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        船舶電氣自動化系統(tǒng)可靠性保障技術(shù)探究

        2016-12-31 00:00:00趙忠國
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年12期

        摘 要:船舶電氣自動化系統(tǒng)可靠性的保障技術(shù)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)性工程,涉及到船舶電氣自動化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和運(yùn)行等多個(gè)環(huán)節(jié),船舶電氣自動化系統(tǒng)的保障技術(shù)對于船舶正常穩(wěn)定運(yùn)行有著非常重要的意義,為了保證船舶電氣自動化系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運(yùn)行,現(xiàn)在世界上大多數(shù)國家都投入了很大的精力來進(jìn)行船舶電氣自動化系統(tǒng)可靠性的保障技術(shù)研究,目前,已經(jīng)取得了一定的成果,船舶自動化系統(tǒng)可靠性的保障技術(shù)能夠使船舶發(fā)生故障的幾率降低,進(jìn)而使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性得到一定的提高。

        關(guān)鍵詞:船舶;電氣自動化;可靠性;保障技術(shù)

        引言

        船舶電氣自動化系統(tǒng)可靠性的保障技術(shù)與整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)行等環(huán)節(jié)之間有著重要的聯(lián)系。所以,確保電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著非常重要的意義。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中,采取何種方法來降低故障的發(fā)生率,將可靠性作為船舶運(yùn)行的首要條件,這樣才能更加有利于船舶電氣自動化系統(tǒng)智能化、信息化、集成化的實(shí)現(xiàn)。

        1 船舶電氣自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)分析

        隨著通訊技術(shù)、信息技術(shù)以及自動化技術(shù)的快速發(fā)展,以及在船舶電氣自動化系統(tǒng)中的推廣和應(yīng)用,船舶電氣自動化系統(tǒng)的可靠性不斷提高,尤其是計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)對船舶電氣自動化系統(tǒng)的所有電子系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測與控制,當(dāng)船舶電氣自動化系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)突發(fā)事件或者誤操作時(shí),能夠及時(shí)的采取措施進(jìn)行處理,以此保證船舶能夠安全、可靠的運(yùn)行。船舶電氣自動化系統(tǒng)的特點(diǎn)主要包括兩個(gè)方面:一方面,網(wǎng)絡(luò)可控化,數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及現(xiàn)場總線技術(shù)在船舶電氣自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用,為實(shí)現(xiàn)船舶電氣自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化控制奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),特別是現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用,能夠?yàn)楦鱾€(gè)模塊、部件之間的信息傳輸提供通道,并且能夠集合各種信號,顯著提高電氣自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性;另一方面,電子信息化,隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)的快速發(fā)展,電氣設(shè)備的功能不斷的豐富和完善,電子技術(shù)逐漸實(shí)現(xiàn)模塊化,其在船舶電氣自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用,能夠有效提高電氣自動化系統(tǒng)組態(tài)的靈活性,再加上計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,通過界面上的控制按鈕能夠像電氣自動化系統(tǒng)發(fā)布操作指令,實(shí)現(xiàn)船舶電氣自動化系統(tǒng)的信息化、自動化控制,以此提高船舶電氣自動化系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。

        2 常見可靠性保障技術(shù)在船舶電氣自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用探究

        2.1 電力推進(jìn)技術(shù)

        隨著近幾年電力推進(jìn)系統(tǒng)在軍事艦艇上的應(yīng)用,使電力推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展前景越來越好。并且,隨著多年的發(fā)展,電子器件、電子技術(shù)以及信息技術(shù)等在電力推進(jìn)技術(shù)中的應(yīng)用,使電力推進(jìn)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在船舶自動化系統(tǒng)中,對于提高船舶電氣自動化系統(tǒng)的安全性和可靠性提供了保障。從電力傳動方面出發(fā),可以把電力推進(jìn)技術(shù)劃分成兩種,即直流傳動和交流傳動,后者經(jīng)過多年的發(fā)展,其優(yōu)越性逐漸取代直流傳動,成為現(xiàn)代船舶自動化系統(tǒng)保障最常應(yīng)用的技術(shù)。交流傳動技術(shù)在船舶自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用,其推進(jìn)系統(tǒng)包括兩種,一種為交流無換向器電動機(jī),交換無換向器電動機(jī)是通過變頻器的同步調(diào)速,完成交流——交流之間的轉(zhuǎn)換,由于交流——交流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)會對船舶的輸出頻率產(chǎn)生一定的影響,所以當(dāng)船舶處于該種狀況時(shí),應(yīng)該降低電機(jī)的運(yùn)行速度;另一種為直流無換向器電動機(jī),直流無換向器電動機(jī)依靠變頻器的同步調(diào)速,實(shí)現(xiàn)交流——直流——交流的轉(zhuǎn)換,在轉(zhuǎn)換的過程中,調(diào)距螺旋槳和船舶運(yùn)行同步協(xié)調(diào)運(yùn)行。當(dāng)船舶在公海上行駛時(shí),應(yīng)該把推動機(jī)調(diào)整為超同步轉(zhuǎn)換或者同步轉(zhuǎn)換模式,當(dāng)船舶行駛至寬度相對較窄的水道或者港口時(shí),應(yīng)該盡可能降低交流推動的運(yùn)行速度,以此提高船舶電氣自動化系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性。

