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摘要：进入新世纪以来，航运行业在促进国家社会经济发展、内外部贸易繁荣中的独特作用得到更为显著发挥。船舶作为航运的主要设备，适应时代发展，在技术、性能等多方面实现了升级。船舶电气自动化系统是提升船舶运行安全可靠性、经济运行性的重要技术。本文围绕船舶电气自动化系统的特点，围绕如何保障船舶电气自动化系统的可靠性，探讨各种保障技术的优势和实现途经。针对船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用提出了优化改进的对策和建议。
Abstract： Since entering the new century， the shipping industry has played a more significant role in promoting the national social and economic development and the prosperity of internal and external trade. As the main equipment of shipping， ships have been upgraded in many aspects， such as technology and performance， to adapt to the development of The Times. Marine electrical automation system is an important technology to improve the safety， reliability and economic performance of ship operation. This paper focuses on the characteristics of Marine electrical automation system and how to guarantee the reliability of Marine electrical automation system， and discusses the advantages and realization methods of various support technologies. In view of the application of reliability assurance technology in Marine electrical automation system， the paper puts forward some countermeasures and suggestions for optimization and improvement.
关键词：船舶;电气自动化系统;可靠性保障技术
Key words： ship;electrical automation system;reliability assurance technology
中图分类号：F407.474 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）14-0234-02
0 引言
现代船舶运行已经越来越依赖工业技术的发展进步，自动化系统应用于船舶运行中，促进船舶运行进入到高效率、高质量的新时代。船舶自动化系统是涉及机械、电子、计算机等多门学科的系统工程，事关能否稳定、安全、可靠地长期运行，是影响船舶航行，甚至是航运事业发展的重要因素。本文结合时代进步下工业技术的进步，探讨如何保障自动化系统的稳定可靠运行，结合保障技术特点提出了应用技术方案。
1 船舶电气自动化系统概述
1.1 船舶电气系统
电力系统是船舶安全可靠航行的主要支撑系统。船舶电气系统主要组成部分是：第一电力系统。船舶电力系统主要是包括船舶设备需要的电源装置、配电装置，按照船舶的负荷等要求进行连接，主要承担船舶电能的生产、输送、分配和使用的功能，是一个由电力设备、电力电缆组成的电力系统网络。其中产生船舶电能的设备是发电机组、锂电池组以及燃料电池等，在利用配电装置设备进行输送转化之后，船舶上的其他电气设置就在电能驱动下进行工作。第二是船舶电站，船舶电站是船舶电力的核心组成，是由发电机组、锂电池组，燃料电池和相关配套电力系统的保护装置、传输网络设备组成。具有发电和配电作用，让电能传输到船舶电力系统的每个设备。第三是电力网络。电缆是传输船舶电站生产出的电能载体，输送出的电能，按照船舶功能的需要，由动力电网、照明电网、弱电网、应急电网等组成。
1.2 应用船舶电气自动化系统的价值
