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摘要：船舶电气自动化系统的运行和使用属于复杂度较高的系统工程，要在电气化系统的使用中保证其安全性及可靠性需要重视安全保障技术的研究。船舶电气自动化系统运行中也容易出现不同程度的故障问题，影响船舶运行，基于这一点，既要在设备更新和改进中提高其基本性能，又要在技术研究中提高其安全保障度，总体工程设计复杂、难度系数大，需要加大研究投入力度。
关键词：船舶电气；自动化系统；可靠性；保障技术
1船舶电气自动化技术的现状概述
二十一世纪以来，计算机辅助设计技术、通讯技术、电子信息技术的日益成熟给船舶自动化的实现奠定了基础。由电子计算机对船舶驾驶、机舱管理和货物装卸进行自主控制，进而实现机舱自动化、航行自动化和装卸货物自动化为一体的综合的电气自动化系统，是船舶自动化需要达到的要求。
综合性强的船舶电气自动化系统通常由若干个分控制系统、两个主控的工作母站和若干个工作分站组成。通常情况下，一个主控工作母站设置在机舱控制室内，在驾驶室设置另一个工作母站。两个主控的工作母站必须完全独立，分别控制，必要时可以两者协同控制船舶。这样的好处是一方面可以让两个工作母站互为备用，当其中一个发生故障时，可以及时启用另一个工作母站以保证船体的正常运行；另一方面两者协同控制也大大提高了整体船舶自动化的准确性。由高速信息传输技术组成的综合网络是两个工作母站和其余分控制系统间进行信心交换的渠道，在这个网络中可以根据不同船舶的需要（监控、控制、运输等）连接一定数目和种类的工作分站。而分控制系统将根据船舶的实际自动化程度和用途而定，例如主机遥控、自动网络导航、负载控制、天气预警等。
目前电气自动化技术在船舶行业中的应用已经趋于成熟，国际上的著名船电产品公司（西门子、约克等）的技术处于世界前列。德国西门子公司的SMOS MAC55将程序分解为小型的只能控制单位，实现分片操作，这样的好处就是使电气自动化系统更加开放化，能够进行检测报警和故障诊断。另外在控制和机舱的管理方面的自动化程度也得到了极为显著的提高，如燃油系统、动力系统管理、自主导航系统等，也实现了自动控制燃油消耗、船体内液面的检测、货物装卸以及安全防卫功能。值得一提的是，SMOS MAC55有整列的外端接口，可以实现其内部信息与其他电子计算机的互换，其船舶自主管理系统、无线通信系统可以通过无线电波与卫星进行联网，实现多端异地控制。
2船舶电气自动化系统安全保障技术内容
2.1关于电磁干扰
船舶由于其使用特性和设计原理要求，内部空间较小，因而能够安装电气设备的空间也较小，相关设备的总体工作环境较差，这就导致船舶在运行中容易受到不同类型和来源的电磁波的影响。船舶运行中使用的强点设备或导航器等能够对内部的自动化系统产生电磁干扰，由于是在设备和仪器开关中产生的电磁波更强。对于这些，需要将变压器隔离，防止交流电源对船舶电气自动化系统的干扰，隔离变压器能够实现独立供电。另外也可以改变传输介质，将船舶电气自动化系统电磁波的干扰源及时屏蔽，分开信号输入电路和输出电路，延长信号传输时间间隔。在船舶电气自动化系统中可以设置RC吸收设备，这种设备在电压变化的情况下仍能保持正常的工作状态，通过关联单元的增设保证船舶电气自动化系统运行安全。
2.2处理冗余系统储备
船舶电气自动化系统运行和使用需要处理好冗余系统储备，在此过程中需要将系统中的并联单元进行适当增设，保证船舶电气自动化系统运行稳定、安全和可靠。系统内部需要实现三台机组储备同步开设，且三台机组储备设计的基本功能应该一致，这主要是为了保证机组储备在独立工作的情况下能够相互备用，这种安排形式是为了进一步控制船舶电气自动化系统运行故障问题。船舶电气自动化系统储备单元和工作单元是分开工作的，集中处理冗余系统储备一方面是保证其在工作运行状态下能够不受外界干扰，另一方面则是为了防止系统故障，难以实现独立单元工作系统的合作，因而这种处理方式属于系统备用功能的实际，旨在维护船舶电气自动化系统正常、安全运行。
2.3容错设计
