船舶电气及其自动化(6篇)

船舶电气及其自动化篇1

【关键词】电气详细设计；电气生产设计；AM12；AUTOCAD；EXCEL；电气设备信息；电缆信息；数据对接

引言

船舶电气设计具有复杂性和多专业性的特点，要想高速，准确的进行船舶电气设计，必须要借助各种现代先进的造船软件。

船舶电气的详细设计不仅涉及配电，照明，通导，控制等纯电气图纸的设计，轮机，舾装，管装，通风等所有相关专业设备的电气控制图都要在电气详设图中体现出来，信息量大。

目前船舶电气详细设计多采用绘图方便、操作简单的AutoCAD为设计平台，但这种计算机绘图方法，也只是存储了设计的最后结果，丢失了设计过程因此，设计、修改时，一动百动，需要耗费大量的人力、物力，严重影响了计算机辅助设计应该给船舶电气设计带来的效益[1]。因此，在CAD图纸基础上通过进行属性化处理将图形信息转化为文字信息，并在信息输入输出过程中进行快速信息跟踪处理，保证设计信息的一致性的技术，对船舶设计具有极大的实用价值。

AM12软件集Tribon与PDMS的优势于一身，其模块化结构给生产设计的组织工作带来了无限便利。[2]

AM12软件为船、机、电各专业生产设计的并行和协同提供了三维可视化的工具[3]，有效地解决了因协调不充分引起的设计返工、修改等问题，既缩短了生产设计周期，又保证了综合放样质量，可直观地随时进行干涉检查、综合平衡。

充分考虑AUTOCAD和AM12这两款软件的特点和适用范围，有效的协调并使用这两款软件，使得设计信息在设计过程中，在两款设计软件中快速准确的传输，对船舶电气设计意义重大。

1、概述

舟山中远船务工程有限公司在进行船舶电气设计时，使用AUTOCAD绘图软件绘制电气详细设计系统图，布置图，通过AM12设计软件进行电气设备，电气设备支架，电缆托架的三维建模及布置，电缆的虚拟敷设等，保证在船舶建造完工后，所有设备能实现各自应有的功能，安全有效的运行。由于详设图纸信息和生产设计图纸信息之间有一定的继承关系但却处于不同的媒介之中，详设图纸修改后，涉及到生产设计的大量修改并不能自动更新到生产设计模型中，甚至很难去一一核查这些信息来保证不同类型图纸的一致性，反复不断的核查工作在船舶电气设计过程中造成了很大的人力浪费。为了将详设图纸中的有效数据迅速便捷，准确无误的输出到生产设计过程中，保证图纸的一致性，我们研究了电气详细设计和生产设计过程中的数据特征和传输方式，合理运用软件功能，从数据生成，数据采集，数据传输，数据输出各个环节进行分析，处理，成功解决了这一瓶颈问题。

2、船舶电气生产设计中需要的详细设计信息

船舶电气详设图纸中包含大量的信息，并不是所有的信息都需要在生产设计中使用。船舶电气生产设计中需要的详设信息主要包括电气设备信息，电缆信息。这些信息的组成及其使用情况如下文所述。

2.1电气设备信息

船舶上需要安装的所有电气设备，包括纯电气设备以及与电气有关的机械设备等。所有电气设备都有其设备名称，并都各自有一个全船唯一的代号来把不同的电气设备区分开来，我们把这个代号叫做电气设备代号。

电气设备信息主要包括：电气设备名称，电气设备代号。

2.2电缆信息

船舶上每一套电气设备都不是独立的，一个设备与另一个设备之间通过电缆连接起来，完成电力和信号的传输，保证船舶上照明，通信，导航，推进，控制，安全等设备都能够正常运行，使得远洋船舶能够安全，舒适，高效的在大海中航行。这些电缆信息能否被正确提取并使用，电缆能否正确的敷设到不同设备之间，决定着这些设备能不能最终实现其应有的功能。

这些重要的电缆信息包括：电缆代号，电缆型号，电缆规格，起始设备名称及位置，终止设备名称及位置。

2.3电气设备信息及电缆信息的使用

电气设备信息输入到生产设计过程中后，就能确定船上具体需要安装多少设备，这些设备安装在什么位置，如何安装。电缆信息输入到生产设计过程中后，我们就能清楚，船上的各个设备要想正常运行，各需要连接多少根电缆，这些电缆又是何种型号，何种规格的，全船用于电缆敷设和绑扎用的电缆托架需要如何选择路径和宽度。

将电气设备信息和电缆信息输入到AM12模型中，通常需要各区域设计人员在建立好各个区域的全部设备模型后，针对自己区域的每一个设备，逐个设备将该设备需要连接的电缆的全部信息手工输入到AM12模型之中，这样输入信息量大，耗费大量的人力，而且常常会因为人为因素造成数据错误，且难以察觉，不便于检查。一旦详设信息出现变更，就需要将生产设计信息全盘核对一遍，而且并不能保证核查后的信息完全准确。若含有错误电缆信息的电缆最终敷设安装到船舶中，将造成设备故障，人员伤害等严重影响。

如果在船舶电气生产设计建模过程中，就根据详设图纸，将其中电气设备与电缆的对应关系完整提取出来并转化成生产设计中能够使用的格式，并就每个设备各自需要连接的电缆信息一次性全部上传到生产设计模型之中，这样，既减少了设计人员的负担，节省了大量的设计工时，又大大提高了数据的准确性，且便于数据的检查以及跟踪处理，即使详设信息出现变化也能进行便捷有效的处理，真正做到通过信息化达到设计上的降本增效。

