船舶電力自動控制系統(tǒng)的故障與維護策略

周華衛(wèi)

(河北海警支隊特勤隊，河北秦皇島066000)

[摘要]船舶的規(guī)模越來越大，如何對于船舶上的大量大功率電氣設備進行有效的管理已經成為了電力管理方面的難題。通過對船舶電力控制系統(tǒng)的結構與故障進行分析，對其維護方案進行了探究，為其長期有效發(fā)展提供創(chuàng)新的思路。

關鍵詞 船舶電力 控制系統(tǒng) 電氣設備故障維護

.中圖分類號TM62

0引言

近年隨著人工智能的快速發(fā)展，-許多新的理論與方法都被引進到船舶電力自動控制系統(tǒng)的開發(fā)中，從而使得船舶電力自動控制技術不斷趨于完美。然而針對目前的船舶電力自動控制系統(tǒng)技術來說，大量的數(shù)據(jù)信息需要快速可靠地采集并加以處理，但是目前許多數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)依然不能夠達到這些要求，其中往往存在許許多多的問題，如系統(tǒng)過于龐大，可靠性低等。本文對于船舶電力自動控制系統(tǒng)的故障和維護展開分析探討。船舶電力自動控制的運行會給船舶帶來一定的影響。在船舶電力自動控制的運行率不同時，船舶電力自動控制對毛船舶有著不同的影響，在船舶電力自動控制運行率較低的時候，船舶電力自動控制系統(tǒng)可以將線路的運行效率提升，總損耗也較少，但是如果船舶電氣設備運行率比較高時，就會阻礙整條線路上的電流過大，也會相應的影響損耗，變壓器和線路的時候都會較高，這樣整條線路的運行成本非常高，同時也會影響到船舶正常的供電。所以，對于船舶電氣設備的運行狀況要進行控制，使其不會威脅到整個船舶的運行。船舶中存在大量的設備，為使其可以按照程序進行穩(wěn)定運行，需要進行科學有效地控制與管理。但是傳統(tǒng)的船舶電力自動控制容易出現(xiàn)環(huán)境條件改變、設備故障等問題，為了解決上述問題，應該著重研究精確數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于為船舶電力自動控制控制系統(tǒng)提供可靠的數(shù)據(jù)來源。由于設備運行環(huán)境的要求，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一定要具有快速、可靠、體積小以及低成本的特點，因此高度集成化的船舶電力自動控制速度監(jiān)控系統(tǒng)已經成為現(xiàn)代管理模式發(fā)展的重要趨勢。船舶電力自動控制控制系統(tǒng)可以使得人們在電腦端或者移動端就能方便地獲知情況，管理者可以通過智能終端實現(xiàn)無線網絡的接入，利用信息上的交互來提供服務。

1船舶電力自動控制系統(tǒng)運行分析

1.1船舶電力自動控制系統(tǒng)結構分析

船舶電力系統(tǒng)是由電源、配電裝置、電力網和用電設備組成。電源通常采用發(fā)電機組或蓄電池組。配電裝置是用來接收發(fā)電機發(fā)出的電能、分配電能和控制電能的。電力網即聯(lián)系發(fā)電機、配電板、分配電板、用電設備的電纜，其作用是輸送電能。用電設備包括動力負荷、照明負荷、通導設備等。

1:2控制模塊

船舶電力控制系統(tǒng)主要采用控制芯片為PLC，所謂的PLC其實就是在一個很小的硅片上集成了存儲器、定時器、計數(shù)器、中央處理單元、中斷系統(tǒng)的一種微型計算機。PLC的產生是計算機技術發(fā)展歷史上的重要標志，它雖然集成工藝較為復雜，但是因為其體積小，可以大批量生產，從而大大降低了成本，被廣泛應用到工業(yè)生產領域。比如嵌入到智能儀器儀表、工業(yè)控制領域、機器人中。

1.3數(shù)據(jù)采集模塊

由于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)往往是采集多路的模擬信號，而這些模擬信號都需要轉換為數(shù)字信號才能被單片機進行分析處理。本次設計所做的AlD轉換電路所使用的芯片是一個串行輸出的轉換芯片，故此不能同時的將這多路的模擬信號進行轉換。為了保持被采集信號的準確性，需要在信號源和A/D轉換器之間加入一個采樣/保持電路來確保信號源的可靠性。采樣/保持電路的主要作用是在AlD轉換器轉換信號源之前先處于采樣模式，這時采樣/保持電路是輸出跟蹤輸入的狀態(tài)，然后在使其處于保持狀態(tài)直至A/D轉換器將信號源轉換后在進入采樣模式，如此循環(huán)。為了提高系統(tǒng)的準確性，采樣/保持電路的采樣時間越短越好，其保持時間越長越好。

1.4電機測速模塊

功率因數(shù)的大小取決于電路所載負荷的性質，比如一般功率因數(shù)為1的電器有電阻爐、白熾燈等純電阻負荷。一般功率因數(shù)小于1的電路都是帶電容或電感性負載。在船舶電力自動控制系統(tǒng)中，一個重要的技術數(shù)據(jù)就是功率因數(shù)，它主要是用來衡量電氣設備效率高低。如果電路中用于交變磁場轉換的無功功率越大，則會導致功率因數(shù)降低，從而使電氣設備的利用率下降，這樣就會增加電力系統(tǒng)中輸電線的供電損耗。所以，各個供電部門對用電單位的功率因數(shù)都必須要求達到0.9以上。因此，對于電機發(fā)出的電能中對于功率因數(shù)的檢測就顯得尤為重要。對于本系統(tǒng)設計的電路檢測的功率因數(shù)需要符合國家標準。如果檢測的功率因數(shù)與標準有出入，可以通過電路中靜電電容來供應無功功率，來降低系統(tǒng)中的電能損耗。為了在實際運行當中，調節(jié)電容器的功率，在電路中獎電容器分成8組，根據(jù)實際當中功率因素的不連續(xù)調節(jié)，同樣靜電電容器發(fā)出的感性無功功率也可以提高電壓，到達調壓目的。

