基于物联网技术的船舶电气设备运行维护策略分析_闫少明.pdf

Application 创新应用电子技术 第 52 卷 第 4 期（总第 557 期）2023 年 4 月 115摘要：阐述船舶电气设备存在的故障问题，探讨船舶电气设备管理维护策略，并对物联网技术支持下的船舶电气设备管理维护策略的创新模式。关键词：物联网技术，计算机应用，船舶电气设备管理，创新模式。中图分类号：U672文章编号：1000-0755(2023)04-0115-03文献引用格式：闫少明，申康.基于物联网技术的船舶电气设备运行维护策略分析J.电子技术,2023,52(04):115-117.行基础所在，其对各类电力资源以及系统驱动机制之间进行合理调配，确保各类电气设备运行中能源支撑的可靠性。其间，主配电板一旦产生故障问题时，可能造成主体电力驱动装置以及能源控制装置存在失效现象，加大运行故障的覆盖面。（2）防雷系统的故障问题。船舶在深海远洋过程中常会遇到恶劣的天气，一旦受到外界雷雨天气影响时，雷击产生感应雷或直击雷效应，可能对电气设备造成严重的影响，其中防雷系统则是对电气设备起到全程防护效果，降低被雷击风险。但是防雷设备本身在使用过程中，呈现复杂性特征，如果存在防雷系统故障问题时，产生的破坏及影响力，将加大系统运行的风险性。（3）防火系统的故障问题。船舶在运行过程中，内部电气设施属于多场景运行状态，高负荷、长时间的工作压力，可能对设备内部组件造成过高的荷载问题，一旦高荷载问题对设备造成击穿影响时，极易诱发电气设备或电路着火问题。除此之外，电气设备本身在选用或使用过程中，未能进行定期化的运维处理，管理方面不规范，增加电气设施运行的不稳定性风险，严重可能引发船舶设备失火现象。（4）监督运维的故障问题。监督管理工作是船舶电气系统运行监管的重0 引言电气设备作为船舶设施稳定运行的基础所在，伴随科学技术以及先进设备的不断应用，大多数技术科研成果已经逐步应用到船舶自动化、智能化的控制体系之中，增强设备运行的稳定性。多维度、多形式化的电气设备配置机制在运行过程中，将加大船舶系统总体运行的风险性，例如，设备之间的相互干扰风险以及设备内部在运转过程中产生的故障风险等。对此，应加强检测及分基础运行工序，借助专业化检修技术以及各类检测装置，对电气设备进行测定处理，通过高精度的识别以及信号反馈机制等，对设备运行工况进行分析。此过程中物联网技术的融合及引入，则是将物联网与自动化程序进行整合，对设备体系实现全程化管控处理，其间，数据信息的多维度传输则是建立在功能点之上，进行数据自动拟合的，增强电气设备的检索效率，同时也可辅助工作人员对后续管理工作开展起到决策作用。本文针对物联网技术支撑下的船舶电气设备管理维护策略进行探讨。1 研究背景船舶电气设备存在的故障问题。（1）主配电板的故障问题。主配电板作为船舶电气设备的运基于物联网技术的船舶电气设备运行维护策略分析闫少明，申康（北部湾大学，广西 535011）Abstract This paper describes the fault problems of ship electrical equipment,explores the management and maintenance strategies of ship electrical equipment,and innovates the management and maintenance strategies of ship electrical equipment supported by Internet of Things technology.Index Terms Internet of Things technology,computer applications,ship electrical equipment management,innovative models.Analysis of Operation and Maintenance Strategies for Ship Electrical Equipment Based on IoT TechnologyYAN Shaoming,SHEN Kang(Beibu Gulf University,Guangxi 535011,China.)