船舶电气自动化系统在运行中要保证其安全性与稳定性，需要积极研究其安全保障技术，其中一项重要的技术内容即容错技术设计，容错技术代表了系统在运行中出现故障后设备的承载力与容忍度。关于船舶电气自动化系统容错技术设计内容主要包括两方面内容，一个是系统故障的监测，当船舶电气自动化系统运行故障出现时需要及时应用相关设备进行定位处理，找到故障位置；另一个则是系统故障的控制，对于已经查找到的故障位置需要及时隔离，并采取相应措施予以故障分析和问题解决。对于船舶电气自动化系统运行出现的不同故障问题需要根据定位情况判断故障单元，关闭故障机组、开启备用机组，当故障问题解决后再重新安排机组运行。
2.4電力推进技术
船舶电力推进设备主要包括几个结构：发电机、原动机、电动机，控制调节设备。电力推进技术主要适用在大小规模船舶。主要的推进系统包括：电力推进系统、柴油机推进系统以及燃气轮机推进系统等。参照电动机的种类则具体有：吊舱型以及机舱型。实际的传动系统则依照电源类型分为：直流传动系统以及交流传动系统，后者相对于前者更加的稳定和平稳，适用的范围也更广，对此必须优化调速系统的选型，当前，交流变频器调速系统以高强以及快速的发展势头，能够被深入而有效地用在船舶推进系统法人内部。3船舶电气自动化系统的发展趋势
3.1工作效率的不断提升
数字化以及高端化的自动化技术、对图像实施控制的一系列功能都是网络系统拥有的优点，有利于船舶对人机操作进行更有效地证明。
3.2电气设备越来越完备
目前船舶在社会上获得了更广泛人群的关注，在一定程度上对电气自动化的形式及它的相关产业有着非常积极的影响，会对船舶电力系统予以推进以及对辅机电力方面实施拖动的相关技术领域产生巨大的改革。
3.3在监控方面越来越精确的系统
在自动化方面的网络、技术以及计算机这的三方面的帮助下，我国的船舶对计算机实施全方面的控制在装货、机舱管理以及驾驶等各个方面已经差不多实现了。
3.4对于未来如何发展进行展望
为了能对生态环境实施改善以达到能源消耗降低的目的，船舶业对新能源予以研发的投入就需要加大力度，并能将这些研发尽快在船舶工业方面得到很好应用。结语
总之，我国虽然能够自主生产以上各大系统，但与欧美等发达国家还存在着一定差距，具体表现在我国自主研发的电力产品精度不够高，使用寿命较低等。因此我国各船舶企业还需要在提升产品标准性、实用性以及后期产品维护等方面加大投资力度，以实现我国船舶电气自动化发展现代化、国际化的目的。除自动化电力设备研发外，船舶企业还应该升级信息管理系统，争取实现整船信息化管理。随着自动化技术的发展，用来保障船舶电气自动化系统可靠运行的技术依然处于不断地更新、升级状态下，能够有效支持船舶系统自动化水平的提高。
关键词：船舶电气；自动化系统；可靠性；保障技术
1船舶电气自动化技术的现状概述
二十一世纪以来，计算机辅助设计技术、通讯技术、电子信息技术的日益成熟给船舶自动化的实现奠定了基础。由电子计算机对船舶驾驶、机舱管理和货物装卸进行自主控制，进而实现机舱自动化、航行自动化和装卸货物自动化为一体的综合的电气自动化系统，是船舶自动化需要达到的要求。
综合性强的船舶电气自动化系统通常由若干个分控制系统、两个主控的工作母站和若干个工作分站组成。通常情况下，一个主控工作母站设置在机舱控制室内，在驾驶室设置另一个工作母站。两个主控的工作母站必须完全独立，分别控制，必要时可以两者协同控制船舶。这样的好处是一方面可以让两个工作母站互为备用，当其中一个发生故障时，可以及时启用另一个工作母站以保证船体的正常运行；另一方面两者协同控制也大大提高了整体船舶自动化的准确性。由高速信息传输技术组成的综合网络是两个工作母站和其余分控制系统间进行信心交换的渠道，在这个网络中可以根据不同船舶的需要（监控、控制、运输等）连接一定数目和种类的工作分站。而分控制系统将根据船舶的实际自动化程度和用途而定，例如主机遥控、自动网络导航、负载控制、天气预警等。
目前电气自动化技术在船舶行业中的应用已经趋于成熟，国际上的著名船电产品公司（西门子、约克等）的技术处于世界前列。德国西门子公司的SMOS MAC55将程序分解为小型的只能控制单位，实现分片操作，这样的好处就是使电气自动化系统更加开放化，能够进行检测报警和故障诊断。另外在控制和机舱的管理方面的自动化程度也得到了极为显著的提高，如燃油系统、动力系统管理、自主导航系统等，也实现了自动控制燃油消耗、船体内液面的检测、货物装卸以及安全防卫功能。值得一提的是，SMOS MAC55有整列的外端接口，可以实现其内部信息与其他电子计算机的互换，其船舶自主管理系统、无线通信系统可以通过无线电波与卫星进行联网，实现多端异地控制。