1.5供電模塊

電氣設備接入發(fā)電部分進行供電，但是對于穩(wěn)壓部分的要求更高。如果穩(wěn)壓模塊不夠合理，那么短時間內造成電壓值出現(xiàn)大幅波動，這種現(xiàn)象的主要危害在于可能因為瞬時電壓故障而導致線路與設備不可逆的損壞。該情況的處理方法主要有提供不間斷電源、電壓整流器等。采用不間斷電源( UPS)、元功功率補償器(SVG)等設備可以有效地減輕電壓波動對于設備帶來的影響，起到平波的作用，同時也減輕了對于線路的損耗，是相對科學有效的辦法。

2船舶電力自動控制系統(tǒng)的故障

2:1故障表現(xiàn)

1)電氣設備功能異常：如發(fā)電機及發(fā)電系統(tǒng)的開啟困難、功率不足。

2)工作電流發(fā)生突變：電氣設備工作電流超過正常運轉的標準，例如馬達電流突然此平時增大較多。

3)電氣設備溫度異常：電氣設備I作肘溫度比正常運轉時異常的高，如發(fā)電機繞組高溫、電動機軸承高溫等。

4)電氣設備出現(xiàn)異常聲音：電氣設備在工作時出現(xiàn)了刺耳的異常聲音等。

2.2故障分類

2.2.1按故障性質分類。

1)人為故障：由于工作人員的過失行為引發(fā)的故障現(xiàn)在船舶上大部分故障都是由此引起的);

2)自然故障：由于設備工作環(huán)境突變，如海況惡劣，設備結構和材料缺陷或制造安裝不良而引起故障。

2.2.2按故障原因分類

1)結構設計故障：設備在結構設計生存在缺陷，計算上的錯誤或選材不當而導致的故障;

2)工藝流程故障：電氣設備在制造時由于工藝不佳，安裝時裝配不佳或設備出廠時質量檢驗不嚴等引發(fā)的故障; .

3)運轉磨損故障：在正常工作條件下長時間連續(xù)不斷運轉產生的故障，因設備或零件長期工作逐漸磨損，性能采用系統(tǒng)測試可以對船舶電力自動控制系統(tǒng)進行監(jiān)測，對于船舶電力自動控制系統(tǒng)和實際情況進行比對，使得系統(tǒng)的不足之處可以顯示出來，通過這樣的方法可以看出系統(tǒng)模塊中存在的問題，對于系統(tǒng)的運行進行分析。采用軟件測試主要有黑箱和竄箱兩種方法，采用內部與外部綜合分析的方法，對于其輸入與輸出問題進行了探究。白箱主要是研究其中的邏輯關系與對應情況，而黑箱主要從輸入輸出來對系統(tǒng)的功能進行驗證，使其滿足于系統(tǒng)的控制管理要求。

4)管理維護故障：由于保養(yǎng)維護不到位或不按正常條件與標準使用，甚至違章操作而發(fā)生的故障。

3船舶電力自動控制系統(tǒng)的維護與測試

3.1系統(tǒng)測試器來供應無功功率，來降低系統(tǒng)中的電能損耗。為了在實際運行當中，調節(jié)電容器的功率，在電路中將電容器分成8組，根據(jù)實際當中功率因數(shù)與電壓的變化，分組投入或切除，用來實現(xiàn)補償功率的不連續(xù)調節(jié)。同樣靜電電容器發(fā)出的感性無功功率也可以提高電壓，達到調壓的目的。

3:2故障檢測

要使用一樣的儀器對其他電路中相同的繼電器數(shù)據(jù)進行測量，對得到的結果進行明確，確定其是否發(fā)生了通信故障，而不是僅僅在測量一會的情況下對其進行修理。要改變運行狀態(tài)再進一步測量分析。船舶電力自動控制系統(tǒng)上的配電中心可以對所有電路進行劃分，，集中檢測，作為一次設備對相當大的二部分電路上主要節(jié)點進行維護，相關的繼電器要求要有足夠大的容納度。單個開關元件能夠對主要線路以及底下的分支電路在第一時間內進行劃分，方便及時找到通信故障的位置。為了避免線路因為偶然的外界因素造成影響判別，可以在母線的保護電路上設立多條絨路，確保在一條線路出現(xiàn)問題狀況的時候，其他線路可以快捷有效地進行工作代替，保障船舶電力自動控制系統(tǒng)能夠正常持續(xù)地運行。

4總結

船舶電力自動控制系統(tǒng)的使用對于現(xiàn)代科技發(fā)展運行意義重大，需要結合新技術、新思路對其進行完善與創(chuàng)新，對于設備的常見問題做到及時地排查與解決，通過現(xiàn)代化的方法，結合實際的經驗，保證工作的質量，使得設備使用更加有保障。

參考文獻

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