船舶電氣自動(dòng)化技術(shù)

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　　船舶電氣自動(dòng)化技術(shù)【1】

　　摘要：電氣自動(dòng)化技術(shù)是支持船舶運行的主要技術(shù)類(lèi)型，支撐著(zhù)整個(gè)船舶系統的安全、穩定運行，電氣自動(dòng)化系統的安全性、穩定性直接影響著(zhù)船舶的航行質(zhì)量，因此，必須加大船舶電氣自動(dòng)化技術(shù)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(dòng)化技術(shù)的類(lèi)型，然后分析了其未來(lái)的發(fā)展趨勢。

　　關(guān)鍵詞：船舶系統;船舶運行;航行質(zhì)量;電氣自動(dòng)化技術(shù);船舶安全

　　1 船舶電氣自動(dòng)化技術(shù)研究

　　要想使船舶電氣自動(dòng)化系統能夠高效、持續發(fā)揮作用，就要加強電氣自動(dòng)化技術(shù)的研究，以此來(lái)控制故障問(wèn)題的發(fā)生概率，確保系統安全、穩定運行。

　　對于船舶系統來(lái)說(shuō)，主要的電氣自動(dòng)化技術(shù)包括以下方面：

　　1.1 軸帶發(fā)電技術(shù)

　　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，必須加大節能技術(shù)的研發(fā)力度，其中軸帶發(fā)電技術(shù)就達到了這一目標。

　　軸帶發(fā)電機主要通過(guò)主軸來(lái)啟動(dòng)，主軸跟著(zhù)主機轉動(dòng)并逐步改變速度和頻率。

　　通過(guò)觀(guān)察主機運行情況、航行水域特點(diǎn)等來(lái)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。

　　近年來(lái)，節能技術(shù)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(jìn)行優(yōu)勢互補，打造出SSG系統，此系統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(wú)法發(fā)揮有效作用時(shí)，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(dòng)機來(lái)通過(guò)船舶電網(wǎng)獲得能量，為主機運行提供動(dòng)力，推動(dòng)主機的持續運行。

　　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(dòng)機模式下，變頻器就會(huì )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(lái)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(shí)功率因素較低，這樣就對傳統的軸帶發(fā)電機系統進(jìn)行了改造、升級與優(yōu)化，異步軸帶發(fā)電機產(chǎn)生了。

　　異步軸帶發(fā)電機系統主要依靠雙饋異步電機轉子頻率補償的技術(shù)方法來(lái)維持恒頻穩壓，通過(guò)計算機系統來(lái)控制這一系統，實(shí)現了信息自動(dòng)化控制的功能與效果。

　　1.2 容錯技術(shù)

　　容錯技術(shù)主要是指電氣自動(dòng)化系統工作過(guò)程中，當出現故障問(wèn)題時(shí)，自身的承受能力，容錯技術(shù)的作用表現在：

　　1.2.1 系統故障監測。

　　當電氣自動(dòng)化系統工作過(guò)程中有故障問(wèn)題，在容錯技術(shù)的監測下，能夠及時(shí)、精準地發(fā)現并定位故障，并明確故障的類(lèi)型、特征，再進(jìn)行自動(dòng)化隔離。

　　從而維護系統安全、穩定。

　　1.2.2 故障控制。

　　在容錯技術(shù)支持下，自動(dòng)化系統中的故障問(wèn)題能夠被及時(shí)檢測與定位，根據故障的方位、類(lèi)型等來(lái)選擇解決對策，對故障加以分析并處理，以此來(lái)維護船舶電氣自動(dòng)化系統的安全、穩定運行。

　　對于船舶電氣自動(dòng)化系統的故障處理通常經(jīng)歷以下過(guò)程：故障監測、定位、分析故障性質(zhì)、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(shí)際的故障包括以下類(lèi)型：

　　故障1：?jiǎn)��?dòng)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(dòng)預備機組，再延長(cháng)出現故障問(wèn)題機組的關(guān)閉時(shí)間，從而更加高效、科學(xué)地處理好故障

　　問(wèn)題。

　　故障3：切斷故障性機組的運行，再將備用機組及時(shí)啟動(dòng)。

　　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(wèn)題發(fā)現并解決后，再次啟動(dòng)機組，也就是說(shuō)如果故障尚未排除，機組不關(guān)閉可能會(huì )造成故障進(jìn)一步惡化，影響系統的高效運行。

　　1.3 電力推進(jìn)技術(shù)

