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(shè)備進行有效的管理已經(jīng)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(jié)構(gòu)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(guān)鍵詞 船舶電力 控制系統(tǒng) 電氣設(shè)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(shù)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(shù)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(jīng)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(wǎng)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(jié)構(gòu)分析

船舶電力系統(tǒng)是由電源、配電裝置、電力網(wǎng)和用電設(shè)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(wǎng)即聯(lián)系發(fā)電機、配電板、分配電板、用電設(shè)備的電纜，其作用是輸送電能。用電設(shè)備包括動力負荷、照明負荷、通導設(shè)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(chǎn)生是計算機技術(shù)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(chǎn)，從而大大降低了成本，被廣泛應用到工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。比如嵌入到智能儀器儀表、工業(yè)控制領(lǐng)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(zhuǎn)換為數(shù)字信號才能被單片機進行分析處理。本次設(shè)計所做的AlD轉(zhuǎn)換電路所使用的芯片是一個串行輸出的轉(zhuǎn)換芯片，故此不能同時的將這多路的模擬信號進行轉(zhuǎn)換。為了保持被采集信號的準確性，需要在信號源和A/D轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器將信號源轉(zhuǎn)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(zhì)，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(shù)數(shù)據(jù)就是功率因數(shù)，它主要是用來衡量電氣設(shè)備效率高低。如果電路中用于交變磁場轉(zhuǎn)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(shè)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(shè)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(diào)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(diào)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(diào)壓目的。

1.5供電模塊

電氣設(shè)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(nèi)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(shè)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(shè)備可以有效地減輕電壓波動對于設(shè)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(shè)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(shè)備工作電流超過正常運轉(zhuǎn)的標準，例如馬達電流突然此平時增大較多。

3)電氣設(shè)備溫度異常：電氣設(shè)備I作肘溫度比正常運轉(zhuǎn)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(shè)備出現(xiàn)異常聲音：電氣設(shè)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(zhì)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(shè)備工作環(huán)境突變，如海況惡劣，設(shè)備結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計故障：設(shè)備在結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)備在制造時由于工藝不佳，安裝時裝配不佳或設(shè)備出廠時質(zhì)量檢驗不嚴等引發(fā)的故障; .

3)運轉(zhuǎn)磨損故障：在正常工作條件下長時間連續(xù)不斷運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的故障，因設(shè)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(nèi)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(guān)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(diào)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(diào)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(diào)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(jié)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(shè)備對相當大的二部分電路上主要節(jié)點進行維護，相關(guān)的繼電器要求要有足夠大的容納度。單個開關(guān)元件能夠?qū)χ饕€路以及底下的分支電路在第一時間內(nèi)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(shè)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(jié)

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(jié)合新技術(shù)、新思路對其進行完善與創(chuàng)新，對于設(shè)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(jié)合實際的經(jīng)驗，保證工作的質(zhì)量，使得設(shè)備使用更加有保障。

參考文獻

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