船舶電氣自動化技術

船舶電氣自動化技術船舶電氣自動化技術船舶電氣自動化技術【1】摘要：電氣自動化技術是支持船舶運行的主要技術類型，支撐著整個船舶系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，電氣自動化系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性直接影響著船舶的航行質量，因此，必須加大船舶電氣自動化技術的研究力度，維護船舶的安全。文章首先分析了船舶電氣自動化技術的類型，然后分析了其未來的發(fā)展趨勢。關鍵詞：船舶系統(tǒng);船舶運行;航行質量；電氣自動化技術;船舶安全1船舶電氣自動化技術研究要想使船舶電氣自動化系統(tǒng)能夠高效、持續(xù)發(fā)揮作用，就要加強電氣自動化技術的研究，以此來控制故障問題的發(fā)生概率，確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。對于船舶系統(tǒng)來說，主要的電氣自動化技術包括以下方面：1.1軸帶發(fā)電技術船舶屬于高能耗的水上交通工具，其燃料成本占總成本的一半以上，所以，必須加大節(jié)能技術的研發(fā)力度，其中軸帶發(fā)電技術就達到了這一目標。軸帶發(fā)電機主要通過主軸來啟動，主軸跟著主機轉動并逐步改變速度和頻通過觀察主機運行情況、航行水域特點等來調控軸帶發(fā)電機。通常選擇機械式恒頻與電氣式恒頻，特別是電氣元件的不斷升級發(fā)展，當前晶閘管逆變模式被廣泛應用于軸帶發(fā)電系統(tǒng)。近年來，節(jié)能技術又獲得了全新的發(fā)展，廢氣透平發(fā)電機引入其中，同軸帶發(fā)電機一道共同進行優(yōu)勢互補，打造出SSG系統(tǒng)，此系統(tǒng)憑借靜止變頻器同電網(wǎng)連接在一起。當船舶航行運轉耗能上升，廢氣透平發(fā)電機無法發(fā)揮有效作用時，軸帶發(fā)電機則發(fā)揮供電供能作用;相反，船舶能耗逐漸降低，有余下的功率，那么軸帶發(fā)電組則充當電動機來通過船舶電網(wǎng)獲得能量，為主機運行提供動力，推動主機的持續(xù)運行。靜止變頻器中的兩組晶閘管在整流與逆變狀態(tài)下都能發(fā)揮作用。如果軸帶發(fā)電機發(fā)揮供電供能作用，變頻器就能把軸帶發(fā)電機的輸出變成恒頻輸出。當軸帶發(fā)電機處于電動機模式下，變頻器就會充當變頻調速設備，因為發(fā)電機的一切輸出功率都要途徑變頻器來運輸，所以必須選擇功率較大的電氣元件。因為變頻器占地空間大、成本高，同時功率因素較低，這樣就對傳統(tǒng)的軸帶發(fā)電機系統(tǒng)進行了改造、升級與優(yōu)化，異步軸帶發(fā)電機產生了。異步軸帶發(fā)電機系統(tǒng)主要依靠雙饋異步電機轉子頻率補償?shù)募夹g方法來維持恒頻穩(wěn)壓，通過計算機系統(tǒng)來控制這一系統(tǒng)，實現(xiàn)了信息自動化控制的功能與效果。1.2容錯技術容錯技術主要是指電氣自動化系統(tǒng)工作過程中，當出現(xiàn)故障問題時，自身的承受能力，容錯技術的作用表現(xiàn)在：1.2.1系統(tǒng)故障監(jiān)測。當電氣自動化系統(tǒng)工作過程中有故障問題，在容錯技術的監(jiān)測下，能夠及時、精準地發(fā)現(xiàn)并定位故障，并明確故障的類型、特征，再進行自動化隔離。從而維護系統(tǒng)安全、穩(wěn)定。1.2.2故障控制。在容錯技術支持下，自動化系統(tǒng)中的故障問題能夠被及時檢測與定位，根據(jù)故障的方位、類型等來選擇解決對策，對故障加以分析并處理，以此來維護船舶電氣自動化系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。對于船舶電氣自動化系統(tǒng)的故障處理通常經歷以下過程：故障監(jiān)測、定位、分析故障性質、明確故障單元，使故障信號變成低電平信號，并輸送至決策單元，再加以處理，實際的故障包括以下類型：故障1：啟動預備性機組，從而集中而有效地控制機組工作的負荷量。