船舶电气自动化的发展及其设备故障排除方法.pdf

第 31 卷 第 6 期2023 年 6 月Vol.31 No.6Jun.,2023船 舶 物 资 与 市 场 MARINE EQUIPMENT/MATERIALS&MARKETING0 引言伴随着现代化经济快速增长以及科学技术水平不断提升，电气自动化技术在各个行业领域中得到推广应用，并发挥着至关重要的作用。而我国船舶行业为顺应时代发展，开始大力推动电气自动化建设工作，为行业发展提供了有力的技术支持。但在发展过程中，自动化设备运行依旧存在一定故障，进而对船舶动力系统正常使用产生影响，为充分发挥其在船舶领域中作用，应加强对船舶电气自动化研究，明确其现状以及发展历程，并加强对存在故障的了解，掌握相应电气自动化技术，并进行解决，从而保证能够推动船舶领域快速发展。1 船舶电气自动化现状各种先进科学技术在船舶领域的推广应用，实现了船舶电气自动化发展，依靠相关技术，为船舶操作和稳定运行提供了有力技术支持，且提升船舶运行的安全可靠性以及运行效率。当下船舶电气自动化在出行、装运、卸载以及内部管理等多个环节中得到应用，借助相关工作站能够实现对多个环节自动化管理，通过总站对各个环节进行操控，可建立综合性电气自动一体化系统，能够增强整体操控管理水平。但电气自动化技术在应用中依旧存在一些隐患，不仅会引发设备的运行故障，而且会导致船舶运行期间出现安全隐患，进而影响船舶行业快速发展。因此，在日常管理中，船舶领域相关人员进船舶电气自动化的发展及其设备故障排除方法刘 明（威海中远海运重工科技有限公司，山东 威海 264200）摘 要：现代化科学技术的飞速发展，使得船舶行业相关科学技术水平逐渐提升。而电气自动化作为船舶领域重要的技术，在其支持下能够提高船舶各项系统稳定性以及操作便捷性，能够为其航行提供安全保障，各项技术的应用在极大程度上推动了船舶事业发展。基于此，本文主要围绕船舶电气自动化展开分析，探讨其发展、现状，研究船舶电气自动化系统的组成部分，并对其自动化中相关技术进行分析，探讨船舶自动化设备故障的措施以及故障处理方法。关键词：船舶电气；自动化；控制系统中图分类号：U664.81 文献标识码：A DOI:10.19727/ki.cbwzysc.2023.06.025引用格式刘明.船舶电气自动化的发展及其设备故障排除方法 J.船舶物资与市场,2023,31(6):77-79.一步提升了船舶电气自动化系统可靠性，提升了对电气自动化技术的重视程度，并加强了对相关故障的研究，然后采用多种有效措施进行解决，保证船舶电气设备的正常使用，而且为行业发展提供进一步支持。2 船舶电气自动化发展2.1 工作效率得到提升现代化信息技术的快速发展以及推广应用，使得船舶行业向电气自动化方向发展，进一步完善了控制和管理船舶网络系统，提升了船舶运行工作效率。同时，在发达的网络技术和系统的支持下，不仅提升了管理数字化水平以及对图像工作的处理能力，而且通过人机结合方式操作船舶，能够有效降低工作人员工作强度，减少人为操作管理失误，提升整体工作效率。2.2 电气设备性能逐渐完善电气自动化设备在船舶行业领域中应用，为人们展开日常管理运营工作提供了极大便利，为船舶行业实现自动化发展提供了有力支持。在性能更加优秀的技术设备应用前景的推动下，很多行业开始研发更加高端的电气设备，以此提高设备使用性能，并在不影响性能的前提下尽可能减少成本，且在技术设备研究中诞生了更多新型技术手段，不仅可提高船舶操控便利性，而且推动了船舶行业技术改革，进一步实现了船舶领域的自动化发展1。2.3 监控系统准确性显著提升船舶电气自动化发展中以计算机网络发展为基础，收稿日期：2023-03-09作者简介：刘明（1982-），男，本科，工程师，研究方向为船舶电气。船舶物资与市场第 31 卷 第 6 期 78 充分利用监控系统功能，提升了监督控制准确性，为船舶使用性能以及运行安全性提供了更高保障。同时，各种电气自动化技术的运用，有效降低了船舶制造与管理方面成本，提升了行业发展的经济性。