        2.2 電磁兼容保障技術(shù)

        一般來說,船舶電氣自動化系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中,其周圍的環(huán)境條件還是比較惡劣的,為了確保電氣設(shè)備能夠始終保持正常運(yùn)行,就需要采用電磁兼容保障技術(shù),通過該技術(shù)是來提高船舶電氣的抗干擾能力。為了保證船舶電氣自動化系統(tǒng)的可靠性,應(yīng)該采用隔離技術(shù)、改變傳輸介質(zhì)等方式,以此保證船舶電氣自動化系統(tǒng)能夠安全、可靠的運(yùn)行,具體表現(xiàn)為:其一,隔離技術(shù),根據(jù)相關(guān)研究表明,影響船舶電氣自動化系統(tǒng)可靠運(yùn)行的電磁干擾主要來源為交流電源,為了提高船舶電氣自動化系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性,應(yīng)該采用隔離變壓器進(jìn)行獨(dú)立供電。同時(shí),采用將強(qiáng)電裝置與供電裝置分開設(shè)置的方式,也能夠有效降低電磁干擾對船舶電氣自動化系統(tǒng)造成的干擾。此外,為了提高抗電磁干擾的能力,除了安裝隔離變壓器之外,通過采用交流變壓器將經(jīng)過船舶電氣自動化系統(tǒng)電源的高頻信號過濾掉,能夠顯著降低電磁干擾。其二,改變傳輸介質(zhì),隔離電磁干擾的另一種有效方法為改變傳輸介質(zhì),由于船舶采用遙控系統(tǒng),系統(tǒng)采集的信息傳輸至遙控中心的距離和時(shí)間都相對較長,如果信號傳輸?shù)倪^程中受到電磁干擾,將會影響船舶電氣自動化系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性,因此,為了屏蔽電磁干擾,應(yīng)該采用改變傳輸介質(zhì)的方式,以此縮短信號輸入與接收的距離和時(shí)間。此外,也可以將輸出電路和輸入電路隔離,這樣也能夠在一定程度上起到抗干擾的效果。

        2.3 容錯(cuò)保障技術(shù)

        容錯(cuò)保障技術(shù)指的是船舶電氣自動化系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)故障時(shí),對該故障的容忍能力。容錯(cuò)保障技術(shù)在船舶電氣自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用,能夠及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)電氣自動化系統(tǒng)是否存在故障或者突發(fā)狀況,如果檢測出電氣自動化系統(tǒng)存在故障,則能夠在最短的時(shí)間內(nèi)定位該故障的位置,并采取針對性的措施進(jìn)行處理,以此降低故障對電氣自動化系統(tǒng)造成的影響或者損壞,以此提高船舶電氣自動化系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。

        2.4 儲備冗余處理技術(shù)

        所謂儲備冗余處理技術(shù),指的是在船舶電氣自動化系統(tǒng)中增加并聯(lián)單元,以此提高電氣自動化系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性以及安全性的技術(shù)?,F(xiàn)階段,為了提高船舶電氣自動化系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性,通常開設(shè)三臺設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、功能基本相同的機(jī)組儲備,這樣能夠保證各個(gè)機(jī)組之間的獨(dú)立工作,又能夠在某個(gè)機(jī)組出現(xiàn)故障或者問題時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)相互備用,以此保證船舶電氣自動化系統(tǒng)能夠安全、可靠的運(yùn)行。通常狀況下,各儲備系統(tǒng)內(nèi)部的儲備單元與工作單元都是分開設(shè)置的,各個(gè)單元既可以合作運(yùn)行,也可以單獨(dú)運(yùn)行,因此,可以把電氣自動化系統(tǒng)作為儲備系統(tǒng),這樣船舶電氣自動化系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中,一旦某一個(gè)單元出現(xiàn)問題,系統(tǒng)中的其他處于儲備狀態(tài)的單元會進(jìn)入工作狀態(tài),避免出現(xiàn)系統(tǒng)故障后無法運(yùn)行的現(xiàn)象,這樣能夠顯著提高船舶電氣自動化系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性。

        3 結(jié)束語

        總的來說,為了使船舶在運(yùn)行的過程中有足夠的安全性,就必須確保電氣自動化系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。在進(jìn)行船舶電氣自動化可靠性研究的過程中,在一定程度上也推動了對整體的電氣自動化技術(shù)的研究進(jìn)程,船舶自動化程度的提升也能夠使系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到增強(qiáng),同時(shí)也能夠使我國的船舶事業(yè)取到一定的進(jìn)步,為了更好的提高船舶行業(yè)自動化的水平,國內(nèi)外都在加強(qiáng)對這方面技術(shù)的研究,可以確信的是,經(jīng)過我們的進(jìn)一步的努力,船舶電氣自動化系統(tǒng)可靠性的保障技術(shù)一定能夠得到進(jìn)一步的發(fā)展。

        參考文獻(xiàn)

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