基金项目：北部湾大学引进高层次人才科启动项目（2020KYQD03）。作者简介：闫少明，北部湾大学，高级工程师；研究方向：电力系统继电保护、船舶智能控制。收稿日期：2022-07-13；修回日期：2023-04-11。Application 创新应用116 电子技术 第 52 卷 第 4 期（总第 557 期）2023 年 4 月要组成，其应立足于科学性、规范性的检测流程之上，对设备相关参数以及运行状态等进行多维度的检测处理，了解到不同设备在功能呈现过程中可能存在的缺失问题。但是现有的监督管理工作在落实期间，极易产生不规范或工作得过且过的行为，监督机制的不明确以及监管工作下沉不到底的现象，将增加及设备隐患的产生概率。（5）应急系统的故障问题。应急照明系统是在船舶电力供应失效场景中起到应急补充作用，此类应急照明系统采用独立的电源来进行供电，一旦船舶电气系统出现总故障问题时，与之相对接的应急照明系统则将自动驱动，对当前的区域场景起到照明处理的作用。一旦应急照明系统产生产生故障问题，则将导致在封闭的空间内部无法开拓视界，增加内部人员心态的紧张性，如果是人流密集的传播，内部甚至可能产生因为慌乱心理造成的踩踏事件。2 船舶电气设备管理维护策略主配电板的管理维护对策。从设备维护管控机制来讲，针对主配电板进行运维管理时，主要是对主配电网的日常工作现象进行查验处理，分析主配电板当前运行状态下呈现的数据值是否符合常态运行指标，然后针对不同故障隐患进行分析，确定接口处以及电源供给处是否具备完整性。除此之外，系统驱动过程中，检修人员应针对主配电板的开关进行电压值检测，防止出现因为松动现象或虚接现象造成的系统运行失效问题。防雷系统的管理维护对策。针对船舶内部防雷系统进行管理维护时，应当尽量结合电气设备的分布位置，按照不同的电力供给形式或船舶内部的用电形式等，进行接地保护处理。一方面，防雷设计选材中，尽量选取具有良好导电性的金属导体，确保船舶室内外中电气设施运行电位差值的均衡性，有效对设备以及人员起到保护效果。另一方面，防雷接地过程中，应保证导线搭接处的均匀性，防止出现断层问题，确保接地导体将大电流合理、迅速导入到外部。防火系统的管理维护对策。针对电气设备产生的火灾故障问题进行运维管理时，主要是解读电气设备在不同运行工况下可能产生的风险点，按照特定的防火工艺、设施或电气系统的防护方法，进行技术规范处理。除此之外，应综合考虑到船舶在非正常行驶的状态下可能对电气设备造成的极限损害效应，选取相对应的防火材料以及防火方案等，降低火灾产生概率。对电气设备进行负载处理时，应当合理调节设备的负载程度，结合系统之间的驱动形式，降低荷载量。监管系统的管理维护对策。针对电气系统进行监管时，每项管理制度的建设进行落实，应当作用于电机设备的稳定性运行机制之上，结合技术规范以及设备保养规范等，合理确定电气设备在运维以及管理过程中的参照点。除此之外，由于不同电气设备工作模式具有差异性，需针对设备的运行工况以及设备的使用功能等，具体界定相关规则点，保证设备在运行过程中通过一套切实可行的制度，进行约束处理，增强设备运行的安全性。应急系统的管理维护对策。针对应急照明系统进行运维管理时，主要考虑到照明系统在运行过程中的响应特征以及能源补充特征。一般来讲照明系统的外接电源方式，通过主驱动源进行能源存储，同时也需要通过自身的电量支撑系统应急照明灯驱动。此过程中，运维管理防护工作的开展，应界定照明系统在运行过程中是否具备工作条件，例如，根据船舶构造以及出逃通道等，设定照明装置的布局以及能源供应形势等，然后定期对照明装置进行检测，确保应用于应急消防的各类用电负荷是以独立的电力能源进行支撑的，保证应急场景下的灯光照射需求。3 基于物联网技术的船舶电气设备管理维护策略的创新从传统的系统防护以及检测机制来讲，均是通过固定的检测形式，作用于系统运行之内，但是此类架构之间，不同检测机制或运维体系具有独立性特征，在主体链接方面存在缺失问题。此过程中，可引入物联网技术，针对船舶内部电气设备运行起到主体集成作用，这样一来。通过物联网技术与自动测控系统、智能测控系统之间的链接处理，辅助工作人员利用主控平台完成对基础运行程序的自动化检测。