2船舶电气自动化系统安全保障技术内容
2.1关于电磁干扰
船舶由于其使用特性和设计原理要求，内部空间较小，因而能够安装电气设备的空间也较小，相关设备的总体工作环境较差，这就导致船舶在运行中容易受到不同类型和来源的电磁波的影响。船舶运行中使用的强点设备或导航器等能够对内部的自动化系统产生电磁干扰，由于是在设备和仪器开关中产生的电磁波更强。对于这些，需要将变压器隔离，防止交流电源对船舶电气自动化系统的干扰，隔离变压器能够实现独立供电。另外也可以改变传输介质，将船舶电气自动化系统电磁波的干扰源及时屏蔽，分开信号输入电路和输出电路，延长信号传输时间间隔。在船舶电气自动化系统中可以设置RC吸收设备，这种设备在电压变化的情况下仍能保持正常的工作状态，通过关联单元的增设保证船舶电气自动化系统运行安全。
2.2处理冗余系统储备
船舶电气自动化系统运行和使用需要处理好冗余系统储备，在此过程中需要将系统中的并联单元进行适当增设，保证船舶电气自动化系统运行稳定、安全和可靠。系统内部需要实现三台机组储备同步开设，且三台机组储备设计的基本功能应该一致，这主要是为了保证机组储备在独立工作的情况下能够相互备用，这种安排形式是为了进一步控制船舶电气自动化系统运行故障问题。船舶电气自动化系统储备单元和工作单元是分开工作的，集中处理冗余系统储备一方面是保证其在工作运行状态下能够不受外界干扰，另一方面则是为了防止系统故障，难以实现独立单元工作系统的合作，因而这种处理方式属于系统备用功能的实际，旨在维护船舶电气自动化系统正常、安全运行。
2.3容错设计
船舶电气自动化系统在运行中要保证其安全性与稳定性，需要积极研究其安全保障技术，其中一项重要的技术内容即容错技术设计，容错技术代表了系统在运行中出现故障后设备的承载力与容忍度。关于船舶电气自动化系统容错技术设计内容主要包括两方面内容，一个是系统故障的监测，当船舶电气自动化系统运行故障出现时需要及时应用相关设备进行定位处理，找到故障位置；另一个则是系统故障的控制，对于已经查找到的故障位置需要及时隔离，并采取相应措施予以故障分析和问题解决。对于船舶电气自动化系统运行出现的不同故障问题需要根据定位情况判断故障单元，关闭故障机组、开启备用机组，当故障问题解决后再重新安排机组运行。
2.4電力推进技术
船舶电力推进设备主要包括几个结构：发电机、原动机、电动机，控制调节设备。电力推进技术主要适用在大小规模船舶。主要的推进系统包括：电力推进系统、柴油机推进系统以及燃气轮机推进系统等。参照电动机的种类则具体有：吊舱型以及机舱型。实际的传动系统则依照电源类型分为：直流传动系统以及交流传动系统，后者相对于前者更加的稳定和平稳，适用的范围也更广，对此必须优化调速系统的选型，当前，交流变频器调速系统以高强以及快速的发展势头，能够被深入而有效地用在船舶推进系统法人内部。3船舶电气自动化系统的发展趋势
3.1工作效率的不断提升
数字化以及高端化的自动化技术、对图像实施控制的一系列功能都是网络系统拥有的优点，有利于船舶对人机操作进行更有效地证明。
3.2电气设备越来越完备
目前船舶在社会上获得了更广泛人群的关注，在一定程度上对电气自动化的形式及它的相关产业有着非常积极的影响，会对船舶电力系统予以推进以及对辅机电力方面实施拖动的相关技术领域产生巨大的改革。
3.3在监控方面越来越精确的系统
在自动化方面的网络、技术以及计算机这的三方面的帮助下，我国的船舶对计算机实施全方面的控制在装货、机舱管理以及驾驶等各个方面已经差不多实现了。
3.4对于未来如何发展进行展望
为了能对生态环境实施改善以达到能源消耗降低的目的，船舶业对新能源予以研发的投入就需要加大力度，并能将这些研发尽快在船舶工业方面得到很好应用。结语
总之，我国虽然能够自主生产以上各大系统，但与欧美等发达国家还存在着一定差距，具体表现在我国自主研发的电力产品精度不够高，使用寿命较低等。因此我国各船舶企业还需要在提升产品标准性、实用性以及后期产品维护等方面加大投资力度，以实现我国船舶电气自动化发展现代化、国际化的目的。除自动化电力设备研发外，船舶企业还应该升级信息管理系统，争取实现整船信息化管理。随着自动化技术的发展，用来保障船舶电气自动化系统可靠运行的技术依然处于不断地更新、升级状态下，能够有效支持船舶系统自动化水平的提高。