　　電力推進(jìn)技術(shù)屬于一類(lèi)維護船舶系統安全運行的電子自動(dòng)化技術(shù)，特別是得益于現代社會(huì )中信息技術(shù)、電子技術(shù)、電子設備等的支持，使得電力推進(jìn)技術(shù)的應用范圍更廣、作用更多。

　　電力推進(jìn)技術(shù)按照電力傳動(dòng)分類(lèi)主要包括：交流與直流傳動(dòng)技術(shù)。

　　最近一些年來(lái)，前者獲得了飛快發(fā)展，特別是交流調速技術(shù)的不斷發(fā)展，使得交流電力系統獲得了全新的發(fā)展，與直流傳動(dòng)技術(shù)相比，更具優(yōu)勢地位。

　　能夠極大程度地確保船舶電氣自動(dòng)化系統的安全、平穩工作，提高船舶運轉的安全水平。

　　其中交流電力技術(shù)大致包括兩大推進(jìn)系統：LCI，直流無(wú)換向器電動(dòng)機;CCV，交流無(wú)換向器電動(dòng)機。

　　前者是利用變頻器來(lái)達到同步調速的功能，達到從交流→直流→交流的過(guò)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(lái)工作，船舶實(shí)際的航行中，遇到區域狹窄、位置閉塞的航道或海灣等，要想依然保持順利通行、暢通無(wú)阻，就要對交流推動(dòng)機進(jìn)行調整，使其處于最低速工作模式;相反，船舶進(jìn)入面積寬廣的公海海域，則要對推動(dòng)機進(jìn)行調整，確保其進(jìn)入同步、超同步轉換模式。

　　對于CCV系統來(lái)說(shuō)，則是憑借變頻器的同步調速來(lái)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。

　　1.4 電磁兼容技術(shù)

　　通常來(lái)說(shuō)，船舶會(huì )處于一個(gè)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(wèn)題，運用電磁兼容技術(shù)能夠解決這一問(wèn)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、穩定，就要加強電磁兼容設計，其中必須具備以下條件：(1)出現了干擾源;(2)存在傳輸介質(zhì);(3)存在敏感的接收單元。

　　所謂的電磁兼容技術(shù)簡(jiǎn)單說(shuō)就是要這三大條件中的任何一個(gè)，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(diǎn)控制干擾信號敏感的元件。

　　1.5 隔離變壓器技術(shù)

　　船舶電氣自動(dòng)化技術(shù)最大的干擾來(lái)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(guò)交流變壓器來(lái)有效過(guò)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。

　　1.6 RC吸收技術(shù)

　　因為船舶電氣系統具有自動(dòng)化屬性，這其中必然會(huì )關(guān)系到各類(lèi)電氣裝置，例如繼電器、接觸器等，類(lèi)似的電氣裝置容易產(chǎn)生電磁干擾現象，針對這一問(wèn)題應選擇RC吸收設備，這一技術(shù)性能較為穩定，不會(huì )隨著(zhù)電壓的變化而出現不穩定的變化問(wèn)題，這樣就解決了電磁干擾問(wèn)題。

　　2 船舶電氣自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展趨勢

　　船舶電氣自動(dòng)化技術(shù)屬于綜合性、程序性強的技術(shù)類(lèi)型，從船舶電氣自動(dòng)化系統的設計、生產(chǎn)、運行、完善都需要特定的自動(dòng)化技術(shù)的支持。

　　在當前信息技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等不斷發(fā)展的現代時(shí)期，船舶電氣化系統必將朝著(zhù)自動(dòng)化、智能化、數字化、網(wǎng)絡(luò )化方向發(fā)展。

　　船舶作為聯(lián)系外界的網(wǎng)絡(luò )通訊系統，能夠實(shí)現信息的傳播、信息的通訊交流，這無(wú)疑確保了船舶的安全、高效、穩定運行。

　　3 結語(yǔ)

　　船舶電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠維護船舶的常規工作與高效運行，必須加大對自動(dòng)化技術(shù)的研究力度，不斷優(yōu)化改進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢整合與力量有效發(fā)揮。

　　參考文獻

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　　煤礦電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢【2】

　　摘要：在電氣自動(dòng)化技術(shù)飛速發(fā)展的形勢下，煤礦企業(yè)逐漸將電氣自動(dòng)化應用于生產(chǎn)中，基本實(shí)現了電氣自動(dòng)化控制，并且對電氣自動(dòng)化在生產(chǎn)中的應用做出了進(jìn)一步的探索，但是在這個(gè)探索的過(guò)程中出現了生產(chǎn)成本過(guò)高等問(wèn)題，影響到企業(yè)的正常運營(yíng)。