不同数据传输场景以及数据体系，均可按照终端设备传输的信息进行集成分析，令工作人员了解到船舶电气设备运行中呈现的问题点。除此之外，通过不同参数，还可辅助工作人员了解到当前系统或电气设备子模块与主模块系统链接过程中可能存在的故障点。借助物联网平台建设信息集成或交换平台，可提高系统检测及运维效能。接下来，便从能源生产以及设备检修体系两方面，探讨物联网技术支撑下的设备检修及管理策略的创新点。（1）能源生产环节的应用。物联网技术是信息技术、计算机平台、传感技术等的集成载体，其作为互联网开源模式功能的延伸形式，在使用过程中，更多的是将物体信息与用户之间进行关联处理，物体本身具备信息转换的能力，这样人们通过对数据信息的检索及识别，可分析在自动控制系统或远程控制体系，内部数据信息代表的相关含义，进而更好的解读船舶电气设备运行中的参数点。如图1，为物联网技术支撑下的能源生产检测结构。对于船舶电气系统而言，系统设备在启动过程中，需按照不同的功能点进行数据值匹配及罗列处理，此过程中基于物联网技术而实现的能源支撑Application 创新应用电子技术 第 52 卷 第 4 期（总第 557 期）2023 年 4 月 117机制，按照不同环节功能点进行划分。例如，变电层站、变电层网络、间隔层、过程层网络以及过程层等，每类数据体系罗列的信息参数具有多元性特征，在不同功能指令驱动之下，可按照系统的驱动能力，进行基于设备稳定运行状态下的信息值反馈及相关界定处理。从实际使用优势而言，物联网技术支撑下的系统能源生产及供应机制，则可为电气系统内部电网运行模式起到自主监控及调度处理，如果系统发现某类电气设施存在故障问题，则可进行识别以及自主隔离处理。与此同时，物联网技术可令当前电力系统具有更高的兼容性，针对不同类别的设备组件起到实时检索作用，整项数据信息的检索及驱动，可按照不同指令参数进行链接处理，以真实有效地反映系统驱动过程中可能存在的问题。（2）设备检修环节的应用。针对电气设备进行检修处理时，每类数据体系的建设，均是按照系统功能呈现点进行检索处理的，对于电气系统检修及管理工作而言，也可通过物联网系统架构的平台以及数据传输机制进行信息实时化检索。这样一来，通过信息的自动归档与归类处理，可辅助工作人员更为全面地了解到当前电气系统运行中可能存在的故障问题。如图2所示，为物联网技术支撑下的设备检修结构。基于物联网网络层而实现的设备检索机制。此过程通过网络架构对各类电气设备进行联网处理，通过通信机制辅助物联网平台对电气设备的运行状态起到集成与检索作用。基于物联网应用层实现对数据信息的自主检索及分类。从物联网系统链接形式来讲，其针对单独的电气设备进行介入处理，在不同应用层之间实现数据整合，辅助工作人员了解到设备在独立运行或交互运行期间是否存在故障问题点。应用层是辅助工作人员对当前数据信息进行状态评估与检索的作用，保证对不同设备体系起到全过程检索处理。基于物联网感应层实现的在线监测机制。此过程主要是通过传感器对电气设备进行终端检测处理，通过基础参数的核定，可分析船舶电气设备内部运行参数是否属于异常状态，例如，变压器、断路器以及GIS设备等，均可以通过不同的应用点，针对设备应用功能进行自主优化处理，辅助工作人员全面了解到系统驱动过程中的问题。4 结语物联网技术支撑下的电气设备安全监测机制，利用物联网整合功能，将电气设备进行关联，为工作人员提供更为全面的系统运行信息，增强检索及运维效率。在后续发展中，应进一步深化技术应用范畴，结合管理制度，打造技术与管控相结合的运维管理体系，提高船舶电气设备运行的稳定性。参考文献1 倪伟.基于无线网络的船舶电气设备过热监测系统J.舰船科学技术,2022,44(06):170-173.2 陈晓宇,张英争.单片机技术电气设备电源频率控制方法研究J.舰船科学技术,2020,42(16):121-123.3 田荣明,唐京瑞.基于物联网技术的船舶电气设备检修方法优化分析J.舰船科学技术,2020,42(02):121-123.4 郭利强,栾晓亮,丁军,陈春维.船舶电气设备标准支架的三种出图方式分析J.中国水运,2020(01):75-77.5 吴浩挺.关于船舶电气设备的安装及其施工工艺的研究J.船舶物资与市场,2019(12):81-82.图1 物联网技术支撑下的能源生产检测结构图2 物联网技术支撑下的设备检修结构