船舶電站自動化實訓裝置的設計【文獻綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)設計文獻綜述</b></p><p><b>　　電氣工程及其自動化</b></p><p>　　船舶電站自動化實訓裝置的設計</p><p>　　前言：船舶電站是保證船舶正常航行的重要設備之一，船舶電站最主要的目的在于保證船舶供電的連續(xù)性、可靠性和供電品質。隨著船舶的大型化和自動化以及電

2、子信息技術和自動控制技術的不斷發(fā)展，船舶自動化程度越來越高，對船舶電站自動化程度的要求也隨之提高。因而船舶電站自動化近二十年來發(fā)展十分迅速，自動化水平得到了極大的提高。</p><p>　　船舶電站自動化在不同時期有其不同的發(fā)展程度。船舶電站自動化是隨著陸用自動化技術不斷取得進步而逐發(fā)展起來的，到20世紀50年代末反饋控制理論在船上已經得到了廣泛的應用，使機艙里的部分運行參數得以自動化控制。直至20世紀60年代中

3、期，開始出現(xiàn)無人機艙。60年代后期，計算機應用技術逐步在船上得到推廣，促使船舶機艙自動化進入快速發(fā)展的新時期。在此后的每一個發(fā)展階段都是以計算機技術的改革作為標志，基本上可以分為三個階段：</p><p>　　第一階段是全船采用的是一臺計算機進行集中控制和管理。計算機軟件的應用使控制系統(tǒng)的硬件還是設備大大簡化，并且使得控制和管理功能更加豐富。不過該類系統(tǒng)造價昂貴，而且可靠性差，一旦計算機發(fā)生故障，就會導致系統(tǒng)完全

4、癱瘓。</p><p>　　第二階段是以計算機技術為代表的分散控制。由于上一個階段的單臺計算機過于集中的控制方式存在上述缺點，因此從70年代中后期開始船舶電站自動化技術逐漸由集中型轉向分散型。</p><p>　　第三階段是以網絡技術的應用為特點的網絡式控制階段。分散型系統(tǒng)不便于集中管理和控制，是因為該系統(tǒng)雖然克服了集中型系統(tǒng)的致命缺點，但由于各個系統(tǒng)之間是分散獨立的，系統(tǒng)之間不能進行數據

5、通信。即使在集控室還設有集中監(jiān)視系統(tǒng)，但監(jiān)視系統(tǒng)與各個分散系統(tǒng)之間并不存在數據通信關系，它只是簡單地接收各個分散系統(tǒng)送來的報警信號，只起到監(jiān)視報警作用，缺乏管理和控制功能。</p><p>　　隨著船舶自動化程度的不斷提高，國外工業(yè)發(fā)達的國家在八十年代中期就開始了從事研究未來船舶的工作。我國古代船舶在船體結構和動力方面，在世界造船、航運史上創(chuàng)造了不少輝煌的記錄，但是近百年來，我國船電工業(yè)落后西方較大的距離。80年

6、代開始，我國積極從國外引進船用電氣設備制造的先進技術，加以消化吸收，并積極開展國際交流和學術交流活動，按國際電工委員會（International Electro technical Commission，簡稱IEC）修訂我國船電設備的標準，以適應船舶向大型化、自動化方向發(fā)展的需要。</p><p>　　主題：本文根據浙江海洋學院船舶電站自動化實訓裝置的建設方法，參考大量船舶電站系統(tǒng)的技術資料，采用三菱可編程控制

7、器實現(xiàn)船舶電站自動化實訓裝置的設計。首先介紹船舶電站自動化技術的國內外現(xiàn)況、總體結構和工作原理，然后對斷路器、控制變壓器、電流互感器等元件進行選型工作，再對船舶電站自動控制系統(tǒng)的硬件和軟件進行了設計。最后詳細介紹了船舶電站自動化實訓裝置教學功能，主要包括船舶主配電板的日常管理及常見故障分析，發(fā)電機組手動并車、手動解列及停車實訓。[3]</p><p>　　該電站實訓裝置具有較完備的船舶電站功能，不管是元器件的選擇

8、還是電路的設計上，都符合大型遠洋船舶設計標準，所有的元器件都是使用真實的船舶元器件。船舶輪機學員使用浙江海洋學院船舶電站實訓裝置學習遠洋船舶自動化電站的工作原理、操作管理和調試維修，學習效果都十分理想。浙江海洋學院船舶電站實訓裝置是目前國內較為先進的電站實訓裝置。</p><p>　　本課題是基于浙江海洋學院船舶電站自動化實訓室建設項目，為其設計并建造一套實物船舶電站仿真系統(tǒng)。該實訓裝置完全按照標準的8萬噸的遠洋

