障，目前國內(nèi)外正在展開對這一領(lǐng)域的研究與設(shè)計(jì)。

2 船舶電氣自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

2.1不斷提高的工作效率

不斷發(fā)展的科學(xué)技術(shù)及逐漸完善的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使得電氣自動化系統(tǒng)在船舶業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛。數(shù)字化、高層次的自動化技術(shù)、圖像控制功能均屬于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的優(yōu)勢，有利于船舶更好地實(shí)現(xiàn)人機(jī)操作。不斷優(yōu)化的船舶監(jiān)控系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)愈加便捷的操作方式是密切相關(guān)的。另外，網(wǎng)絡(luò)操縱方式的簡易化也大大降低了工作人員的操作頻繁度，工作效率可隨之得到提高。

2.2逐漸完善的電氣設(shè)備

近些年，電氣自動化在船舶業(yè)的發(fā)展越來越廣泛，業(yè)界人士對其關(guān)注度也在不斷提升中，這進(jìn)一步推動了電氣自動化系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，相關(guān)企業(yè)也將研發(fā)出更多高端的電氣設(shè)備，更加安全可靠與更加節(jié)能成為船舶業(yè)電氣自動化設(shè)備的未來重點(diǎn)發(fā)展趨勢，這將對船舶機(jī)械、船艙的運(yùn)作帶來極大的便利，且極有可能會推動船舶電力推進(jìn)和輔機(jī)電力拖動技術(shù)領(lǐng)域的重大變革。

2.3更加準(zhǔn)確的監(jiān)控系統(tǒng)

在不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、自動化技術(shù)的推動下，我國船舶在駕駛、機(jī)艙管理和裝貨等方面均實(shí)現(xiàn)了全盤計(jì)算機(jī)控制。與此同時，船舶工業(yè)正向著智能綜合自動化、全球定位系統(tǒng)、衛(wèi)星通信導(dǎo)航、微機(jī)監(jiān)視、智能控制、船案、信息直接交流、全船自動化等趨勢發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)間的不斷結(jié)合，船舶監(jiān)控系統(tǒng)的準(zhǔn)確性勢必將得到進(jìn)一步的提高，船舶航行也將更具安全性、可靠性與經(jīng)濟(jì)性。

2.4發(fā)展趨勢展望

柴油發(fā)動機(jī)長期應(yīng)用于船舶中，但持續(xù)加劇的生態(tài)環(huán)境問題與不斷枯竭的石油資源問題將對柴油發(fā)動機(jī)的地位造成較大的威脅。為了改善生態(tài)環(huán)境節(jié)省能源，船舶業(yè)需加大新能源新技術(shù)的研發(fā)力度，并盡快將其實(shí)際應(yīng)用于船舶工業(yè)中。

3 船舶電氣自動化設(shè)備故障的排除

3.1排除原則

為了保證船舶各項(xiàng)工作的順利展開，檢測人員需對電氣自動化故障進(jìn)行一一排除，在排除過程中需遵循先易后難、先動后靜、先外部后內(nèi)部的原則。如此才能快速及時發(fā)現(xiàn)自動化設(shè)備的故障，才能促進(jìn)工作效率與企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。

3.2排除步驟

1）安排檢測人員對電氣自動化設(shè)備進(jìn)行檢查，確定出現(xiàn)故障的電氣自動化設(shè)備。

2）認(rèn)真對照電氣線路圖和說明書，深入思考已知故障并找出故障出現(xiàn)的原因。

3）確定需進(jìn)一步檢查的設(shè)備的位置，拆卸其元件并標(biāo)記。

4）故障修理。

5）通過反復(fù)試驗(yàn)確定故障排除工作是否順利完成。

3.3排除方法

高速運(yùn)轉(zhuǎn)的船舶電氣自動化設(shè)備難免會出現(xiàn)設(shè)備故障的現(xiàn)象，不及時排除設(shè)備故障將會嚴(yán)重影響船舶航行的安全性與可靠性。直觀分析法、短路分析法、對比分析法是常用的船舶電氣自動化設(shè)備故障排除方法，筆者根據(jù)自身工作實(shí)踐簡要分析了以上3種方法，具體內(nèi)容如下所述。

3.3.1直觀分析法

簡言之，檢測人員通過看、聽、聞、摸等直觀感受來查找分析機(jī)械故障部位的方法即為直觀分析法?？矗饕侵笝z測人員查看設(shè)備各部位是否連接完整、線頭是否松動、顏色是否出現(xiàn)變化來判斷故障部位；聽，是指檢測人員通過聽機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時發(fā)出的聲音是否與正常工作時相一致來判斷故障部位；聞，是指檢測人員嗅聞設(shè)備，如有異味出現(xiàn)則可視為故障部位；摸，即指觸摸設(shè)備是否出現(xiàn)不正常的溫度過高現(xiàn)象，如確實(shí)溫度過高則可判斷為故障部位。

3.3.2短路分析法

短路分析法對檢測人員的專業(yè)水平提出了較高的要求，檢測人員首先需正確判斷故障部位，繼而在可疑觸點(diǎn)處連接導(dǎo)線，設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)則可視該觸點(diǎn)為故障部位。一旦確定故障部位后，檢測人員需立即拆除導(dǎo)線，以導(dǎo)線直接代替觸點(diǎn)的行為勢必會造成重大安全事故。

3.3.3對比分析法

較之直觀分析法和短路分析法，對比分析法無需深究設(shè)備出現(xiàn)故障的原因，僅需進(jìn)行部件或線路板更換的操作，因而較為快速。檢測人員首先需確定一個故障可能發(fā)生的部位，然后再更換其部件或線路板，如果設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)則可將該部件部位或線路板視為故障部位，如果設(shè)備依然不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)則可按照以上步驟繼續(xù)進(jìn)行故障排除，直至設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)即可確定故障部位，此時可安排維修人員對其進(jìn)行維修。

4 結(jié)論

不斷發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)勢必將促進(jìn)船舶電氣自動化系統(tǒng)工作效率、監(jiān)控系統(tǒng)準(zhǔn)確性的提高以及電氣設(shè)備的完善。與此同時，船舶工業(yè)需對電氣自動化設(shè)備故障排除工作加以重視，并不斷增強(qiáng)檢測人員的專業(yè)技能，創(chuàng)新故障排除方法，進(jìn)而為船舶運(yùn)行操作的安全性與經(jīng)濟(jì)性提供保障。

［1］宋謙.淺談船舶電氣自動化的發(fā)展及其設(shè)備故障的排除［J］.通訊世界，2016（6）：270-271.

［2］袁戰(zhàn)勇，吳桐，楊琨.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(yùn)（下半月），2015（8）：128-129，131.

［3］胥園.船舶電氣自動化技術(shù)研究［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2015（15）：113-114.

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1674-6708（2016）170-0150-02

楊瑞強(qiáng)，上海江南長興重工有限責(zé)任公司。