　　文章分析了煤礦企業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展現狀，并對其發(fā)展趨勢做了展望。

　　關(guān)鍵詞：煤礦企業(yè);電氣自動(dòng)化;煤礦生產(chǎn);信息系統;硬件平臺;控制軟件

　　縱觀(guān)電氣自動(dòng)化的發(fā)展歷程，我們可以看到電氣自動(dòng)化技術(shù)在生產(chǎn)領(lǐng)域得到了廣泛的應用。

　　就煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域而言，電氣自動(dòng)化技術(shù)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(dòng)化不斷做出研究與探索。

　　但是，在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的形勢下，煤礦企業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展面臨著(zhù)新的問(wèn)題，因此要想完善企業(yè)電氣自動(dòng)化，就要對其發(fā)展現狀有一個(gè)全面的了解，并據此而做出科學(xué)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(yíng)上具備更大的優(yōu)勢。

　　1 煤礦企業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展現狀

　　科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了我國煤礦企業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展，特別是電子技術(shù)，它在煤礦電氣自動(dòng)化的發(fā)展中起到了關(guān)鍵性的作用。

　　就目前的情況而言，煤礦企業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展現狀歸納起來(lái)主要為以下三點(diǎn)：

　　1.1 信息系統集成方面的發(fā)展現狀

　　煤礦企業(yè)電氣自動(dòng)化的信息系統主要由兩個(gè)部分構成：一個(gè)是企業(yè)管理信息系統;另一個(gè)是機械設備的信息系統。

　　從企業(yè)管理信息系統方面來(lái)看，通過(guò)對管理層的數據信息進(jìn)行讀取和存儲，已經(jīng)實(shí)現了對井下生產(chǎn)的全程監控，這個(gè)監控工作包括企業(yè)的財務(wù)情況、企業(yè)工人的個(gè)人基本信息等。

　　從企業(yè)機械設備的信息系統發(fā)展情況來(lái)看，信息技術(shù)的普及與使用在其中發(fā)揮著(zhù)重要的作用。

　　這主要表現為微電子技術(shù)以及微處理器技術(shù)在電氣自動(dòng)化的機械設備及系統中的應用大量增加，而這項改變同時(shí)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)展現狀

　　對電氣自動(dòng)化而言，硬件是其系統運營(yíng)的物質(zhì)基礎。

　　從目前的情況來(lái)看，硬件方面的建設也取得了一些進(jìn)步。

　　首先，在編程接口方面，其標準化基本上已經(jīng)在各大煤礦企業(yè)中得到實(shí)現。

　　PLC產(chǎn)品是電氣自動(dòng)化的重要物質(zhì)支撐，而生產(chǎn)廠(chǎng)家的不同使得它的編程方式也有所不同。

　　企業(yè)在使用過(guò)程中就有將其統一化和標準化的實(shí)際需求。

　　基于這樣的需求，PLC產(chǎn)品的編程接口實(shí)現了標準化。

　　其次，在工控標準方面，已經(jīng)實(shí)現了統一的標準。

　　微軟公司所開(kāi)發(fā)的Windows NT、Windows CE、Internet Explore因其強大的功能而逐漸成為了實(shí)際上的工控標準平臺。

　　最后，分布式通訊總線(xiàn)在硬件設備中得到了推廣使用。

　　通過(guò)分布式的控制，各個(gè)模塊得以與現場(chǎng)設備連接在一起，而各個(gè)設備就成為了檢測現場(chǎng)的機器以及執行操控指令的機器。

　　1.3 控制軟件方面的發(fā)展現狀

　　控制軟件是實(shí)現電氣自動(dòng)化生產(chǎn)的最為核心和關(guān)鍵的部分，基于控制軟件的電氣自動(dòng)化監控系統的建設，使得煤礦企業(yè)實(shí)現了無(wú)人值守的自動(dòng)化生產(chǎn)。

　　就現狀而言，控制軟件在電氣自動(dòng)化控制系統中的應用主要體現在集中監控、遠程監控以及現場(chǎng)總線(xiàn)監控三個(gè)方面，它在其中既發(fā)揮了優(yōu)勢，比如使系統的運行及維護操作更為簡(jiǎn)便易行，但是同時(shí)它也使暴露出一些缺點(diǎn)，總體上看它的應用帶來(lái)了積極的作用。