2.4 自动化系统网络化发展在对船舶电气自动化系统进行控制期间，可选择冗余结构，此类结构能够为船舶网络管理器结构系统提供安全保障，并且通过提升自动化系统网络水平，发挥网络在管理方面的作用，进一步降低人为操作管理工作量，有效弥补人为开展管理工作存在的不足，全面提升工作效率。3 船舶电气自动化系统组成3.1 船舶电气系统船舶电力系统，指的是将可利用到的配电装置、电源装置以及负载装置等按照规定方式进行连接，然后借助船舶中的电能，经产生、传输、分配或消耗等过程，将全部装置和网络联系起来，这种组合方式确定了船舶电力系统工作原理以及在整个船舶中的地位。该系统利用船舶配备发电机或原动机可产生能量，并进行能量转换，然后在电线传输中完成各个环节的电能输送工作，最终实现各个构件和机械设备正常运转。3.2 电站电站属于电子系统中的重要组成部分，其主要功能是转换能量。由于电站功能的实现，主要是借助可再生资源实现电能转换。在该模式下，不仅能够保证电能洁净性、稳定性，而且能够提升转化效率，并为船舶电气自动化设备正常运转提供支持，可有效避免能量缺少而引发的电能供应中断，且不会产生环境污染，利于减少相关污染物质和气体2。3.3 电力网电力网是船舶中电气自动化设备用于传输电力电能的重要网络系统，通过该网络能够为电力设备注入足够运行电能，并且作为电能运转的重要通道，关系到电气设备自动化功能的实现。通过对电力输送线路进行精密合理设计，可将船舶中电气自动化设备连接起来，并构建统一电力网络，该网络包含主电网、应急电网、照明电网以及弱电装置几部分，网络运行中可根据不同工作需求选择适合的电网。4 船舶电气自动化发展中的主要技术4.1 电力电子技术在船舶电气自动化发展中，主要利用电力电子技术开展轴带发电以及电磁推进两方面工作。利用主轴驱动的轴带发电机作为船舶的节能设备，其运行状态在极大程度上决定着轴带发电机运行状况，且主机转速与轴带发电机转速存在直接关联性。当前轴带发电机应用中，电气式与机械式是属于较为常用的 2 种恒频方式。而在电力电子器件不断优化升级中，晶闸管逆转方式逐渐成为轴带发电系统设计中主要采用的方式。电力推进系统主要是根据传动差异对传动方式进行划分，通常划分为直流传动与交流传动 2 种形式。其中，直流推进方式使用时间相对较长，技术较为成熟，但由于使用中存在一定弊端，逐渐被交流推进方式取代。而交流传动方式在近些年科学技术成果的支持下，取得了飞速发展，并实现了广泛应用。当下交流无换向器电动机推进系统已经成为最为常见的交流电力推进方式3。4.2 CAN 电站测控系统控制器局域网络（Controller Area Network，CAN）作为船舶电气自动化系统中的重要组成部分，若位于 CAN网络节点中，发电机组、检测微机和控制台同时处于CAN 总线上，会形成电站自动控制网络，然后将船舶中极大部分控制网络连接后，才能构建完整的船舶网络平台架构，从而确保各个节点可作为参与控制检测的“自控制区”，这样才能发挥其独立检测功能。而在发电机节点上集成的具备测量和监控功能的设备，可将收集到的结果上传至控制台，然后结合接收到的测量结果以及相关控制要求信息，对各个节点下达相关控制指令。同时利用检测微机对各个节点进行检测，及时发现存在的异常情况，进行及时处理，可保证整个船舶 CAN 系统实现稳定正常运转，并为船舶实现电气自动化提供支持。4.3 系统可靠性保障技术在船舶体系自动化设备运行中，为保证设备内部系统运行的安全可靠，必须落实系统可靠性保障技术，以此加强对可能存在的异常问题和情况的控制，避免对系统正常运转产生影响。目前，部分发达国家在船舶电气自动化领域中，通过采用电磁兼容设计、容错技术设计等方式，提高了电气自动化技术的可靠性应用。而我国借助各种先进技术和设计方式进行船舶的电气自动化系统设计，不仅保证了系统能够实现其功能，而且为系统安全运行提供了保证。5 船舶电气自动化设备故障排除方法5.1 完善设备管理制度在船舶管理工作中，通过制定科学、系统、全面的设备管理制度，能够为各项工作有序开展提供指导。船第 6 期 79 舶管理中涉及到人员、设备、配件等多个方面，要求对各个方面管理要求进行明确规定,并将具体管理内容细化到各个环节与个人，以此明确各个部门和个人设备管理责任，加快构建良好的设备管理范围，并加强对设备管理的监控力度，确保各个部门及管理人员能够严格按照相关制度落实具体管理工作。