3、电气详细设计与生产设计的数据对接方案

3.1方案的提出

以本对接方案的首个实施对象，远洋运输船型57000DWT散货船来说，该项目电气系统包括了电力，照明，通讯，导航，报警等17个大系统，共2800多个设备，3300余根电缆，全船按空间位置划分为17个不同区域。若按传统船舶电气生产设计模式，由每个区域的生产设计人员手工往模型里输入电缆数据，将是一个费时费力又没有准确性保障的庞大工程。

按传统设计模式，每个区域的设计人员要仔细查看本项目全部的电气详设系统图，从几百页的电气详设系统图中逐页排查，挑出将要安装在自己负责区域的电气设备，按全船17个区域来算，需要这17个区域的设计人员各自针对本区域查找所有的系统图，制作本区域的电气设备清单，这样，因为各个区域设计人员之间完全并行的处理所有信息，在人力资源利用方面造成了极大的浪费。同时，负责不同设计区域的设计人员之间很难交互信息，又没有有效的核查措施，既不能保证各自整理的设备清单的完整性和有效性，也不能保证设备电缆信息的正确性。传统设计方案显然无法满足现在高节奏，高准确性要求的现代船舶建造设计。

如何来改变？将电气详设数据提取出来与生产设计数据直接对接，由多人手工操作转化为专人半自动化操作的方案呼之欲出。

3.2详细设计数据的集成

要做到对详细设计数据进行提取，首先要对详设数据进行集成处理，具体来说，需要以每一单根电缆作为一个数据源的原则，将使用AUTOCAD作为载体的详设系统图中全船设备、电缆信息提取到一个一个的电缆信息属性块中。如下图1，图2。对AUTOCAD进行二次开发，将多个单行文字的信息逐条录入到属性块中，便于下一步处理。此工作可由项目设计主管一人完成。

3.3提取、处理详细设计数据

所有电缆的属性块集成完成后，以属性块作为媒介，并通过AUTOCAD工具选项下属性提取功能将所有电缆的数据信息从AUTOCAD文件中提取出来，形成一个EXCEL数据表格。

提取出的数据表格文件如下图3所示。

对提取出的表格进行筛选，排序，查看同一根电缆在不同系统中描述的电缆信息是否一致，如型号，规格，起始设备，终止设备。发现不一致的地方，分析原因，修改对应的详设系统图，消除不一致项。这一步操作不仅是对电气生产设计提供基础数据，同时对详设图纸中重复数据的一致性进行了非常有效的校核。当所有电缆的基本信息都一致以后，可以进行数据合并，每一根电缆只留一条有效数据行。如下图4。

对数据表格进行进一步处理，有针对性的重新编排，以各个设备代号为主信息将该设备相关的电缆代号等信息集中到一起，形成适合导入AM12模型的数据格式。如下图5。

3.4将数据表格输入到AM12模型中

将处理好的设备及电缆信息数据导入AM12模型中。由于预先设置了特定的设备命名规则，通过AM12的二次开发程序，系统会自动将数据表格中的设备代号与AM12模型中建模的设备代号进行匹配。设备成功匹配后，对应的电缆信息会全部存储在AM12模型后台连接的数据库中，供后期电缆路径生成及电气焊接件宽度核查使用。电缆信息数据输入到AM12模型后信息体现形式如图6所示。

4、自动纠错功能

在将电气设备及电缆信息数据表导入AM12模型进行匹配时，系统会自动提示并列出模型中有而数据表格中没有的设备代号，同时也会列出数据表格中有而模型中没有的设备代号。这时，我们需要对两组设备代号进行对比。根据不同错误的产生原因，对应的处理方法如下表1：

表1匹配过程中错误原因及解决办法

当AM12模型中的电气设备清单与电气设备及电缆信息数据表格中达成一致后，准确的详设信息就全部导入到了生产设计用模型中，船舶电气详设与生产设计的信息数据对接顺利完成。

由于以上数据处理和传输过程中，对数据进行处理校核的主要步骤都由计算机快速完成，设计人员只需要对最终处理结果进行确认即可，整个设计过程中数据传输只需要极少的人工便可高效的完成。当电气详细设计信息出现变更后，按照以上步骤重新操作一次即可。

5、结束语

为了不断推进先进的造船模式，提高船舶电气设计效率和准确率，舟山中远船务通过研究电气详设和生产设计过程中的数据特征和传输方式，合理运用软件功能，从数据生成，数据采集，数据传输，数据输出各个环节进行分析，处理，从源头上杜绝了电气设计从详设到生产设计转化过程中产生人为差错的可能。本对接模式已经在大型散货船，油轮，海洋平台辅助船等项目的设计中成功实施，使船舶电气设计的详细设计数据完整的转化为生产设计数据，节约人工成本，将此转化工作的效率提高了近20倍，每条船设计过程中节约1500余个设计工时，单船节约设计成本约10万元。与此同时，这一对接程序大大提高了数据转化的准确性，使整个船舶电气生产设计过程都处在可控的状态下，为船舶电气生产设计最终能够准确出图，船舶建造能够顺利进行提供了强有力的技术保证。

参考文献

[1]曾芬芳，赵建立.基于参数化的舰船自动绘图系统[J].造船技术，1995（5）：42-45.