　　2 煤礦企業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢

　　展望煤礦企業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢，對今后煤礦企業(yè)電氣自動(dòng)化建設具有很強的指導意義。

　　筆者認為，未來(lái)煤礦企業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢主要體現為以下

　　六點(diǎn)：

　　2.1 煤礦企業(yè)將以信息化建設作為煤礦企業(yè)的重點(diǎn)建設項目

　　這是由社會(huì )向信息化發(fā)展的大趨勢所決定的，同時(shí)煤礦企業(yè)自身的發(fā)展規律也要求將信息化作為企業(yè)建設的重點(diǎn)。

　　在這一動(dòng)機的驅動(dòng)下，煤礦企業(yè)的設備與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)將得到進(jìn)一步的融合，于是網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)化水平將得到很大的提升，而企業(yè)的管理和控制將實(shí)現一體化。

　　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 加強統一的系統平臺的開(kāi)發(fā)將成為整個(gè)煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域的戰略性選擇

　　系統平臺的統一性對降低企業(yè)用于設計系統、維護系統等方面的費用及消耗有著(zhù)重要的意義。

　　無(wú)論是現在還是將來(lái)，煤礦企業(yè)關(guān)于減少不必要的消耗、節約成本的目標追求幾乎是不變的，因此，在未來(lái)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中，煤礦企業(yè)將加大開(kāi)發(fā)統一系統平臺的力度，使財務(wù)系統、安全系統、管理系統、PLC系統等的接口實(shí)行統一的標準，從而促成辦公環(huán)境的標準化，實(shí)現節約生產(chǎn)成本的目標。

　　2.3 合理的網(wǎng)絡(luò )架構是未來(lái)煤礦企業(yè)在建設電氣自動(dòng)化系統過(guò)程中所要重點(diǎn)實(shí)施的項目

　　為提高電氣自動(dòng)化系統的工作效率，煤礦企業(yè)就必須在網(wǎng)絡(luò )架構方面做出實(shí)質(zhì)性的改變。

　　從煤礦企業(yè)的發(fā)展形勢來(lái)看，電氣設備的智能化是發(fā)展主流，因而網(wǎng)絡(luò )架構要包含對它的生產(chǎn)現場(chǎng)進(jìn)行相關(guān)的監督與管理等方面的內容，同時(shí)，網(wǎng)絡(luò )架構還要將計算機監督系統和企業(yè)的管理系統聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現信息數據的交流。

　　2.4 提升電氣設備的自動(dòng)化水平將成為未來(lái)煤礦企業(yè)發(fā)展過(guò)程中的建設性舉措

　　電氣設備的自動(dòng)化技術(shù)是建成電氣自動(dòng)化系統的基礎，只有提升電氣設備的自動(dòng)化水平，才能使電氣自動(dòng)化技術(shù)水平有所提高。

　　因此，在未來(lái)，煤礦企業(yè)將全面實(shí)現電氣設備的自動(dòng)化操作，創(chuàng )造出更為安全、高效的工作環(huán)境，進(jìn)而促成煤礦生產(chǎn)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控方式

　　在煤礦企業(yè)實(shí)現了機械化、規�；�生產(chǎn)之后，就面臨著(zhù)龐大而復雜的生產(chǎn)與管理環(huán)境，在這種情況下，監控方式的選擇具有很強的指向性。

　　就實(shí)際效用而言，分布式的監控方式最能適應新的生產(chǎn)與管理方法。

　　所以，煤礦企業(yè)在未來(lái)將全面推廣分布式的監控方式，使監控效率更高、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(dòng)化技術(shù)的道路

　　煤礦企業(yè)未來(lái)的發(fā)展狀況中，生產(chǎn)技術(shù)水平更高、經(jīng)驗更豐富是可以預見(jiàn)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(dòng)化技術(shù)上就有了更多的底氣，企業(yè)將投入足夠的資金用于技術(shù)的研發(fā)，為提升企業(yè)的核心競爭力增添砝碼。

　　3 結語(yǔ)

　　煤礦電氣自動(dòng)化對煤礦企業(yè)的現代化發(fā)展具有重要的意義和作用，它的未來(lái)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(dòng)化的發(fā)展趨勢主要體現在軟件及硬件的建設方面，創(chuàng )新與發(fā)展是其根本性的特征。

　　廣大的煤礦企業(yè)要結合自身實(shí)際，對本行業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展做出合理的展望，并據此科學(xué)地規劃企業(yè)的發(fā)展道路。

　　參考文獻

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