在具体管理期间，针对设备配件管理中存在的混乱问题，应以实际为基础，制定相应管理档案，详细记录船舶设备配件数量、配件类型、配件性能以及各种配件使用期间的相关信息，以便于船员能够及时了解各种部件相关资料，从而进行有效管理。此外，在领取配件时，要求严格按照制度展开配件发放工作，加强对配件数量控制力度，并将配件存取详细记录在案4。5.2 船舶电气自动化系统故障处理原则在进行船舶设备故障检修工作中，为提高工作效率并保证工作开展安全性，需要按照以下原则展开检修工作：1）先动后静原则。要求先对工作状态下设备进行检查，然后检查处于静止状态下的设备，将设备故障逐一排除。2）先易后难原则。设备故障问题检查中，要求工作人员先检查结构简单机械设备，然后对复杂结构机械设备进行分析，按照由易到难顺序逐一确定有无故障问题。3）安全原则。工作人员全部检修工作均应在保证安全的前提下展开，这就要求工作人员在排除船舶设备故障时，先关闭电源，并设置维修标志，禁止工作人员在电源未关闭情况下展开维修工作，加强对其日常安全的保障力度。同时在检修过程中，还应确保应急灯的可用性，在为工作人员提供基本照明时，保证检修工作有序落实。5.3 确认故障类型通过观察可以发现，船舶中电气自动化设备故障，通常可以分为显性和隐性 2 种类型。其中，隐性故障属于表面难以观察判断的故障类型，需要借助多种相关设备逐步筛查多个部件，并将可疑因素逐一排除。而显性故障是明面上具有较高分辨率的故障，如线路短路、熔断丝断裂等。在检查工作中，需要先确定具体故障类型，以此为依据展开下一步工作，从而确保检修工作得到顺利推进。5.4 明确设备故障排除步骤船舶运行过程中，为保证能够排除各项设备故障，需要确定故障排除顺序。首先，应详细检查船舶设备，排除设备存在的故障，并确定故障具体情况；其次，应对电气自动化系统说明书以及运转线路图进行详细查看，进一步掌握设备故障情况以及故障引发的多种问题；再次，需要加强对故障具体情况的了解，并对其发生原因进行详细分析，重点检查设备中故障出现的位置。并对出现故障的设备进行拆卸，做好安装记号，避免后期出现安装错误。最后，确定出现故障的具体原因，并做好设备维修工作，并将其他故障排除。然后根据相关规定和标准在安装后试运行，确定整体维修工作得到有效落实。5.5 选择适合的故障排除方法针对船舶电气设备运行中存在的故障，在检修工作中，为快速确定故障现象，需要采用适合的故障排除方法，以此提高整体工作效率。而在实际工作中，常用的方法包含多种，针对不同故障问题，需要采用不同方式进行排除，对于一些较为简单的故障，可采用经验法、直观法、比较法进行确定。对于一些电气故障发生原因较为复杂的设备，在判断时需要围绕电气系统运行基本原理，并借助原理图和实物对比方式，掌握各个环节设备工作原理，对故障发生原因进行全面分析，然后采用科学推理方式确认具体故障类型5。6 结语目前，电气自动化技术作为一种被快速推广应用的先进技术，应用后能够推动各个行业的技术进步与发展，将其引入到船舶制造企业中能够发挥至关重要的作用。同时在该技术支持下，能够加快推动船舶领域工作方式和技术条件改革，并为行业发展提供可靠助力。同时在技术应用中，为充分发挥其作用，还需要加强对船舶电气自动化的研究，了解设备组成以及相关技术，并采用有效的设备故障排除方法处理故障，从而保证船舶电气自动化设备运行的稳定性，为行业发展提供有力保障。参考文献：1 李昊.船舶电气自动化发展及其设备故障排除 J.船舶物资与市场,2021,29(10):17-18.2张爱丽.船舶电气自动化的发展及其设备故障的排除研究J.科技创新导报,2020,17(14):97+99.3 王金.船舶电气自动化的发展及其设备故障的排除探讨 J.科技风,2020(1):148-149.4 曾宪昭.船舶电气自动化的发展及其设备故障的排除 J.中小企业管理与科技(上旬刊),2019(9):172-173.5 李辉辉.船舶电气自动化的发展及其设备故障的排除 J.内燃机与配件,2019(14):204-205.刘明：船舶电气自动化的发展及其设备故障排除方法