船舶电气及其自动化篇2

关键词：船舶电气；设备管理；维修保养

中图分类号：F407文献标识码：A

引言

船舶在海上航行，所处的环境不利于电气设备的绝缘，因此普通电气设备一般不适宜在船舶上应用。世界各国为了保证船舶航行安全，均对船舶电气设备有特殊规定，在电气设备的性能、安装、管理上都有相应的要求。一些重要的电气设备还要符合国际安全公约的规定。船舶电气所处环境空气较为潮湿，存在盐雾、油雾等腐蚀性物质，航行中受波浪冲击处于摇摆振动的状态，因此船舶上的电气设备无论在安装设置还是安全可靠性上都有更高的要求。

1、管理船舶电气设备的依据

船在航行之时应该确保电气设备处于一个正常可靠的运行状态之中，而这是生命以及财产的重要保证，同时也是轮机管理人员的基本职责之一。同时船舶电气设备的管理需要在掌握每一种电气设备的工作原理以及技术性能的基础之上而进行。其包括的主要内容有：

1.1、熟悉电气设备的布置以及安装，对其技术要求以及维护要求可以有效的掌握；

1.2、正确使用以及操作种种电气设备；

1.3、严格监视以及检查电气设备具体的运行情况，在一定程度之上进行科学的维护以及保养；

1.4、迅速地检查判断故障和排除故障；

1.5、依照各种规范检查验收和调试船舶电气设备；

1.6、可以进行部分的修理以及即时向修理单位提出较为合理可行的修理要求以及计划；

1.7、而对于不合理的设备和技术状况要求在一定时间需要提出一定的改进意见以及与之相关的改进方案。然而当前的管理工作其依据是同之有关的船舶电气设备的法规和船级社相关标准，其主要包括有：国际电工委员会标准(IEC)国际电工委员会(InternationalElectrotechnicalCommission)是制定国际电工技术标准的国际性技术学会，我国于1957年以中国电机工程学会名义参加该学会、日本海事协会钢船规则(NK)、英国劳氏船级社规定(LR)、法国船级社规范(BV)、美国船级社规定(ABS)、德国劳氏船级社规范(GL)、挪威船级社规范(DNV)

2、船舶电气设备的管理

2.1、全面的知识和技能

做好船舶电气设备的保证其对于设备的正确有效的管理具有十分重要的作用，应该建立在对于设备工作原理认知的基础之上。当前船舶设备更新比较快，自动化水平逐渐提高。当前对于设备的维修以及保养通常可以通过厂修的方式来解决，然而因为船舶长时间同陆地的距离比较远、设备的运行条件较为恶劣、在港时间受限等等原因，导致其对于设备的大部分保养以及维修需要在船上及时解决。尤其是在航期之时对于危及船舶安全的突发事件应该通过在船船员进行快速有效的处理。在航期之时虽然其可以通过现代通信设备请求技术支持，然而不可以依赖岸上的支持。所以，需要不断学习，除了对于电气设备方面的知识外，也应该对电子技术、计算机以及自动化技术等等方面的知识有比较好的掌握。

2.2、现场了解船舶电气设备的布置和运行状态

因为出厂的年代不同、船舶吨位和船舶类型的不同、设备的生产厂家的不同等等，每艘船的设备都有其特殊的方面。交接班时要向交班船员了解各设备的现行状态以及哪些设备曾经出现故障、哪些设备经常会出现问题。交清备件、日志和图纸资料。特别是设备和系统的图纸资料，这是日后对设备和系统详细了解和保养维修的基础。接班后，应对所有设备进行检查和试运行，并记录其状态，特别是对存在问题要作详细的记录，切不可忽视了对交班船员认为是正常的设备的检查，做到心中有数。依照其掌握的情况向上级汇报同时对其进行维修保养计划，并且根据设备对于航行安全的重要性及时进行维修保养，防患于未然。依据物料备件的库存情况，制定物料备件清单，这样就可以保证船东给予供应。合理的物料备件保有量则是确保设备保养以及维修十分重要的保证。应该及时掌握全船的供配电系统、控制报警系统、照明以及信号系统的工作原理，及时在现场进行确认线路的走向、控制关系以及与之相关的设备位置，而这对于设备故障的快速定位有着十分重要的作用。只有这样，才可以在出现突发事件之时镇静自若的地快速进行处理，同时在较短的时间之内及时排除故障，修复设备，确保航行的安全。

3、船舶电气设备的维修保养

3.1、应用先进技术

运用先进的监测设备对船舶电气和电力系统进行监控，也是维护管理的有效途径。当前，随着计算机技术、监测技术以及遥控技术的发展，电气设备状态监测进一步走向成熟。船舶上可以设置智能化监测系统，通过观测仪表，或者参照压力、绝缘电阻、温度等一定的监测参数，判断电气设备是否存在异常。如有异常，需要及时维修，以防故障进一步恶化。

3.2.、通过感官判断

通过“闻”的方式，来对电气设备运行之时散发出来的气味判断工矿是否是正常的。当前船舶电气设备(包括电动机、电器、电缆等)之中通常使用种种绝缘材料。而其在正常情况之下，通常不高出其容许的温升，而受热则就不会有什么气味。如果电气设备出现短路、过载等等故障之时，温升高出其容许值，不仅仅可能促使绝缘漆(绝缘胶)等等熔化，并且也会散发出糊焦味，导致其异常刺鼻。所以当某个设备出现糊焦味之时，那么就是有一定故障的。所以，使用“闻”的方式，同时也是保证电气设备常用的方法。

通过倾听电气设备运之时的声音变化也可以判断其是否是正常运转的。正常运行之中的电气设备的声音比较小并且较为均匀，而一旦出现故障的话，电气设备则就会出现异常的声音。比如说三相异步电动机其在单相启动之时，不仅仅电动机启动不了，并且会出现“嗡嗡”的声音；而如果电动机的轴承出现损坏之时，则就会出现“沙沙”的声音。比如说交流接触器一旦短路环断裂或者是脱落时，通电，在铁心与衔铁处就会发出“吱吱”的声音。只要听到电气设备有异常的声音就应当立即采取措施找出故障点排除故障。

