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摘要:近些年的发展,对于我国电气自动化技术来说,它在船舶行业中取得了比较广泛的使用,不仅a如此,还相应的提升了对船舶航运的安全问题,并且在很大程度上还提高了对航运的经济效益。在本文中就主要介绍了船舶电气自动化技术的主要特点,之后详细的分析了船舶电气自动化中重要的关键技术。
关键词:船舶;电气自动化;关键技术
现阶段,各个国家对于船舶电气自动化的分析还是集中在现代化信息技术以及自动监测报警技术、可靠性保障技术等多个方面的内容,所以,相应的也会把这些领域中的电子信息技术和发展都可以作为船舶事业中比较大的推动力,从而也能促进对船舶电气自动化技术的发展。
1、船舶电气自动化技术的特点
1.1综合化
现如今的发展情况来说,船舶人机界面的交互功能也比较强大,同样的越来越多的的技术可以根据电子屏幕来完成,同时也能为船舶电子自动化技术的综合化发展起到了重要的作用。与此同时,现代信息技术就是以电气模块化的形势发展,进而可以使得船舶电气自动化系统可以更加的灵活进行,最后就会使得船舶呈现出综合化的发展方向。
1.2网络化
从数字化技术和总线技术可以看出来,就需要对其进行普及,同时还能提高对船舶电气自动化系统网络化的发展趋势,尤其是在总线技术发展方向上,同时就会使得船舶的不同零部件和模块之间就需要进行方便的交流和沟通。另外,船舶电气自动化使用的网络化,就可以使得传统的人工操作模式已经被各种自动化技术所代替,进而就会大大提高了对电气系统工作的稳定性以及质量。
2、船舶电气自动化关键技术探讨
2.1 電力电子技术
①轴带发电,从轴带发电可以看出来,它就是结合发电机主轴进行运行的,还可以根据电力电子技术主机的发展形式来调整和控制轴带发电机的一种。现阶段的轴带发电系统就可以应用晶闸管逆变的模式,从而就需要更好的充分发挥出节能降耗的目的,而相关的研究人员在开发了电气自动化技术系统以后,其中的设施就会根据静止变频器和电网结合在一起。如果对于船舶电网而言,就需要进行补充供电。如果是电力耗能比较少的情况下,那么功率闲置的情况就会比较多,这个时候就能结合电网能源来协助主机进行推进。需要知道的是,在该系统中,相关的发电机在任何情况下输出活动都需要根据变频器来进行控制和调整,还需要采取功率比较大的电力电子器件进行控制。另外,在现阶段的发展情况下,变频器存在的缺点也比较明显,比如,造价高、体型大等多种问题,那么为了解决好这些存在的问题,异步轴带发电机技术就可以根据异步电机转子频率补偿来不断带动频率和电压,进而可以使得节能效果比较明显。
②电力推进,根据以往的电力推进发展模式上来说,该技术仅仅适合用于小型船舶范围内,然而随着电力技术的不断进步,现阶段电力推进在大型船舶中也会进行使用。然而在船舶电力推进系统的过程中,因为涉及到的内容比较多,那么就需要根据动力来源的不同可以分为柴油机式以及燃气轮机式;还需要按照电机分布的方式,就可以相应的分为机舱式以及吊舱式;如果是按照传动方式的话,那么就需要分为交流传动推进方式以及直流推进方式。需要注意的是,在交流传动推进方式中,这个环节的内容是目前要发展的方向,其原因是交流传动可以在最大程度上确保对系统的可靠性能。
2.2 自动监测报警技术
从机舱自动监测报警技术中可以看出来,它可以在最大程度上体现出电气设备的运行情况以及监测和记录情况,在这样的情况下,就可以有效的降低对轮机员工的工作强度,与此同时,还可以不断提高对船舶电气自动化系统的可靠性。从现如今的发展情况来看,自动监测报警技术发展的主要趋势有两个内容:第一,需要不断引入自动化综合素质,还需要更加及时发现并且排除故障问题,当然还需要提高对系统的稳定性。第二,需要研究出相应的自动监测系统,还需要对监测采集的数据信息进行管理,不仅如此,需要对微机控制系统中金报警显示,还可以控制对电气设备的顺利发展。另外,在该系统中,它就是由三层微机网络系统组成,其中比较重要的就是主站位于控制室内,还具有比较强的界面、打印等多种功能,面对通讯站以及信息站转发站以及分类分站等多种设置在机舱中,而各个分站分别就是具有比较特殊的监测功能,所以最后监测到的数据信息是根据转发站输送到主站的,最后实现了计算机、控制以及通信的融合。
2.3 可靠性性保障技术