一是提高船舶运行的质量。船舶技术作为航运行业发展的关键技术，适应时代发展需要，积极引入电子技术、信息技术、自动化技术、智能化技术等先进技术，与时俱进地优化改进传统船舶技术，促进船舶运行质量的持续提高。船舶电气设备的自动化系统，将机械设备、电气设备和电子控制有机结合起来，减少了船舶电气设备管理运行中存在的安全隐患等问题，有效促进了船舶管理的效能。二是提高船舶运行的安全。船舶作为航运载体，安全是首要需求。電气自动化系统应用在船舶电气设备管理中，借助电气自动化系统的准确性、可靠度和安全性能，为船舶提高连续安全运行时间提供了有力的保障。电气自动化技术依靠技术集成和综合应用，对船舶运行中的关键环节和安全节点进行有效控制，减少了人为因素可能带来的风险，让船舶运行、操作更加便捷、使用更加简单、性能大大提升。三是减少了船舶运行的成本。传统船舶运行中，主要是依靠人力来实现对船舶的操控。电气自动化技术的应用，减少了船舶运行中对人力的依赖，采用系统化、模块化、专业化的系统，能增强船舶电气设备管理的稳定和可靠，为现代船舶业的持续发展提供了积极保障。 2 船舶自动化系统可靠性技术的优势
2.1 电子信息化让船舶操控更加便捷
近些年，随着船舶自动化系统借助电子信息化技术成果的应用和网络通信技术的完善，以模块化为特点进行船舶自动化系统的优化升级，实现了船舶自动化系统朝着灵活、多元和综合性能更好的方向发展。当今的船舶自动化技术改变了传统船舶操作方法，利用电脑显示屏、电气按键，就能实现船舶的正常运行，操作更加便捷也更为人性化。
2.2 网络化让船舶运行更加稳定
网络信息技术，数据总线技术等不断发展，带动着船舶电气自动化系统的技术水平不断进步。其中网络技术让网络远程控制、准确控制成为现实，船舶操控模块化之间的网络信息通道更为通畅，传输速度更加迅捷，实现了船舶上不同电气设备的无缝连接。数据总线技术对各种信号线数据实现有效地汇总和管理，利用分布式设计，改变传统数据传输中的冗余现象，促进船舶网络控制的稳定性、可靠性不断提高。网络数据传输的升级，将传统船舶操作多人使用模式向着无人、多元操作的模式转变，自动化系统的不断发展，为船舶智能化管理奠定了基础。
2.3 综合化技术让船舶电气系统更加完善
综合化技术是指对各种先进技术的综合型应用。网络信息、计算机、自动控制等技术不再单一使用，而是在同样标准下进行互联互通。这种综合型技术的推广，让船舶电气设备过去种类多管理困难，容易出现不兼容等情况得到改善，模块化功能的系统化设计，促进船舶电气系统更加先进和智能。实现了船舶电气自动化系统组成的灵活、机动，不局限于单一组成方式的自动化系统，能更为有效地应对多种内外部环境变化，让船舶操作管理效率不断提高。
3 船舶电气自动化的可靠性保障技术应用
船舶电气自动化系统能否实现安全可靠使用，很大程度上依靠各种可靠性保障技术。要提高可靠性保障技术的应用水平，必须对技术特点有更为全面的掌握。
3.1 在船舶电力推进的自动化系统中
船舶电力推进自动化系统采用了大量的电子元器件和电子信息技术以提高船舶电力的可靠性。从船舶电力传动功能上，交流传动已经替代直流传动，更加广泛地应用于各类船舶的电力推进自动化系统中。交流传动技术的优势是动力传输效率高、操作更为简单，减少了人为操作可能带来的安全风险，让电力推进系统的使用更为稳定。与交流传动技术相配套，在船舶自动化系统中还采用了交流无换向器的电动机，这种电动机改变了过去的定频调速，利用变频器实现无级调速、交流转换，避免了传统交流转换系统对船舶电力输出频率的影响，不会因为电力交流转换而降低船舶航行的速度。
3.2 在船舶抗击电磁干扰的自动化系统中
船舶的工作环境里往往潮湿、震动、冲击等多种情况长期存在，恶劣运行环境下电力设备的稳定正常运行受到很大影响。船舶主要采用电磁兼容保障技术来帮助电力设备抵抗外界干扰，利用隔离保障技术促进船舶电气自动化系统始终处于安全稳定运行状态。目前应用的各种技术，是利用电力设备的技术要求作为参考，查找到影响船舶电力设备的各种电磁干扰电源，才能进行有效隔离，减少产生干扰的交流电源影响，提高船舶自动化运行质量和效率。船舶电力系统抗击电磁干扰的技术，是利用交流变压器来实现，原理是降低电磁干扰的程度。在传输介质优化时，能帮助船舶电力自动化系统有效隔离电磁干扰。比如针对船舶自动化信号传输距离长的问题，可以综合应用缩短信号接收距离，减少信号输入的时间，转变传输介质，隔离信号的输出和输入电路等方式很好地减少电磁干扰。
3.3 在船舶故障容忍的自动化系统中
船舶电气自动化系统难免因为各种原因出现故障，这时可以利用容错保障技术来提高自动化系统的容错容忍力。船舶电磁容错系统的可靠保障技术，就是针对船舶电气自动化系统的突发故障而发挥作用。主要功能是对故障实现动态监测，在故障突发情况下进行及时准确的检测，找到并找准故障的位置、产生的原因，采用有效的处理措施化解故障，避免船舶电气自动化系统更大范围地被故障所影响和破坏，促进船舶的安全稳定运行。
3.4 在船舶机舱的自动化系统中