在观察电气设备组成部件的外形变态以及监视装置指示之时，可以判断电气设备故障发生的情况。船舶用电气设备和控制系统大部分都会装置设置监测仪表或者是指示装置，可以通过观察监测仪表其指示的数值或者是指示装置其表现的状态，则就可以清楚地掌握电气设备运行是否可以正常的运行。其在处理电气设备故障之时，其可以从观察其组成部件外形变态的角度入手。比如说电网之中出现短路故障之时，我们需要观察熔断器是否出现烧断的现象，则就可以知道其是否出现有短路故障以及那里出现了短路故障。

4、结语

因为船舶电气设备运行环境具有一定的特殊性，管理者需要对其进行管理和维护给予一定的重视。同时在平时的管理之中，对于特殊环境需要给予一定的重视，其应该严格遵守操作规范，确保电气设备以及电力系统可以安全稳定运行，确保人员的安全，及时有效的避免以及防止因为船舶之上电气设备出现故障导致船舶事故的发生。船舶之上电气设备都应该具备经过认证的证书，确保设备材质、工艺水平等等。同时应该对管理者以及操作人员及时培训，促使其掌握电气设备安装、操作和工作原理，加强对于设备的巡视检查，不断提升其防患意识。

参考文献

[1]陈彬.船舶电气设备维修与调试实训室建设探析[J].中国水运(下半月),2013,03:117-118.

[2]杨福宝.船舶电气设备管理体会[J].中国水运,2002,01:32-33.

船舶电气及其自动化篇3

关键词：船舶系统；船舶运行；航行质量；电气自动化技术；船舶安全文献标识码：A

中图分类号：TN830文章编号：1009-2374（2015）15-0113-02DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.15.059

1船舶电气自动化技术研究

要想使船舶电气自动化系统能够高效、持续发挥作用，就要加强电气自动化技术的研究，以此来控制故障问题的发生概率，确保系统安全、稳定运行。对于船舶系统来说，主要的电气自动化技术包括以下方面：

1.1轴带发电技术

船舶属于高能耗的水上交通工具，其燃料成本占总成本的一半以上，所以，必须加大节能技术的研发力度，其中轴带发电技术就达到了这一目标。轴带发电机主要通过主轴来启动，主轴跟着主机转动并逐步改变速度和频率。通过观察主机运行情况、航行水域特点等来调控轴带发电机。通常选择机械式恒频与电气式恒频，特别是电气元件的不断升级发展，当前晶闸管逆变模式被广泛应用于轴带发电系统。

近年来，节能技术又获得了全新的发展，废气透平发电机引入其中，同轴带发电机一道共同进行优势互补，打造出SSG系统，此系统凭借静止变频器同电网连接在一起。

当船舶航行运转耗能上升，废气透平发电机无法发挥有效作用时，轴带发电机则发挥供电供能作用；相反，船舶能耗逐渐降低，有余下的功率，那么轴带发电组则充当电动机来通过船舶电网获得能量，为主机运行提供动力，推动主机的持续运行。静止变频器中的两组晶闸管在整流与逆变状态下都能发挥作用。如果轴带发电机发挥供电供能作用，变频器就能把轴带发电机的输出变成恒频输出。

当轴带发电机处于电动机模式下，变频器就会充当变频调速设备，因为发电机的一切输出功率都要途径变频器来运输，所以必须选择功率较大的电气元件。因为变频器占地空间大、成本高，同时功率因素较低，这样就对传统的轴带发电机系统进行了改造、升级与优化，异步轴带发电机产生了。

异步轴带发电机系统主要依靠双馈异步电机转子频率补偿的技术方法来维持恒频稳压，通过计算机系统来控制这一系统，实现了信息自动化控制的功能与效果。

1.2容错技术

容错技术主要是指电气自动化系统工作过程中，当出现故障问题时，自身的承受能力，容错技术的作用表现在：

1.2.1系统故障监测。当电气自动化系统工作过程中有故障问题，在容错技术的监测下，能够及时、精准地发现并定位故障，并明确故障的类型、特征，再进行自动化隔离。从而维护系统安全、稳定。

1.2.2故障控制。在容错技术支持下，自动化系统中的故障问题能够被及时检测与定位，根据故障的方位、类型等来选择解决对策，对故障加以分析并处理，以此来维护船舶电气自动化系统的安全、稳定运行。

对于船舶电气自动化系统的故障处理通常经历以下过程：故障监测、定位、分析故障性质、明确故障单元，使故障信号变成低电平信号，并输送至决策单元，再加以处理，实际的故障包括以下类型：

故障1：启动预备性机组，从而集中而有效地控制机组工作的负荷量。

故障2：同样启动预备机组，再延长出现故障问题机组的关闭时间，从而更加高效、科学地处理好故障

问题。

故障3：切断故障性机组的运行，再将备用机组及时启动。

对于故障2和3最佳的解决方式就是立即停运机组，直到故障问题发现并解决后，再次启动机组，也就是说如果故障尚未排除，机组不关闭可能会造成故障进一步恶化，影响系统的高效运行。

1.3电力推进技术

电力推进技术属于一类维护船舶系统安全运行的电子自动化技术，特别是得益于现代社会中信息技术、电子技术、电子设备等的支持，使得电力推进技术的应用范围更广、作用更多。

电力推进技术按照电力传动分类主要包括：交流与直流传动技术。最近一些年来，前者获得了飞快发展，特别是交流调速技术的不断发展，使得交流电力系统获得了全新的发展，与直流传动技术相比，更具优势地位。能够极大程度地确保船舶电气自动化系统的安全、平稳工作，提高船舶运转的安全水平。