①电磁干扰技术:在电磁干扰技术中,这个是影响船舶航运的重要因素之一,特别是对于一些导航仪器来说,它和强电设备在启停瞬间就需要不断提高对电磁干扰的力度。一方面来说,如果对于电磁进行干扰的时候,就需要包括三个主要条件,第一,干扰源。第二,电磁干扰导向电力系统的传输介质。第三,其实是对电磁敏感的接收元件,所以,只要破坏以上任何一个条件都会屏蔽电磁干扰,而具体的是方法就包括消除干扰信号以及隔离干扰源等。比如,需要采取单一的供电方式,还需要设置相应的滤波装置,对于那些高频干扰信号就需要进行过滤,还需要解决好交流电源带来的电磁干扰问题。又比如,通常电气自动化系统的信号输入部分设置在船舶驾驶室,就会容易受到相应的电磁干扰,由此,需要采取电磁屏蔽性比较好的传输介质,也可以将遥控系统的输入以及输出信号进行分开,这样对于解决电磁干扰有着积极的作用。
②储备冗余处理:一般情况下,储备冗余技术可以根据增设或者是并联的方式来不断加强对船舶电气自动化系统的可靠性和稳定性。然后在船舶电气自动化技术系统中,就需要开设三台独立的机组进行运行,并且各个机组储备的设计功能基本是一样的,还需要保证各个机组可以单独进行运行,还可以相互备用。在这样的情况下,船舶电子自动化系统中的工作以及储备单元其实分开的,而且各个单元还可以单独进行运行,也能够进行合作,如果是其中任何一个单元在正常运转的过程中,发生障碍的话,那么储备单元就需要进入到工作状态,还需要提高对船舶电气自动化系统的可靠性。
③容错技术:对于容错技术而言,简单一点就是指可以提高系统的故障容忍能力的一种技术,而具体涉及到两个内容:第一,故障检测,如果当船舶电气自动化系统发生问题的时候,就可以使用容错技术能第一时间定位故障性质以及位置,更要保持对其的自动化距离,进而将故障缩小到最低范围内,还需要保证对整体的安全性问题。第二,故障控制,如果当容错技术检测到系统故障以后,还需要保证对电气自动化系统的安全性。那么具体的故障过程表现如下:故障检测-分析故障性质以及位置-确定故障单元。那根据故障类型的不同,又将策略分为以下几个方面:①如果是启用储备机组的时候,就可以降低故障机组负荷量;②启用储备机组,还可以将故障机组延时进行关闭,这样也能方便故障处理。
3、小结
以上所述,其实电气自动化就是一套比较复杂的技术体系,因为涉及到的内容比较多,那么在以后的发展阶段还是需要加强对船舶电子自动化技术的研究,在提高船舶自动化水平的基础上,还需要加强系统的可靠性以及稳定性,这样对于船舶电气自动化事业的发展有着积极作用。
参考文献:
[1]谢凯宏,于皓洁.船舶电气自动化系统可靠性保障技术探究[J].科研,2016(07).
[2]白永昕,彭成.船舶电气自动化中几个重要技术的应用[J].世界海运,2015,(03).
[3]陈明志.船舶电气自动化系统的发展初探[J].广东科技,2013(16).
关键词:船舶;电气自动化;关键技术
现阶段,各个国家对于船舶电气自动化的分析还是集中在现代化信息技术以及自动监测报警技术、可靠性保障技术等多个方面的内容,所以,相应的也会把这些领域中的电子信息技术和发展都可以作为船舶事业中比较大的推动力,从而也能促进对船舶电气自动化技术的发展。
1、船舶电气自动化技术的特点
1.1综合化
现如今的发展情况来说,船舶人机界面的交互功能也比较强大,同样的越来越多的的技术可以根据电子屏幕来完成,同时也能为船舶电子自动化技术的综合化发展起到了重要的作用。与此同时,现代信息技术就是以电气模块化的形势发展,进而可以使得船舶电气自动化系统可以更加的灵活进行,最后就会使得船舶呈现出综合化的发展方向。
1.2网络化
从数字化技术和总线技术可以看出来,就需要对其进行普及,同时还能提高对船舶电气自动化系统网络化的发展趋势,尤其是在总线技术发展方向上,同时就会使得船舶的不同零部件和模块之间就需要进行方便的交流和沟通。另外,船舶电气自动化使用的网络化,就可以使得传统的人工操作模式已经被各种自动化技术所代替,进而就会大大提高了对电气系统工作的稳定性以及质量。
2、船舶电气自动化关键技术探讨
2.1 電力电子技术
①轴带发电,从轴带发电可以看出来,它就是结合发电机主轴进行运行的,还可以根据电力电子技术主机的发展形式来调整和控制轴带发电机的一种。现阶段的轴带发电系统就可以应用晶闸管逆变的模式,从而就需要更好的充分发挥出节能降耗的目的,而相关的研究人员在开发了电气自动化技术系统以后,其中的设施就会根据静止变频器和电网结合在一起。如果对于船舶电网而言,就需要进行补充供电。如果是电力耗能比较少的情况下,那么功率闲置的情况就会比较多,这个时候就能结合电网能源来协助主机进行推进。需要知道的是,在该系统中,相关的发电机在任何情况下输出活动都需要根据变频器来进行控制和调整,还需要采取功率比较大的电力电子器件进行控制。另外,在现阶段的发展情况下,变频器存在的缺点也比较明显,比如,造价高、体型大等多种问题,那么为了解决好这些存在的问题,异步轴带发电机技术就可以根据异步电机转子频率补偿来不断带动频率和电压,进而可以使得节能效果比较明显。