故障2：同樣啟動預備機組，再延長出現(xiàn)故障問題機組的關閉時間，從而更加高效、科學地處理好故障問題。故障3：切斷故障性機組的運行，再將備用機組及時啟動。對于故障2和3最佳的解決方式就是立即停運機組，直到故障問題發(fā)現(xiàn)并解決后，再次啟動機組，也就是說如果故障尚未排除，機組不關閉可能會造成故障進一步惡化，影響系統(tǒng)的高效運行。1.3電力推進技術電力推進技術屬于一類維護船舶系統(tǒng)安全運行的電子自動化技術，特別是得益于現(xiàn)代社會中信息技術、電子技術、電子設備等的支持，使得電力推進技術的應用范圍更廣、作用更多。電力推進技術按照電力傳動分類主要包括：交流與直流傳動技術。最近一些年來，前者獲得了飛快發(fā)展，特別是交流調速技術的不斷發(fā)展，使得交流電力系統(tǒng)獲得了全新的發(fā)展，與直流傳動技術相比，更具優(yōu)勢地位。能夠極大程度地確保船舶電氣自動化系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)工作，提高船舶運轉的安全水平。其中交流電力技術大致包括兩大推進系統(tǒng)：LCI，直流無換向器電動機;CCV，交流無換向器電動機。前者是利用變頻器來達到同步調速的功能，達到從交流f直流f交流的過程。其中船舶的工作運轉同調距螺旋槳之間彼此配合、協(xié)助、協(xié)調來工作，船舶實際的航行中，遇到區(qū)域狹窄、位置閉塞的航道或海灣等，要想依然保持順利通行、暢通無阻，就要對交流推動機進行調整，使其處于最低速工作模式;相反，船舶進入面積寬廣的公海海域，則要對推動機進行調整，確保其進入同步、超同步轉換模式。對于CCV系統(tǒng)來說，則是憑借變頻器的同步調速來達到直流、交流間的變化與轉變的，最后打造出交流調速工作系統(tǒng)。1.4電磁兼容技術通常來說，船舶會處于一個相對復雜的運行環(huán)境，易受天氣、水文等自然條件的'影響，導致電磁污染問題，運用電磁兼容技術能夠解決這一問題，強化船舶的電磁抵御能力。要想保證船舶各項裝置、設備等的安全、穩(wěn)定，就要加強電磁兼容設計，其中必須具備以下條件：（1）出現(xiàn)了干擾源；（2）存在傳輸介質；（3）存在敏感的接收單元。所謂的電磁兼容技術簡單說就是要這三大條件中的任何一個，從而解除電磁干擾。為了達到這一目標就要加強元件、器件的正確選型，其中要重點控制干擾信號敏感的元件。1.5隔離變壓器技術船舶電氣自動化技術最大的干擾來自于交流電源，對其改造優(yōu)化的有效措施就是隔離電氣設備的變壓器，達到獨自提供電能，或者把供電設備同強電設備分離，這樣就有效隔離了干擾，船舶電源通過交流變壓器來有效過濾高頻信息，在此基礎上隔離變壓器，從而為自控設備提供獨立電源，達到有效排除干擾的目的。1.6RC吸收技術因為船舶電氣系統(tǒng)具有自動化屬性，這其中必然會關系到各類電氣裝置，例如繼電器、接觸器等，類似的電氣裝置容易產生電磁干擾現(xiàn)象，針對這一問題應選擇RC吸收設備，這一技術性能較為穩(wěn)定，不會隨著電壓的變化而出現(xiàn)不穩(wěn)定的變化問題，這樣就解決了電磁干擾問題。2船舶電氣自動化技術發(fā)展趨勢船舶電氣自動化技術屬于綜合性、程序性強的技術類型，從船舶電氣自動化系統(tǒng)的設計、生產、運行、完善都需要特定的自動化技術的支持。在當前信息技術、通信技術、自動化技術等不斷發(fā)展的現(xiàn)代時期，船舶電氣化系統(tǒng)必將朝著自動化、智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展。船舶作為聯(lián)系外界的網(wǎng)絡通訊系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)信息的傳播、信息的通訊交流，這無疑確保了船舶的安全、高效、穩(wěn)定運行。3結語船舶電氣自動化技術能夠維護船舶的常規(guī)工作與高效運行，必須加大對自動化技術的研究力度，不斷優(yōu)化改進自動化技術，實現(xiàn)自動化技術的優(yōu)勢整合與力量有效發(fā)揮。參考文獻杜一民.船舶電氣自動化系統(tǒng)可靠性保障技術的應用[J].機電信息，2012，(9).