其中交流电力技术大致包括两大推进系统：LCI，直流无换向器电动机；CCV，交流无换向器电动机。前者是利用变频器来达到同步调速的功能，达到从交流直流交流的过程。其中船舶的工作运转同调距螺旋桨之间彼此配合、协助、协调来工作，船舶实际的航行中，遇到区域狭窄、位置闭塞的航道或海湾等，要想依然保持顺利通行、畅通无阻，就要对交流推动机进行调整，使其处于最低速工作模式；相反，船舶进入面积宽广的公海海域，则要对推动机进行调整，确保其进入同步、超同步转换模式。对于CCV系统来说，则是凭借变频器的同步调速来达到直流、交流间的变化与转变的，最后打造出交流调速工作系统。

1.4电磁兼容技术

通常来说，船舶会处于一个相对复杂的运行环境，易受天气、水文等自然条件的影响，导致电磁污染问题，运用电磁兼容技术能够解决这一问题，强化船舶的电磁抵御能力。要想保证船舶各项装置、设备等的安全、稳定，就要加强电磁兼容设计，其中必须具备以下条件：（1）出现了干扰源；（2）存在传输介质；（3）存在敏感的接收单元。所谓的电磁兼容技术简单说就是要这三大条件中的任何一个，从而解除电磁干扰。为了达到这一目标就要加强元件、器件的正确选型，其中要重点控制干扰信号敏感的元件。

1.5隔离变压器技术

船舶电气自动化技术最大的干扰来自于交流电源，对其改造优化的有效措施就是隔离电气设备的变压器，达到独自提供电能，或者把供电设备同强电设备分离，这样就有效隔离了干扰，船舶电源通过交流变压器来有效过滤高频信息，在此基础上隔离变压器，从而为自控设备提供独立电源，达到有效排除干扰的目的。

1.6RC吸收技术

因为船舶电气系统具有自动化属性，这其中必然会关系到各类电气装置，例如继电器、接触器等，类似的电气装置容易产生电磁干扰现象，针对这一问题应选择RC吸收设备，这一技术性能较为稳定，不会随着电压的变化而出现不稳定的变化问题，这样就解决了电磁干扰问题。

2船舶电气自动化技术发展趋势

船舶电气自动化技术属于综合性、程序性强的技术类型，从船舶电气自动化系统的设计、生产、运行、完善都需要特定的自动化技术的支持。在当前信息技术、通信技术、自动化技术等不断发展的现代时期，船舶电气化系统必将朝着自动化、智能化、数字化、网络化方向发展。船舶作为联系外界的网络通讯系统，能够实现信息的传播、信息的通讯交流，这无疑确保了船舶的安全、高效、稳定运行。

3结语

船舶电气自动化技术能够维护船舶的常规工作与高效运行，必须加大对自动化技术的研究力度，不断优化改进自动化技术，实现自动化技术的优势整合与力量有效发挥。

参考文献

[1]杜一民.船舶电气自动化系统可靠性保障技术的应用[J].机电信息，2012，（9）.

[2]白永昕，彭成.船舶电气自动化中几个重要技术的应用[J].世界海运，2011，（3）.

船舶电气及其自动化篇4

随着造船工业的发展，带动船舶自动化程度加快提高，电子设备应用已经成为船舶自动化发展的重要趋势。通过对船舶电子设备的解析，得出设备出现故障后的正确维护方法，为船舶电子设备化的合理发展提供指导价值。

【关键词】船舶电子设备故障维护

船舶电子设备引起具有稳定的安全可靠性能已经广泛应用在船舶行业中，电子设备的应用对船舶提高安全性能和降低问题事故率都有实际应用价值。船舶工作人员通过各构成电气系统单元对问题故障进行排查并进行检修，如何合理对船舶电子设备进行分析，排查故障需要进行研究。

1船舶电气系统概述

1.1船舶电力系统

电源装置和配电装置和负载一同构成了船舶上动力电能的运作过程。3676kw电力系统是四通过两台350KW的普通发电机和一台600KW轴带发动机进行带动的。并配有24V直流电源和蓄电池组进行辅助。

1.2船舶拖动系统

首先系统通过电动机和传动机构以及相应的管理控制装置等及性能拖动各类船舶的机械作用工作。拖动机械可以分为舱室辅助机械和甲板机械，在舱室机械需要有燃油泵和滑泵记忆锅炉水泵，空气压缩装置等构成整个系统。

1.3船舶照明系统

主要照明系统分为应急情况照明和正常工作照明。正常照明通过舱内安装相应的顶棚灯和角度等以及舱外安装投光灯和探照灯进行协作照明。同时在对局部需要特殊指示安装的灯进行布置，例如锚灯和信号灯。

1.4船内通讯系统和导航系统

船舱内各单元部分需要进行通讯联系，在正常情况和应急情况下能把相应信息和指令传递到船舱各处。构成单元包括轮机员呼叫装置。警报装置等。同时船舶导航定位系统包括雷达和无线电话、多功能电台、GPS定位装置等构成。

1.5船舱检测系统

船舱内各设备之间运行工作状态情况进行监控，对出现的数据进行客观显示，同时对每个数据进行采集和整理，同时安装相应的报警监控装置。为船舱每个构成单元进行实时情况的反馈和预警机制的控制，提高整个系统的运行效率。

2船舶电子设备的故障

2.1电板主配故障

传统的电能船舶从功能角度来说，主配电板是其重要的组成部分，决定了整体电能的调制和管理，首先仪器测量，电路管理，指示信号等部分进行结合，并且将电板的重要组成部分进行管理，例如，地板开关的链接将对整体的电板主配进行集中管理，其中包括主发电仪器与主部电路板的线路联通和阻断，在检查的过程中首先要将主开关关闭，并且确定无电压通过，其次要检查开关导体仪器是否发生了问题，如果主开关不能进行正常的闸合行为，那么就说明锁扣脱钩出现了链接问题，脱扣器是否出现了脱位的情况，其次，应该检查开关触头的线路是否出现了连接问题，并且根据跳闸的情况进行电网查修，一方面可能导致开关的不正常跳闸，一方面可能会引起继电器线圈的损坏，影响发电机的交流电功率运作。