船舶机舱是船舶的核心部位，船舶电气自动化系统中采用了机舱自动监测报警作为可靠性技术应用。船舶机舱自动化的可靠性技术，能实现对机舱工作状态的实时监测，自动记录机舱运行的所有数据和轨迹，利用预先设计的参数实现故障的显示和报警。该可靠性技术，减少了轮机员的工作量和人力需要，依靠机械电子设备实现对机舱更为稳定可靠的保护。船舶机舱自动监测报警保障技术，是对各种自动化设备和技术的综合应用，能快速发现和诊断故障发生位置、原因并启动报警处理流程，这样能在故障发生初期就进行快速控制，避免故障造成更大范围的影响，提高了自动化系统的可靠运行性能。船舶机舱自动监测技术在开发中，利用计算机信息技术实现对检测数据的追踪管理和分析研究，这样能依据已经出现的故障数据，制定更适宜的电气设备管理、故障预测、视情维护以及应急预案。
4 结束语
本文针对当今船舶电气自动化系统中常用的可靠性技术进行分析，提出了技术应用的方向。对船舶电气自动化系统的可靠性技术进行分析研究，是推动船舶整体电气自动化系统发展水平的重要保障，也是促进船舶产业自动化向智能化方向发展的关键步骤，船舶电气自动化系统是为未来的智能化发展奠定基础，相信在不久的将来，船舶电气并将实现智能化应用。
参考文献：
[1]李怀景.关于对船舶电气自动化系统的可靠性保障技术的几点探讨[J].中国设备工程，2020（13）：198-199.
[2]邱哲誉，刘本峰，陈峰.船舶电气自动化系统可靠性保障技术研析[J].内燃机与配件，2020（09）：107-108.
[3]陶文胜.船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用分析[J].船舶物资与市场，2019（10）：49-50.
[4]李晓宇，高原，张建军，曾俊辉.船舶电气自动化系统可靠性的保障技术研究[J].中国高新区，2018（06）：149.
[5]陈庆豪.船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用[J].科学与财富，2021，13（1）：391.
[6]陶文胜.船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用分析[J].船舶物資与市场，2019（10）：49-50.
[7]吴翔.有关船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用研究[J].建筑工程技术与设计，2015（15）：1576.
[8]孙顺云，刘月，刘青.船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2015（19）：1993-1994.
[9]李海勇.船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用[J].建筑工程技术与设计，2017（12）：1020.
[10]何晓东，李阳，任有路.船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用[J].四川水泥，2015（3）：18.
Abstract： Since entering the new century， the shipping industry has played a more significant role in promoting the national social and economic development and the prosperity of internal and external trade. As the main equipment of shipping， ships have been upgraded in many aspects， such as technology and performance， to adapt to the development of The Times. Marine electrical automation system is an important technology to improve the safety， reliability and economic performance of ship operation. This paper focuses on the characteristics of Marine electrical automation system and how to guarantee the reliability of Marine electrical automation system， and discusses the advantages and realization methods of various support technologies. In view of the application of reliability assurance technology in Marine electrical automation system， the paper puts forward some countermeasures and suggestions for optimization and improvement.