②电力推进,根据以往的电力推进发展模式上来说,该技术仅仅适合用于小型船舶范围内,然而随着电力技术的不断进步,现阶段电力推进在大型船舶中也会进行使用。然而在船舶电力推进系统的过程中,因为涉及到的内容比较多,那么就需要根据动力来源的不同可以分为柴油机式以及燃气轮机式;还需要按照电机分布的方式,就可以相应的分为机舱式以及吊舱式;如果是按照传动方式的话,那么就需要分为交流传动推进方式以及直流推进方式。需要注意的是,在交流传动推进方式中,这个环节的内容是目前要发展的方向,其原因是交流传动可以在最大程度上确保对系统的可靠性能。
2.2 自动监测报警技术
从机舱自动监测报警技术中可以看出来,它可以在最大程度上体现出电气设备的运行情况以及监测和记录情况,在这样的情况下,就可以有效的降低对轮机员工的工作强度,与此同时,还可以不断提高对船舶电气自动化系统的可靠性。从现如今的发展情况来看,自动监测报警技术发展的主要趋势有两个内容:第一,需要不断引入自动化综合素质,还需要更加及时发现并且排除故障问题,当然还需要提高对系统的稳定性。第二,需要研究出相应的自动监测系统,还需要对监测采集的数据信息进行管理,不仅如此,需要对微机控制系统中金报警显示,还可以控制对电气设备的顺利发展。另外,在该系统中,它就是由三层微机网络系统组成,其中比较重要的就是主站位于控制室内,还具有比较强的界面、打印等多种功能,面对通讯站以及信息站转发站以及分类分站等多种设置在机舱中,而各个分站分别就是具有比较特殊的监测功能,所以最后监测到的数据信息是根据转发站输送到主站的,最后实现了计算机、控制以及通信的融合。
2.3 可靠性性保障技术
①电磁干扰技术:在电磁干扰技术中,这个是影响船舶航运的重要因素之一,特别是对于一些导航仪器来说,它和强电设备在启停瞬间就需要不断提高对电磁干扰的力度。一方面来说,如果对于电磁进行干扰的时候,就需要包括三个主要条件,第一,干扰源。第二,电磁干扰导向电力系统的传输介质。第三,其实是对电磁敏感的接收元件,所以,只要破坏以上任何一个条件都会屏蔽电磁干扰,而具体的是方法就包括消除干扰信号以及隔离干扰源等。比如,需要采取单一的供电方式,还需要设置相应的滤波装置,对于那些高频干扰信号就需要进行过滤,还需要解决好交流电源带来的电磁干扰问题。又比如,通常电气自动化系统的信号输入部分设置在船舶驾驶室,就会容易受到相应的电磁干扰,由此,需要采取电磁屏蔽性比较好的传输介质,也可以将遥控系统的输入以及输出信号进行分开,这样对于解决电磁干扰有着积极的作用。
②储备冗余处理:一般情况下,储备冗余技术可以根据增设或者是并联的方式来不断加强对船舶电气自动化系统的可靠性和稳定性。然后在船舶电气自动化技术系统中,就需要开设三台独立的机组进行运行,并且各个机组储备的设计功能基本是一样的,还需要保证各个机组可以单独进行运行,还可以相互备用。在这样的情况下,船舶电子自动化系统中的工作以及储备单元其实分开的,而且各个单元还可以单独进行运行,也能够进行合作,如果是其中任何一个单元在正常运转的过程中,发生障碍的话,那么储备单元就需要进入到工作状态,还需要提高对船舶电气自动化系统的可靠性。
③容错技术:对于容错技术而言,简单一点就是指可以提高系统的故障容忍能力的一种技术,而具体涉及到两个内容:第一,故障检测,如果当船舶电气自动化系统发生问题的时候,就可以使用容错技术能第一时间定位故障性质以及位置,更要保持对其的自动化距离,进而将故障缩小到最低范围内,还需要保证对整体的安全性问题。第二,故障控制,如果当容错技术检测到系统故障以后,还需要保证对电气自动化系统的安全性。那么具体的故障过程表现如下:故障检测-分析故障性质以及位置-确定故障单元。那根据故障类型的不同,又将策略分为以下几个方面:①如果是启用储备机组的时候,就可以降低故障机组负荷量;②启用储备机组,还可以将故障机组延时进行关闭,这样也能方便故障处理。
3、小结
以上所述,其实电气自动化就是一套比较复杂的技术体系,因为涉及到的内容比较多,那么在以后的发展阶段还是需要加强对船舶电子自动化技术的研究,在提高船舶自动化水平的基础上,还需要加强系统的可靠性以及稳定性,这样对于船舶电气自动化事业的发展有着积极作用。
参考文献:
[1]谢凯宏,于皓洁.船舶电气自动化系统可靠性保障技术探究[J].科研,2016(07).
[2]白永昕,彭成.船舶电气自动化中几个重要技术的应用[J].世界海运,2015,(03).
[3]陈明志.船舶电气自动化系统的发展初探[J].广东科技,2013(16).