2.2电动机故障

在电动机的正常工作过程中，可能会因为过高的电压问题造成电动机运作的不平衡问题，其次，容易发生电动机的温度过高的情况，如果这种状况持续了一段时间，那么就会出现冒烟的情况，电动机可能会出现负载的状况，最终出现设备负载运作，容量减少，转心电动机摩擦情况，以上故障均会影响电动机的正常使用。

2.3船舶接触器故障

电磁系统、触头系统、灭弧装置以及辅助系统是船舶接触器和继电器的重要组成部分。船舶接触器的故障问题主要有以下部分：触头粘合不密实、触头释放缓慢或是不释放现象、电磁铁噪声污染、线圈温度超过正常指标以及触头灼伤等，面对船舶接触器故障问题的生成，可以采取以下有效措施：检查电源电压、检查铁芯极面、检查线匝短路故障、短路环是否破损等。除船舶继电器触头系统以及电磁系统的时间故障外，延时触头故障也是十分常见的，主要包括延时触头停止运作、延时时间压缩亦或是拉长等，检查电磁线圈是否完好、传动设备是否停滞、气室及气道是否泄漏或是堵塞是应对继电器故障的主要措施。

3船舶电子设备维护的方法分析

由于船舶在运行的过程当中电子设备的故障的常见性，所以本文提出了“五感”的维护方法，其主要就是指以下几个部分：

一感――看：采用直观的“看”对电子设备的相关构成部件的外形的改变程度和相关监督器材进行观察，进而将电子设备故障情况具体的分析出来。

二感――听：采用“听”的方式，对电子设备运行时声音的正常情况进行分析，在正常的情况下，电子设备的运行声音是比较均匀的。

三感――闻：采用“闻”的方法，对电子设备运行所产生的气味进行判断，进而判断出电子设备是否故障。因为按照常理来说，在电子设备运行的时候不会产生其他别的明显性气味。

四感――摸：采用“摸”的方法，将手和电子设备的不带电的部分相接触，感受电子设备运行的温度。如果温度过热，就有可能是内部的发热情况超出了正常的标准，有可能发生故障。

五感――测：“测”的实际含义就是使用常用测量仪器对电子设备的运行参数进行检测，并且将绝缘电阻值也用相应的设备检测出来，只有这样才能够进一步的了解运行的实际工况，普遍情况下，在船舶的电子设备的构成中，其控制系统内部往往都会都安置各种测量的仪表，一旦电子设备进入运行的状态，那么各种运行参数就会直接呈现在这些测量仪器的显示器上。

4结论

船舶电子设备虽然类型差别不同，但整体运行机制差别较小，通过常见的故障问题的举例和排查方法介绍，为船舶的稳定安全运行提供基础保障。

参考文献

[1]许明华.几例船舶电气常见故障分析[J].航海技术，2013（01）：51-53.

[2]马俭，刘彤.浅谈现代船舶电子设备维修决策方法[J].科技风，2013（11）：214.

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[4]陈凌，戚永卫.小型船舶电气系统常见故障及解决措施探讨[J].科技资讯，2013（14）：105-106.

船舶电气及其自动化篇5

[关键词]船舶电气卓越工程师建设目标

中图分类号：X5-4；G642.3；G642文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）33-0202-01

一、船舶电气专业方向概况及专业特色

山东交通学院电气工程及其自动化专业（船舶电气方向）于2003年开始招生。该专业方向是在STCW78/95公约生效后众多海事类高校纷纷取消船舶电气专业形势下设置的，是当时国内唯一设置船舶电气方向的普通高校本科专业。

跨入新世纪，海洋经济的建设越来越受到国家重视。2011年1月，国务院正式批复《山东半岛蓝色经济区发展规划》，这标志着山东半岛蓝色经济区建设正式上升为国家战略，成为国家海洋发展战略和区域协调发展战略的重要组成部分。船舶工业和海洋航运业的发展是规划中的支柱产业，规划到2015年成为造船大省，到2022年成为造船强省，造船工业达到国内领先水平。然而当前的情况是，无论是国家还是山东省，由于人才培养严重滞后，不能满足船舶企业快速发展的需求，制约了船舶工业的发展。

船舶行业的飞速发展，使高质量船舶电气人才的供需矛盾突出，也为我院航运人才的培养和船舶电气专业方向的发展提供了难得的机遇。我院电气工程及其自动化专业顺应国内和山东省造船工业及航运业对船舶电气人才的特殊需求设置了船舶电气方向，是国内最早设置船舶电气方向的本科专业，同时也为学院船舶及海洋工程学科配套建设填补了一项空白。经过近10年的专业建设发展，定位于应用型本科院校的人才培养，紧密结合行业特色，船舶电气形成了完善的人才培养机制，开设了与行业发展需求相适应的教学和实践环节，建立了一支高素质的专业教师队伍，船舶电气学生培养规模和质量日益扩大不提高。船舶电气方向就业率连续6年来一直达到100%，处于一种供不应求的状态。2011年10月，船舶电子电气方向被国务院学位委员会批准为山东交通学院硕士专业学位研究生六个方向的试点之一，2012年船舶电气开始招收“船舶电子电气与轮机工程”方向工程硕士专业学位研究生。

二、船舶电气卓越工程师建设目标

面向山东半岛蓝色经济区建设，依托我校在交通领域行业的领先优势，紧紧围绕学校“地方性应用型”的办学定位，制定“船舶电气卓越工程师培养计划”校内培养标准，通过和省内造船企业、电气设备制造企业、航运企业等的密切合作，探索创立高等学校与行业企业联合培养应用型人才的新机制，与合作企业达成联合培养协议，采取“3+1”模式，即在校累计学习3年，在企业累计实习和实践1年，并依据船舶行业专业培养标准与联合培养企业共同协商制定具体的校内和企业培养方案，构建以“项目驱动、能力培养”为核心的模块化综合课程体系，培养学生的创新精神和实践能力。具体培养目标如下：