关键词：船舶;电气自动化系统;可靠性保障技术
Key words： ship;electrical automation system;reliability assurance technology
中图分类号：F407.474 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）14-0234-02
0 引言
现代船舶运行已经越来越依赖工业技术的发展进步，自动化系统应用于船舶运行中，促进船舶运行进入到高效率、高质量的新时代。船舶自动化系统是涉及机械、电子、计算机等多门学科的系统工程，事关能否稳定、安全、可靠地长期运行，是影响船舶航行，甚至是航运事业发展的重要因素。本文结合时代进步下工业技术的进步，探讨如何保障自动化系统的稳定可靠运行，结合保障技术特点提出了应用技术方案。
1 船舶电气自动化系统概述
1.1 船舶电气系统
电力系统是船舶安全可靠航行的主要支撑系统。船舶电气系统主要组成部分是：第一电力系统。船舶电力系统主要是包括船舶设备需要的电源装置、配电装置，按照船舶的负荷等要求进行连接，主要承担船舶电能的生产、输送、分配和使用的功能，是一个由电力设备、电力电缆组成的电力系统网络。其中产生船舶电能的设备是发电机组、锂电池组以及燃料电池等，在利用配电装置设备进行输送转化之后，船舶上的其他电气设置就在电能驱动下进行工作。第二是船舶电站，船舶电站是船舶电力的核心组成，是由发电机组、锂电池组，燃料电池和相关配套电力系统的保护装置、传输网络设备组成。具有发电和配电作用，让电能传输到船舶电力系统的每个设备。第三是电力网络。电缆是传输船舶电站生产出的电能载体，输送出的电能，按照船舶功能的需要，由动力电网、照明电网、弱电网、应急电网等组成。
1.2 应用船舶电气自动化系统的价值
一是提高船舶运行的质量。船舶技术作为航运行业发展的关键技术，适应时代发展需要，积极引入电子技术、信息技术、自动化技术、智能化技术等先进技术，与时俱进地优化改进传统船舶技术，促进船舶运行质量的持续提高。船舶电气设备的自动化系统，将机械设备、电气设备和电子控制有机结合起来，减少了船舶电气设备管理运行中存在的安全隐患等问题，有效促进了船舶管理的效能。二是提高船舶运行的安全。船舶作为航运载体，安全是首要需求。電气自动化系统应用在船舶电气设备管理中，借助电气自动化系统的准确性、可靠度和安全性能，为船舶提高连续安全运行时间提供了有力的保障。电气自动化技术依靠技术集成和综合应用，对船舶运行中的关键环节和安全节点进行有效控制，减少了人为因素可能带来的风险，让船舶运行、操作更加便捷、使用更加简单、性能大大提升。三是减少了船舶运行的成本。传统船舶运行中，主要是依靠人力来实现对船舶的操控。电气自动化技术的应用，减少了船舶运行中对人力的依赖，采用系统化、模块化、专业化的系统，能增强船舶电气设备管理的稳定和可靠，为现代船舶业的持续发展提供了积极保障。 2 船舶自动化系统可靠性技术的优势
2.1 电子信息化让船舶操控更加便捷
近些年，随着船舶自动化系统借助电子信息化技术成果的应用和网络通信技术的完善，以模块化为特点进行船舶自动化系统的优化升级，实现了船舶自动化系统朝着灵活、多元和综合性能更好的方向发展。当今的船舶自动化技术改变了传统船舶操作方法，利用电脑显示屏、电气按键，就能实现船舶的正常运行，操作更加便捷也更为人性化。
2.2 网络化让船舶运行更加稳定
网络信息技术，数据总线技术等不断发展，带动着船舶电气自动化系统的技术水平不断进步。其中网络技术让网络远程控制、准确控制成为现实，船舶操控模块化之间的网络信息通道更为通畅，传输速度更加迅捷，实现了船舶上不同电气设备的无缝连接。数据总线技术对各种信号线数据实现有效地汇总和管理，利用分布式设计，改变传统数据传输中的冗余现象，促进船舶网络控制的稳定性、可靠性不断提高。网络数据传输的升级，将传统船舶操作多人使用模式向着无人、多元操作的模式转变，自动化系统的不断发展，为船舶智能化管理奠定了基础。
2.3 综合化技术让船舶电气系统更加完善
综合化技术是指对各种先进技术的综合型应用。网络信息、计算机、自动控制等技术不再单一使用，而是在同样标准下进行互联互通。这种综合型技术的推广，让船舶电气设备过去种类多管理困难，容易出现不兼容等情况得到改善，模块化功能的系统化设计，促进船舶电气系统更加先进和智能。实现了船舶电气自动化系统组成的灵活、机动，不局限于单一组成方式的自动化系统，能更为有效地应对多种内外部环境变化，让船舶操作管理效率不断提高。
3 船舶电气自动化的可靠性保障技术应用
船舶电气自动化系统能否实现安全可靠使用，很大程度上依靠各种可靠性保障技术。要提高可靠性保障技术的应用水平，必须对技术特点有更为全面的掌握。
3.1 在船舶电力推进的自动化系统中
