船舶電站自動化實(shí)訓(xùn)裝置的設(shè)計【文獻(xiàn)綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計文獻(xiàn)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(shí)訓(xùn)裝置的設(shè)計</p><p>　　前言：船舶電站是保證船舶正常航行的重要設(shè)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(zhì)。隨著船舶的大型化和自動化以及電

2、子信息技術(shù)和自動控制技術(shù)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(shù)不斷取得進(jìn)步而逐發(fā)展起來的，到20世紀(jì)50年代末反饋控制理論在船上已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，使機(jī)艙里的部分運(yùn)行參數(shù)得以自動化控制。直至20世紀(jì)60年代中

3、期，開始出現(xiàn)無人機(jī)艙。60年代后期，計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)逐步在船上得到推廣，促使船舶機(jī)艙自動化進(jìn)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(jī)技術(shù)的改革作為標(biāo)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(jī)進(jìn)行集中控制和管理。計算機(jī)軟件的應(yīng)用使控制系統(tǒng)的硬件還是設(shè)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(jī)發(fā)生故障，就會導(dǎo)致系統(tǒng)完全

4、癱瘓。</p><p>　　第二階段是以計算機(jī)技術(shù)為代表的分散控制。由于上一個階段的單臺計算機(jī)過于集中的控制方式存在上述缺點(diǎn)，因此從70年代中后期開始船舶電站自動化技術(shù)逐漸由集中型轉(zhuǎn)向分散型。</p><p>　　第三階段是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用為特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)式控制階段。分散型系統(tǒng)不便于集中管理和控制，是因?yàn)樵撓到y(tǒng)雖然克服了集中型系統(tǒng)的致命缺點(diǎn)，但由于各個系統(tǒng)之間是分散獨(dú)立的，系統(tǒng)之間不能進(jìn)行數(shù)據(jù)

5、通信。即使在集控室還設(shè)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(shù)據(jù)通信關(guān)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(dá)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(jié)構(gòu)和動力方面，在世界造船、航運(yùn)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(jìn)船用電氣設(shè)備制造的先進(jìn)技術(shù)，加以消化吸收，并積極開展國際交流和學(xué)術(shù)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(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)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(jù)浙江海洋學(xué)院船舶電站自動化實(shí)訓(xùn)裝置的建設(shè)方法，參考大量船舶電站系統(tǒng)的技術(shù)資料，采用三菱可編程控制

7、器實(shí)現(xiàn)船舶電站自動化實(shí)訓(xùn)裝置的設(shè)計。首先介紹船舶電站自動化技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)況、總體結(jié)構(gòu)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(jìn)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(jìn)行了設(shè)計。最后詳細(xì)介紹了船舶電站自動化實(shí)訓(xùn)裝置教學(xué)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(jī)組手動并車、手動解列及停車實(shí)訓(xùn)。[3]</p><p>　　該電站實(shí)訓(xùn)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(shè)計上，都符合大型遠(yuǎn)洋船舶設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，所有的元器件都是使用真實(shí)的船舶元器件。船舶輪機(jī)學(xué)員使用浙江海洋學(xué)院船舶電站實(shí)訓(xùn)裝置學(xué)習(xí)遠(yuǎn)洋船舶自動化電站的工作原理、操作管理和調(diào)試維修，學(xué)習(xí)效果都十分理想。浙江海洋學(xué)院船舶電站實(shí)訓(xùn)裝置是目前國內(nèi)較為先進(jìn)的電站實(shí)訓(xùn)裝置。</p><p>　　本課題是基于浙江海洋學(xué)院船舶電站自動化實(shí)訓(xùn)室建設(shè)項目，為其設(shè)計并建造一套實(shí)物船舶電站仿真系統(tǒng)。該實(shí)訓(xùn)裝置完全按照標(biāo)準(zhǔn)的8萬噸的遠(yuǎn)洋

9、船舶設(shè)計，所有的設(shè)備跟實(shí)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(xué)。電站實(shí)訓(xùn)裝置滿足對船員進(jìn)行電氣使用管理方面的實(shí)訓(xùn)需要，并充分考慮輪機(jī)員船電培訓(xùn)的需要，保證了該設(shè)備具有先進(jìn)性、典型性、通用性、良好的可靠性和優(yōu)良的教學(xué)效果。電站系統(tǒng)必須滿足IEC標(biāo)準(zhǔn)、船級社規(guī)范、現(xiàn)代船船舶電站技術(shù)要求和海事局的船員培訓(xùn)、評估的要求。浙江海洋學(xué)院船舶電站實(shí)訓(xùn)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(jié)合現(xiàn)代化船舶電站與自動化的發(fā)展，設(shè)計與開發(fā)一套船舶電站實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。[1]采用并車保護(hù)單元+可編程控制器的實(shí)船典型方式實(shí)現(xiàn)電站的自動化，配設(shè)主開關(guān)的電動遠(yuǎn)操機(jī)構(gòu)，設(shè)置完備的總線通信機(jī)制，提供先進(jìn)的雙層網(wǎng)絡(luò)的電站遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，體現(xiàn)教學(xué)效果和實(shí)訓(xùn)手段的先進(jìn)性，整個電站的設(shè)計與布置考慮了使用于教學(xué)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(shí)船使用的多種典型電路。電站元器件的選擇都為品牌產(chǎn)

11、品，在確?？煽啃缘幕A(chǔ)上，同時注重教學(xué)展示意義。所制作的船舶自動化電站功能具有發(fā)電機(jī)組的自動起?？刂坪捅Ｗo(hù)；[2]自動并車操作；并聯(lián)運(yùn)行中功率的自動分配、轉(zhuǎn)移，電網(wǎng)頻率的自動調(diào)整；發(fā)電機(jī)的運(yùn)行管理；大功率負(fù)荷投入管理；發(fā)電機(jī)組機(jī)、電故障的自動處理與報警，順序起動；發(fā)電機(jī)自動、故障狀態(tài)下解列、停機(jī)控制；發(fā)電機(jī)的保護(hù)；運(yùn)行狀態(tài)及故障顯示；參數(shù)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(jī)組模擬船舶的主發(fā)電機(jī)組(2臺)和應(yīng)急發(fā)電機(jī)組(l臺)。每臺發(fā)電機(jī)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(diào)整、操縱、監(jiān)測于一體，其上裝有電子調(diào)速器和電子控制儀表板，并設(shè)有轉(zhuǎn)速表、計時器、水溫表、油溫表、油壓表、起動按鈕等。機(jī)組配有遠(yuǎn)傳顯示儀表，可顯示水溫、油壓、油溫、轉(zhuǎn)速、電瓶電壓，裝有遠(yuǎn)程起動/停機(jī)開關(guān)。

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

14、　　在本系統(tǒng)的設(shè)計過程中，曾大量的參閱了相關(guān)的設(shè)計和技術(shù)文章，并且征詢了老師的意見，這些為本設(shè)計打下了基礎(chǔ)。但是，由于時間倉促，和本人經(jīng)驗(yàn)不足，能力有限，曾在設(shè)計過程中走過許多彎路。本設(shè)計還有許多不足，比如在船舶電站實(shí)訓(xùn)裝置中只講了自動準(zhǔn)同步并聯(lián)運(yùn)行和調(diào)頻調(diào)載的設(shè)計問題，并未設(shè)計船舶電站自動化技術(shù)的其他內(nèi)容。</p><p><b>　?。蹍⒖嘉墨I(xiàn)］</b></p><p

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