1.创立我校“船舶电气卓越工程师”专业与船舶类企业联合培养人才的新机制

建立“卓越计划”校企合作人才培养机制，船舶类企业作为实施“卓越计划”的主体之一，担负着至少一年的“船舶电气卓越工程师”培养任务，深度介入“船舶电气卓越工程师”培养全过程，直接参与专业培养标准、专业培养方案、专业教学体系与课程计划的制定，并重点负责企业阶段培养方案的制定、实施和管理，保证企业阶段教学任务的完成；努力构建内部和社会对实施“卓越计划”培养质量的评价与反馈机制。

2.优化“船舶电气卓越工程师”人才培养方案

遵循高等教育基本规律，结合“船舶电气卓越工程师”培养目标，坚持“以生为本”的原则；全面落实“校企合作、工学结合”的人才培养模式，注重协调发展和综合提高，坚持校企联合制定的原则；以船舶行业实际需求与工程技术发展为导向，优化课程体系，更新教学内容；强化实践实训教学，突出创新意识和工程实践能力培养。最终确定“船舶电气卓越工程师”校内人才培养方案和企业人才培养方案。

3.改革课程体系、教学内容和教学方法

构建以“项目驱动、能力培养”为核心的模块化综合课程体系；组织学生参加各类电子大赛引领教学内容改革；引导和组织学生进行研究性学习，以“工程项目驱动”，建设“训练式课堂”，深化教学方法改革。

4.建设高水平专兼职工程教育师资队伍

建立鼓励专职教师到船舶类企业挂职和顶岗工作的激励机制；制定鼓励专职教师参与工程项目和产学研合作项目的制度；设立“工程型”教师系列，建立相应的技术职务标准；建立满足“卓越计划”要求的教师考核与评价标准；学校将建立兼职教师的聘任制度，制定兼职教师的薪酬政策，以充分发挥他们在“船舶电气卓越工程师”培养上的重要作用。

5.制定“船舶电气卓越工程师”人才培养标准

船舶电气卓越工程师培养目标是通过在校内学习和企业学习，理论与实践紧密结合，以满足船舶企业对电气工程人才的需求为目标，培养造就具有电气工程及其自动化专业学科背景，掌握船舶电气工程技术领域宽厚基础、科学思维方法及解决实际问题的能力，从事船舶电气产品设计、制造、运行、维护和管理等技术工作的应用型人才。

“船舶电气卓越工程师”人才培养标准是：①具有良好的工程职业道德、较强的社会责任感和较好的人文科学素养；②具有从事工程工作所需的自然科学知识以及一定的经济管理知识；③掌握扎实的工程基础知识和本专业的基本理论知识，了解本专业的发展现状和趋势，具有信息获取和职业发展学习能力；④能综合应用学科理论知识分析和解决船舶类工程实际问题的能力，能够进行船舶类工程设计，并具有运行和维护能力；⑤具有较强的创新意识和进行产品开发和设计、技术改造与创新的初步能力；⑥具有良好职业道德、服务意识和敬业精神，了解本专业领域的法律、法规具有应对危机与突发事件的初步能力；⑦具有较好的组织管理能力、协调、团队合作的能力，初步具有一定学术交流、行业协作与竞争能力。

船舶电气及其自动化篇6

关键词：船舶电气设计常见问题处理

引言

通常对于船舶电气设计来看，其设计的每个环节都关系到船舶的安全问题，更是涉及到了人身财产安全。但船舶电气设计上也存在很多问题值得重视，本文将具体加以分析和论述，如下：

一、确保电源连续供电

众所周知，船舶需要依靠电源连续供电来推进和进行操作，几乎所有海洋航行的船舶都需要依靠电源供电，若其中某台发电机停止工作或者断电时，必须立刻恢复设备主电源的供电，才能保证船舶安全航行和操作。在实际操作中，针对大多数船舶发电机的情况和配备，需要采用以下两种方式来满足船舶电气设计中电源供电的连续性。

1、在通常的情况下，船舶是由一台发电机来进行供电的，当发电机出现故障停止运作时，应该即可进行补救措施，保证备用发动机在3OS自动启动并连接主配电板，同时必须保证该备用发电机具有足够的容量，能够保证重要辅助机械自动启动或者顺序启动。

这种设计方式一般情况下多适用于小船，并且船舶的总吨位在一千六百吨以下。通过具体实践调查发现，即便是采用自动起动方式，在30s顺利恢复船舶基本供电也是相当困难的。因此，对于在有限航区，即国内海航航行的船舶，在发电机总量低于400KW的条件下，当出现这种情况时，可以不必遵循自动起动。

2、当船舶是由两台或两台以上的发电机进行供电运作时，若在运行的过程中有任何一台发电机停止工作，需要将非常重要的设备进行卸载，并对其他辅助设备采取必要的保护措施，以此来避免航行受到影响。

二、保证设备连续供电

对于船舶电力系统设计主要分为重要设备和非重要设备两部分，其中重要设备是用来保持推进和操舵需连续工作的；非重要设备是用来保持推进和操舵不必连续工作的。但是任何一个设备的用电情况都涉及到了航行安全的重要性。为此，在船舶电力系统设计中，通常根据船舶电力系统设计的原则，需要切实保证重要设备供电的连续性，以及其他辅助设备运作方式的连续性。当某一设备出现故障或者无法起动时，要求我们采取即刻补救措施，选择设备开关，确保设备开关具有足够的闭合能力和分断能力。

