船舶电气自动化的发展及其设计要点李冬

李冬李海涛

摘要：船舶电气自动化系统对船舶的安全稳定运行起着非常重要的作用，在船舶电气自动化关键技术中，必须要重视有关的检验和测试工作，把其中的薄弱部分查找出来，再具体分析和研究，提出更好地解决措施，保障船舶电气自动化运行的可靠性。在电气自动化程度、性能和技术水平通过方面有了较大的提升，很了较大的提高，很多设备的电气化水平已经天宏到了国际先进水平。

关键词：船舶电气自动化发展设计要点

引言

近年来，船舶建造厂建造很多不同类型船舶，在此过程中不可缺少的就是设计，即船厂工艺设计院根据船舶实际需求设计各个环节。其中电气设计更是重中之重，和船舶正常运行有这句亲密联系，因此需要从多方面分析船舶电气相关问题，进一步保证船厂设计质量。

1.船舶电气自动化系统概述

船舶电气自动化是集航行自动化、机械自动化、机舱自动化、机械自动化等多功能于一体的综合系统，在该系统中，一般由两个工作母站以及若干个工作分站和控制系统构成。两个工作母站分别设置在机舱控制室和驾驶室，是两个完全独立的控制系统，既可以单独操作，也可以同时操作、互为备用。若船舶类型和自动化程度不同，则其电气自动化的分控制系统也略有不同，但总体上来讲主要包括电站管理、主机遥控、泵浦控制、机舱监测报警、液位遥控和压载控制、自动导航、冷藏集装箱监控等系统。运用高速传输技术将工作母站与分控制系统组成综合网络系统，并根据实际需要在网络上连接若干工作分站，从而通过工作分站达到对船舶重要部位设备的操纵、控制和检测。此外，工作分站可视为独立窗口，在接入船舶对外通信设备网络的基础上，利用电子邮件、数据传输等方式，实现船与船、船与岸之间的对话，进行信息交流、故障诊断、备件查询、设备维护、船舶管理、资料查阅等业务。由此可以看出，船舶电气自动化系统技术不仅能够强化船舶设备管理、控制，还能够确保船舶航行始终处于安全、可靠的状态。

2常见可靠性保障技术在船舶电气自动化系统中的应用探究

2.1电力推进技术

随着近几年电力推进系统在军事舰艇上的应用，使电力推进技术的发展前景越来越好。并且，随着多年的发展，电子器件、电子技术以及信息技术等在电力推进技术中的应用，使电力推进技术被广泛的应用在船舶自动化系统中，对于提高船舶电气自动化系统的安全性和可靠性提供了保障。从电力传动方面出发，可以把电力推进技术划分成两种，即直流传动和交流传动，后者经过多年的发展，其优越性逐渐取代直流传动，成为现代船舶自动化系统保障最常应用的技术。交流传动技术在船舶自动化系统中的应用，其推进系统包括两种，一种为交流无换向器电动机，交换无换向器电动机是通过变频器的同步调速，完成交流———交流之间的转换，由于交流———交流转换系统会对船舶的输出频率产生一定的影响，所以当船舶处于该种状况时，应该降低电机的运行速度；另一种为直流无换向器电动机，直流无换向器电动机依靠变频器的同步调速，实现交流———直流———交流的转换，在转换的过程中，调距螺旋桨和船舶运行同步协调运行。当船舶在公海上行驶时，应该把推动机调整为超同步转换或者同步转换模式，当船舶行驶至宽度相对较窄的水道或者港口时，应该尽可能降低交流推动的运行速度，以此提高船舶电气自动化系统运行的可靠性与稳定性。

2.2储备冗余技术

为保证船舶电气自动化系统运行的可靠性，可以把其电气自动控制系统看成冷储被系统。通常情况下，电气自动化的储备系统主要是指把储备单元和电气运行单元分离，只保持电气运行单元单独工作，其余的电气储备单元处于等待状态。这时，只有在电气运行单元不工作的状态前提下，其余电气系统储备单元才可以接替工作。船舶电气自动化储备系统根据其储备单元的状况不一样，可以分成暖储备和冷储被两种。其中，暖储备系统的自动化系统储备单元始终保持在运行状态，它失效以后，失效率不是零，而冷储备系统的自动化系统储备单元一直在没有运行的状态，它在失效以后，失效率是零。这种冷储被系统经过储备设计，能够达到船舶电气自动化系统的可靠性要求。

2.3容错技术

容错技术是指提高系统的故障容忍能力的一种技术，具体涉及两方面：

①故障检测。当船舶电气自动化系统发生运行故障时，利用容错技术能够第一时间定位故障性质、位置，并予以自动化隔离，从而将故障影响控制在一定范围之内，确保系统整体的安全性。

②故障控制。当容错技术检测到系统故障后，能够自动得出故障诊断结果，并根据诊断结果采取相应的处理措施，以确保电气自动化系统的安全可靠运作。

故障处理具体流程如下：故障检测→分析故障性质及位置→确定故障单元→将故障检测信号转换为低电平信号→将故障交给决策单元处理。

3.船舶电气自动化的设计要点

3.1船舶电气自动化的设计的可靠性。船舶电气系统自动化的设计中，与元器件及系统等都有较大的关系，包括设计、制造与安装的多个环节。在总体设计中，要减少船舶电气设备的故障，以提高电气系统的可靠性。船舶电气自动化的设计中确保可靠性是首要把控的关键点，因此设备选型问题是首先要认真对待的问题，要选择质量可靠的生产厂家的设备，并确定其有相应的售后服务体系，能够提供便捷及时的售后服务。

3.2船舶电气自动化的设计的安全性。船舶电气自动化的设计的过程中，要充分考虑安全性因素，在设计时要与安全性设计紧密结合。在不同电压的电源插座，要考虑到防插错而损坏设备的措施。在人身安全方面，对设备的设置要确保外壳接地端子接地，避免设备外壳带电。同时要在功能的设置上加入检测功能，可进行必要的自检，并加装监测报警装置及保护装置等，及时地对故障进行预警提示，比如加入各种自动声光报警器。根据功能的可操作性，及时地将故障线路自动切断，以保护设备的完好。通过各种这些装置能及时把设备的故障显示出来，或及时切断有故障的线路，保护设备的安全性，通过加装自检装置，进一步保证系统的安全性。

3.3船舶电气自动化的设计的可维性。船舶电气自动化的设计中要充分重视设备的可维性，如在总体设计中，应考虑到船舶电气设备的安装位置及安装基座形式，以方便其维修过程中拆装及更换零部件。若安装的位置不易维护，一旦出现问题，会使系统的工作停顿，不利于进行维修工作。同时要加强与设备制造厂商的沟通，心里反馈技术问题，与其技术人员共同研究改进方案，共同促进船舶电气系统的可维性。

4.结语

总之，电气设计是船舶建造中不可缺少的一部分，也是一项复杂且繁琐的工作。通常船舶电气图纸需要满足船东使用要求以及传统技术性和安全性等各项原则。需要船舶工作人员根据船舶实际情况和技术规范要求认真对设计图纸进行校核，及时解决不合理电气设计问题，保证船舶建造质量，进一步推动船舶事业快速稳定发展。

参考文献

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