船舶电力推进自动化系统采用了大量的电子元器件和电子信息技术以提高船舶电力的可靠性。从船舶电力传动功能上，交流传动已经替代直流传动，更加广泛地应用于各类船舶的电力推进自动化系统中。交流传动技术的优势是动力传输效率高、操作更为简单，减少了人为操作可能带来的安全风险，让电力推进系统的使用更为稳定。与交流传动技术相配套，在船舶自动化系统中还采用了交流无换向器的电动机，这种电动机改变了过去的定频调速，利用变频器实现无级调速、交流转换，避免了传统交流转换系统对船舶电力输出频率的影响，不会因为电力交流转换而降低船舶航行的速度。
3.2 在船舶抗击电磁干扰的自动化系统中
船舶的工作环境里往往潮湿、震动、冲击等多种情况长期存在，恶劣运行环境下电力设备的稳定正常运行受到很大影响。船舶主要采用电磁兼容保障技术来帮助电力设备抵抗外界干扰，利用隔离保障技术促进船舶电气自动化系统始终处于安全稳定运行状态。目前应用的各种技术，是利用电力设备的技术要求作为参考，查找到影响船舶电力设备的各种电磁干扰电源，才能进行有效隔离，减少产生干扰的交流电源影响，提高船舶自动化运行质量和效率。船舶电力系统抗击电磁干扰的技术，是利用交流变压器来实现，原理是降低电磁干扰的程度。在传输介质优化时，能帮助船舶电力自动化系统有效隔离电磁干扰。比如针对船舶自动化信号传输距离长的问题，可以综合应用缩短信号接收距离，减少信号输入的时间，转变传输介质，隔离信号的输出和输入电路等方式很好地减少电磁干扰。
3.3 在船舶故障容忍的自动化系统中
船舶电气自动化系统难免因为各种原因出现故障，这时可以利用容错保障技术来提高自动化系统的容错容忍力。船舶电磁容错系统的可靠保障技术，就是针对船舶电气自动化系统的突发故障而发挥作用。主要功能是对故障实现动态监测，在故障突发情况下进行及时准确的检测，找到并找准故障的位置、产生的原因，采用有效的处理措施化解故障，避免船舶电气自动化系统更大范围地被故障所影响和破坏，促进船舶的安全稳定运行。
3.4 在船舶机舱的自动化系统中
船舶机舱是船舶的核心部位，船舶电气自动化系统中采用了机舱自动监测报警作为可靠性技术应用。船舶机舱自动化的可靠性技术，能实现对机舱工作状态的实时监测，自动记录机舱运行的所有数据和轨迹，利用预先设计的参数实现故障的显示和报警。该可靠性技术，减少了轮机员的工作量和人力需要，依靠机械电子设备实现对机舱更为稳定可靠的保护。船舶机舱自动监测报警保障技术，是对各种自动化设备和技术的综合应用，能快速发现和诊断故障发生位置、原因并启动报警处理流程，这样能在故障发生初期就进行快速控制，避免故障造成更大范围的影响，提高了自动化系统的可靠运行性能。船舶机舱自动监测技术在开发中，利用计算机信息技术实现对检测数据的追踪管理和分析研究，这样能依据已经出现的故障数据，制定更适宜的电气设备管理、故障预测、视情维护以及应急预案。
4 结束语
本文针对当今船舶电气自动化系统中常用的可靠性技术进行分析，提出了技术应用的方向。对船舶电气自动化系统的可靠性技术进行分析研究，是推动船舶整体电气自动化系统发展水平的重要保障，也是促进船舶产业自动化向智能化方向发展的关键步骤，船舶电气自动化系统是为未来的智能化发展奠定基础，相信在不久的将来，船舶电气并将实现智能化应用。
参考文献：
[1]李怀景.关于对船舶电气自动化系统的可靠性保障技术的几点探讨[J].中国设备工程，2020（13）：198-199.
[2]邱哲誉，刘本峰，陈峰.船舶电气自动化系统可靠性保障技术研析[J].内燃机与配件，2020（09）：107-108.
[3]陶文胜.船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用分析[J].船舶物资与市场，2019（10）：49-50.
[4]李晓宇，高原，张建军，曾俊辉.船舶电气自动化系统可靠性的保障技术研究[J].中国高新区，2018（06）：149.
[5]陈庆豪.船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用[J].科学与财富，2021，13（1）：391.
[6]陶文胜.船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用分析[J].船舶物資与市场，2019（10）：49-50.
[7]吴翔.有关船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用研究[J].建筑工程技术与设计，2015（15）：1576.
[8]孙顺云，刘月，刘青.船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用[J].城市建设理论研究（电子版），2015（19）：1993-1994.
[9]李海勇.船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用[J].建筑工程技术与设计，2017（12）：1020.
[10]何晓东，李阳，任有路.船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用[J].四川水泥，2015（3）：18.