保证设备连续供电就是要保证重要设备的供电连续性和非重要设备的工作连续性，当断路器供电的设备出现故障时，要进行对断电情况给予细致的分析，脱扣的情况要和断路器进行选择性的保护。这就要求我们对故障导致的断电情况，要确保开关能够有分断能力和闭合能力，这样才能确保及时设备发生故障了，导致工作无法正常进行，也能确保设备供电的连续性，保障船舶电力系统的安全性。

三、实现选择性保护

众所周知，电力系统关于保护的选择性与船舶安全航行是密切相关的，相关标准和规范都有明文规定。“在电力系统的某处发生故障的情况下，通过保护电器的选择性作用确保无故障重要设备电路的供电连续性。”这是2001年版《钢规》中的论述。与1996年版本相比，用“确保”一词代替了“尽可能”一词，从而系统地考虑了对设备的保护需要遵循一定的选择性，不能照搬照抄、经验主义。

对于过载选择性保护主要采用的是电流原则，也就是根据过载电流的大小整定断路器的动作值；短路选择性保护一般采用时间原则，串联电路中的上级保护动作时间较长，下级保护电器动作时间较短，也就是说下级断路器的（全）分断时间应小于其上一级断路器的可返回时间。例如，在对主重要设备进行短路选择性保护时，要通过主汇流排供电原则，可以将无法形成主汇流排供电设备进行协调动作，从而保证主重要设备的供电连续性。

四、选择断路器的原则

为了确保船舶电力系统安全有效地运行，保证设备供电的连续性和工作的连续性，实现选择性的保护，必须学会正确选择断路器，这是船舶电力系统设计中一个尤为关键的问题。而关于断路器的选择问题，根据设备的重要程度，需要具体考核断路器的额定耐受能力、极限分断能力、运行或使用-分断能力、额定接通能力等。

主要的选择原则分为三点：一是，对于船舶电力系统设计所需要的断路器，其额定短路分段能力应不低于其安装点的预期对称断路电流。二是，用于重要设备的上的断路器，额定运行分段能力要高于安装点的最大预期短路电流。三是，短延时的断路器，其额定短时耐受能力与安装点断路器触头分断瞬间的最大预期短路电流相比要更高一些，也就是说船舶电力系统中短路电流在短路后100ms-200ms，断路器就是采用短路后100ms的短路电流值。

五、使用耐火电缆

考虑到船舶行驶及维护的安全性，为了防止船舶火灾的发生，国际海事向来十分重视使用耐火电缆，并对此进行了相关规定，包括：

1、需在失火状态下维特工作设备的电缆，包括其供电电缆，如穿过较大失火危险区、防火区或者甲板，则除了全部在这些区域内的电缆以外，应采用耐火电缆。

2、需在失火状态下维持工作的设备，包括：通用紧急报警系统、探火和失火报警系统、灭火系统和灭火剂施放报警系统、公共广播系统、动力操作防火门的控制系统和动力系统以及所有防火门的状态指示系统、动力操作水密门的控制系统和动力系统以及它们的状态指示系统、应急照明及低位照明系统。

六、对应急发电机进行调速试验工作

对船舶的应急发电机的调速特性进行考核是非常必要的，当船舶的应急发电机的原动机是非涡轮增压柴油机时，我们一贯的做法是采用一次突加100%发电机额定负荷进行试验。当前随着船舶吨位的增大，应急发电机的容量也越来越大。因此，仍套用旧的试验方法对船舶应急发电机的调速特性进行考核和试验，则达不到预期的效果或者难以取得突破性。

针对此种情况，一般需要注意以下两个方面的事项：

1、当船舶应急发电机是平均有效压力高于8b缸的柴油机时，一次突加的负荷应不低于规范所要求的应急负荷，第二次再突加上剩余的所有负荷；

2、当船舶应急发电机是平均有效压力低于8bu的柴油机时，一次应突加全部的发电机的额定负荷。

七、需要配备备用磁罗经

与1974年版《海上人命安全公约》中所要求的不同（如果船舶配备了电罗经，或者配备了操舵磁罗经，可以免配备用磁罗经），新版公约中要求：所有150总吨及以上的船舶应配备一台与标准磁罗经互换的备磁罗经，通过替换装置或双套设备来完成标准磁罗经的功能。至此，备用磁罗经已经成了船舶中必须配备的设备。

固然，由于安装位置的不足，在罗经甲板安装两台标准磁罗经是不现实的，而且也是没有必要的。因此，采用替换装置的方式满足备用磁罗经的配备要求便显得科学可行：只需备用标准磁罗经的磁碗，若磁罗经无法工作或发生损坏时，换上备用磁碗便可，无需备用其他部件。

八、配备显示装置和电子海图

近些年来，随着科学技术的发展和显示装置、电子海图在船舶中的广泛应用，配备显示装置和电子海图的优越性也开始明显地表现出来。新版《海上人命安全公约》明文规定电子电子海圈可以代替纸海图，但当船舶仅依靠电子海图进行航行时，必须备用纸海图。若船舶配备了所航行海域的纸海图后，可以不必备用显示装置和电子海图。但是，倘若配备的电子海图不足以覆盖所航行的所有海区时，也必须配备纸海图。由于航海条件的千变万化，随时更新纸海图和电子海图也是非常必要的。

结语

通过以上对船舶电气设计的常见问题分析，可见船舶设计企业应该引起高度重视，要严格规范船舶设计中的各个环节，确保精益求精。但在船舶电气设计中仍有很多比较性的原则问题，导致船舶设计存在一定的难度，只有集中处理问题的方法，准确把握船舶电气设计中的常见问题，才能为船舶设计、审图和检验提供有利条件。

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