9、船舶設計，所有的設備跟實船是一樣的。[6]該系統(tǒng)的用途是為“船舶電站自動化”課程教學。電站實訓裝置滿足對船員進行電氣使用管理方面的實訓需要，并充分考慮輪機員船電培訓的需要，保證了該設備具有先進性、典型性、通用性、良好的可靠性和優(yōu)良的教學效果。電站系統(tǒng)必須滿足IEC標準、船級社規(guī)范、現(xiàn)代船船舶電站技術要求和海事局的船員培訓、評估的要求。浙江海洋學院船舶電站實訓裝置將為社會帶來許多船舶修造業(yè)高技能人才，滿足社會的人才需求。</p>

10、;<p>　　結合現(xiàn)代化船舶電站與自動化的發(fā)展，設計與開發(fā)一套船舶電站實訓系統(tǒng)。[1]采用并車保護單元+可編程控制器的實船典型方式實現(xiàn)電站的自動化，配設主開關的電動遠操機構，設置完備的總線通信機制，提供先進的雙層網絡的電站遠程監(jiān)控功能，體現(xiàn)教學效果和實訓手段的先進性，整個電站的設計與布置考慮了使用于教學的目的，能夠充分地展示手動，半自動和全自動等工作模式，組合起動屏中選擇了實船使用的多種典型電路。電站元器件的選擇都為品牌產

11、品，在確保可靠性的基礎上，同時注重教學展示意義。所制作的船舶自動化電站功能具有發(fā)電機組的自動起?？刂坪捅Ｗo；[2]自動并車操作；并聯(lián)運行中功率的自動分配、轉移，電網頻率的自動調整；發(fā)電機的運行管理；大功率負荷投入管理；發(fā)電機組機、電故障的自動處理與報警，順序起動；發(fā)電機自動、故障狀態(tài)下解列、停機控制；發(fā)電機的保護；運行狀態(tài)及故障顯示；參數監(jiān)視與修改，以及自動化電站系統(tǒng)的自檢功能。[4]</p><p>　　本系統(tǒng)

12、采用3臺發(fā)電機組模擬船舶的主發(fā)電機組(2臺)和應急發(fā)電機組(l臺)。每臺發(fā)電機的額定功率均為460kw，額定電壓為440v，額定頻率為6OHz，額定電流738A?？刂葡錇槠胀ㄒ惑w式控制箱。并帶有電壓、電流、頻率、水溫、油溫、油壓顯示，集調整、操縱、監(jiān)測于一體，其上裝有電子調速器和電子控制儀表板，并設有轉速表、計時器、水溫表、油溫表、油壓表、起動按鈕等。機組配有遠傳顯示儀表，可顯示水溫、油壓、油溫、轉速、電瓶電壓，裝有遠程起動/停機開關。

13、提供RS232接口。[5]</p><p>　　總結：本文對船舶電站的設計進行了詳細的論述，尤其是對船舶電站實訓裝置中的自動準同步并車、頻率檢測、穩(wěn)頻檢測、調頻調載等進行軟硬件作了細致的闡述，最后，介紹了實訓電站系統(tǒng)的教學功能。</p><p>　　本文的研究不僅是為了進行船舶電站自動化實訓裝置設計的工作，更重要的是進一步認識和掌握船舶電站自動化。</p><p>

14、　　在本系統(tǒng)的設計過程中，曾大量的參閱了相關的設計和技術文章，并且征詢了老師的意見，這些為本設計打下了基礎。但是，由于時間倉促，和本人經驗不足，能力有限，曾在設計過程中走過許多彎路。本設計還有許多不足，比如在船舶電站實訓裝置中只講了自動準同步并聯(lián)運行和調頻調載的設計問題，并未設計船舶電站自動化技術的其他內容。</p><p><b>　　［參考文獻］</b></p><p

15、>　　[1]單海校.基于Lon Works現(xiàn)場總線技術的船舶電站監(jiān)控系統(tǒng)研究(碩士學位論文). 武漢：華中科技大學，2007. </p><p>　　[2]李偉光.基于PLC的集散型船舶電站監(jiān)控系統(tǒng)(碩士學位論文).大連：大連海事大學，2003. </p><p>　　[3]馬本農.基于PLC的船舶電站綜合控制系統(tǒng)的應用研究(碩士學位論文).哈爾濱:哈爾濱工程大學，2006. <