白永昕，彭成.船舶電氣自動化中幾個重要技術的應用[J].世界海運，2011，(3).陳柏平.船舶自動化系統(tǒng)領域發(fā)展趨勢初探[J].中國水運(下半月)，2008,(9).煤礦電氣自動化的發(fā)展趨勢【2】摘要：在電氣自動化技術飛速發(fā)展的形勢下，煤礦企業(yè)逐漸將電氣自動化應用于生產中，基本實現(xiàn)了電氣自動化控制，并且對電氣自動化在生產中的應用做出了進一步的探索，但是在這個探索的過程中出現(xiàn)了生產成本過高等問題，影響到企業(yè)的正常運營。文章分析了煤礦企業(yè)電氣自動化的發(fā)展現(xiàn)狀，并對其發(fā)展趨勢做了展望。關鍵詞：煤礦企業(yè);電氣自動化;煤礦生產;信息系統(tǒng);硬件平臺;控制軟件縱觀電氣自動化的發(fā)展歷程，我們可以看到電氣自動化技術在生產領域得到了廣泛的應用。就煤礦生產領域而言，電氣自動化技術的應用及發(fā)展取得了很多的成果，而這主要得益于煤礦企業(yè)對電氣自動化不斷做出研究與探索。但是，在科學技術飛速發(fā)展的形勢下，煤礦企業(yè)電氣自動化的發(fā)展面臨著新的問題，因此要想完善企業(yè)電氣自動化，就要對其發(fā)展現(xiàn)狀有一個全面的了解，并據(jù)此而做出科學合理的發(fā)展展望，從而使煤礦企業(yè)在企業(yè)管理及運營上具備更大的優(yōu)勢。1煤礦企業(yè)電氣自動化的發(fā)展現(xiàn)狀科學技術的發(fā)展推動了我國煤礦企業(yè)電氣自動化的發(fā)展，特別是電子技術，它在煤礦電氣自動化的發(fā)展中起到了關鍵性的作用。就目前的情況而言，煤礦企業(yè)電氣自動化的發(fā)展現(xiàn)狀歸納起來主要為以下三點：：1.1信息系統(tǒng)集成方面的發(fā)展現(xiàn)狀煤礦企業(yè)電氣自動化的信息系統(tǒng)主要由兩個部分構成：一個是企業(yè)管理信息系統(tǒng);另一個是機械設備的信息系統(tǒng)。從企業(yè)管理信息系統(tǒng)方面來看，通過對管理層的數(shù)據(jù)信息進行讀取和存儲，已經實現(xiàn)了對井下生產的全程監(jiān)控，這個監(jiān)控工作包括企業(yè)的財務情況、企業(yè)工人的個人基本信息等。從企業(yè)機械設備的信息系統(tǒng)發(fā)展情況來看，信息技術的普及與使用在其中發(fā)揮著重要的作用。這主要表現(xiàn)為微電子技術以及微處理器技術在電氣自動化的機械設備及系統(tǒng)中的應用大量增加，而這項改變同時又引起了通訊環(huán)境、軟件體系及軟件自身的兼容性的變化，總體而言其兼容性得到提升。1.2硬件平臺方面的發(fā)展現(xiàn)狀對電氣自動化而言，硬件是其系統(tǒng)運營的物質基礎。從目前的情況來看，硬件方面的建設也取得了一些進步。首先，在編程接口方面，其標準化基本上已經在各大煤礦企業(yè)中得到實現(xiàn)。PLC產品是電氣自動化的重要物質支撐，而生產廠家的不同使得它的編程方式也有所不同。企業(yè)在使用過程中就有將其統(tǒng)一化和標準化的實際需求。基于這樣的需求，PLC產品的編程接口實現(xiàn)了標準化。其次，在工控標準方面，已經實現(xiàn)了統(tǒng)一的標準。微軟公司所開發(fā)的WindowsNT、WindowsCE、InternetExplore因其強大的功能而逐漸成為了實際上的工控標準平臺。最后，分布式通訊總線在硬件設備中得到了推廣使用。通過分布式的控制，各個模塊得以與現(xiàn)場設備連接在一起，而各個設備就成為了檢測現(xiàn)場的機器以及執(zhí)行操控指令的機器。1.3控制軟件方面的發(fā)展現(xiàn)狀控制軟件是實現(xiàn)電氣自動化生產的最為核心和關鍵的部分，基于控制軟件的電氣自動化監(jiān)控系統(tǒng)的建設，使得煤礦企業(yè)實現(xiàn)了無人值守的自動化生產。就現(xiàn)狀而言，控制軟件在電氣自動化控制系統(tǒng)中的應用主要體現(xiàn)在集中監(jiān)控、遠程監(jiān)控以及現(xiàn)場總線監(jiān)控三個方面，它在其中既發(fā)揮了優(yōu)勢，比如使系統(tǒng)的運行及維護操作更為簡便易行，但是同時它也使暴露出一些缺點，總體上看它的應用帶來了積極的作用。2煤礦企業(yè)電氣自動化的發(fā)展趨勢展望煤礦企業(yè)電氣自動化的發(fā)展趨勢，對今后煤礦企業(yè)電氣自動化建設具有很強的指導意義。筆者認為，未來煤礦企業(yè)電氣自動化的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)為以下六點：2.1煤礦企業(yè)將以信息化建設作為煤礦企業(yè)的重點建設項目這是由社會向信息化發(fā)展的大趨勢所決定的，同時煤礦企業(yè)自身的發(fā)展規(guī)律也要求將信息化作為企業(yè)建設的重點。在這一動機的驅動下，煤礦企業(yè)的設備與網(wǎng)絡技術將得到進一步的融合，于是網(wǎng)絡自動化水平將得到很大的提升，而企業(yè)的管理和控制將實現(xiàn)一體化。除此之外，信息化建設也將使企業(yè)的信息處理能力得到很大的提高。2.2加強統(tǒng)一的系統(tǒng)平臺的開發(fā)將成為整個煤礦生產領域的戰(zhàn)略性選擇系統(tǒng)平臺的統(tǒng)一性對降低企業(yè)用于設計系統(tǒng)、維護系統(tǒng)等方面的費用及消耗有著重要的意義。無論是現(xiàn)在還是將來，煤礦企業(yè)關于減少不必要的消耗、節(jié)約成本的目標追求幾乎是不變的，因此，在未來的生產經營中，煤礦企業(yè)將加大開發(fā)統(tǒng)一系統(tǒng)平臺的力度，使財務系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)等的接口實行統(tǒng)一的標準，從而促成辦公環(huán)境的標準化，實現(xiàn)節(jié)約生產成本的目標。2.3合理的網(wǎng)絡架構是未來煤礦企業(yè)在建設電氣自動化系統(tǒng)過程中所要重點實施的項目為提高電氣自動化系統(tǒng)的工作效率，煤礦企業(yè)就必須在網(wǎng)絡架構方面做出實質性的改變。從煤礦企業(yè)的發(fā)展形勢來看，電氣設備的智能化是發(fā)展主流，因而網(wǎng)絡架構要包含對它的生產現(xiàn)場進行相關的監(jiān)督與管理等方面的內容，同時，網(wǎng)絡架構還要將計算機監(jiān)督系統(tǒng)和企業(yè)的管理系統(tǒng)聯(lián)系起來，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的交流。2.4提升電氣設備的自動化水平將成為未來煤礦企業(yè)發(fā)展過程中的建設性舉措電氣設備的自動化技術是建成電氣自動化系統(tǒng)的基礎，只有提升電氣設備的自動化水平，才能使電氣自動化技術水平有所提高。因此，在未來，煤礦企業(yè)將全面實現(xiàn)電氣設備的自動化操作，創(chuàng)造出更為安全、高效的工作環(huán)境，進而促成煤礦生產的智能化局面的形成。2.5煤礦企業(yè)將全面推廣分布式的監(jiān)控方式在煤礦企業(yè)實現(xiàn)了機械化、規(guī)?；a之后，就面臨著龐大而復雜的生產與管理環(huán)境，在這種情況下，監(jiān)控方式的選擇具有很強的指向性。就實際效用而言，分布式的監(jiān)控方式最能適應新的生產與管理方法。所以，煤礦企業(yè)在未來將全面推廣分布式的監(jiān)控方式，使監(jiān)控效率更高、效果更好。2.6煤礦企業(yè)將共同走上自主研發(fā)電氣自動化技術的道路煤礦企業(yè)未來的發(fā)展狀況中，生產技術水平更高、經驗更豐富是可以預見的。有了這些積累做支撐，煤礦企業(yè)在自主研發(fā)電氣自動化技術上就有了更多的底氣，企業(yè)將投入足夠的資金用于技術的研發(fā)，為提升企業(yè)的核心競爭力增添砝碼。3結語煤礦電氣自動化對煤礦企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展具有重要的意義和作用，它的未來發(fā)展方向自然應該得到重視。綜合以上論述，煤礦企業(yè)電氣自動化的發(fā)展趨勢主要體