浅谈船舶电气自动化发展趋势

重庆交通大学应用技术学院2013届航运工程系毕业生论文论文题目：浅谈船舶电气自动化发展趋势班级：轮机工程（2）班姓名：吕付帅指导教师：刘克勤日期：2013年4月20日重庆交通大学应用技术学院航运工程系毕业论文（设计）开题报告专业轮机工程班级轮机工程（2）班姓名吕付帅学号081101212002论文（设计）题目：浅谈船舶电气自动化发展趋势论文（设计）纲目：1.船舶电气自动化概述及船舶电站自动化基本功能1.1.船舶电气自动化概述1.2.船舶电站自动化基本功能2.船舶电气自动化技术及自动化电站系统发展现状2.1.船舶电气自动化技术2.2.自动化电站系统3.船舶电气自动化系统发展的趋势3.1.系统监控的综合化3.2.系统的网络化4.船舶电气自动化领域展望5.总结6.谢词论文（设计）开始日期2013年4月20日指导教师刘克勤毕业论文（设计）评语专业轮机工程班级轮机工程（2）班姓名吕付帅学号081101212002题目浅谈船舶电气自动化发展趋势论文（设计）篇幅：图纸张其他附件指导教师评语：论文成绩指导教师年月日毕业论文（设计）交叉评语一、交叉评阅评语二、评阅成绩的评分论文评阅成绩参考标准论文设计内容正确性，方案可行性，论证严密性和独创性；数据处理能力，计算能力，分析解决问题能力；文字表达能力及附件质量。工艺及过程论证、计算的正确性和严密性，方案可行性、创新性；数据处理能力，计算机应用能力、分析解决问题能力；设计图纸的质量，文字水平及其他附件质量。给定成绩：交叉评阅教师签字年月日毕业论文（设计）摘要题目名称浅谈船舶电气自动化发展趋势指导教师刘克勤承担人姓名吕付帅航运工程系轮机工程专业（2）班摘要随着科学技术的发展，船舶机舱从有人值守到自动化机舱的经历了几十年的发展过程。船舶电气自动化是实现机舱自动化、进而实现无人值班机舱的必要条件。本文就与船舶安全和性能关系较大、技术进步较快和具有发展前景的船舶电气自动化及船舶电站自动化基本功能进行简要概述,针对当前船舶电气自动化技术及自动化电站系统的发展现状，论述了船舶电气自动化发展的趋势（包括系统监控的综合化、网络化）并做出了船舶电气自动化领域的展望。签名：年月日指导教师意见是否能参加毕业设计（论文）答辩：指导教师签名：年月日毕业论文（设计）摘要题目名称浅谈船舶电气自动化发展趋势指导教师刘克勤承担人姓名吕付帅航运工程系轮机工程专业（2）班摘要Withthedevelopmentofscienceandtechnology,shipcabinwasondutyautomaticengineroomhasexperienceddecadesofdevelopmentprocess.Marineelectricalautomationengineroomautomation,thusachievingthenecessaryconditionsforunattendedcabin.Inthispaper,theship'ssafetyandperformancerelationship,rapidtechnologicaladvancesandwiththeprospectsforthedevelopmentofmarineelectricalautomationandautomationofshippowerstationbasicfunctionsofabriefoverviewofthecurrentdevelopmentstatusofmarineelectricalautomationtechnologyandautomationofpowerplantsystems,discussestheshipthedevelopmenttrendofelectricalautomation(includingsystemmonitoringintegration,network)andmadetheoutlookinthefieldofmarineelectricalautomation.签名：年月日指导教师意见是否能参加毕业设计（论文）答辩：指导教师签名：年月日毕业论文（设计）答辩记录项目记录成绩自述答辩组提问答辩组成员答辩时间答辩组组长签名毕业论文（设计）答辩评定一、评语（根据学生答辩情况及其论文质量写出综合评价）二、答辩成绩的评分答辩成绩评分参考标准论文设计能否在规定时间内正确地作出报告；语言表达能力、相关知识和问题的理解、掌握情况。能否在规定时间内正确地作出报告；语言表达能力，对相关知识和问题的理解、掌握情况。给定成绩：答辩小组负责人签字：年月日浅谈船舶电气自动化发展趋势班级：轮机工程（2）班姓名：吕付帅[内容提要]:随着科学技术的发展，船舶机舱从有人值守到自动化机舱的经历了几十年的发展过程。船舶电气自动化是实现机舱自动化、进而实现无人值班机舱的必要条件。本文就与船舶安全和性能关系较大、技术进步较快和具有发展前景的船舶电气自动化及船舶电站自动化基本功能进行简要概述,针对当前船舶电气自动化技术及自动化电站系统的发展现状，论述了船舶电气自动化发展的趋势（包括系统监控的综合化、网络化）并做出了船舶电气自动化领域的展望。关键词：船舶电气、自动化、发展趋势1.船舶电气自动化概述及船舶电站自动化基本功能1.1.船舶电气自动化概述船舶电气自动化指的是船舶电站的自动化，其伴随着通信技术、控制技术以及微处理术而不断发展。电子技术的突飞猛进、集成电路的投入使用以及计算机网络的快速发展，这些良好的技术条件促使船舶电站控制得到了前所未有的新突破。时间推进到2l世纪，制造业、通讯技术以及计算机辅助设计的逐步成熟，船舶的机舱管理以及货物装卸等多方面都在充分地运用计算机技术。其工作分站能够通过通信卫星与国际互联网进行互联，促进了船与船之问、岸与船之问的有机联系，加强了相互之间的对话，极大地促了信息的交流、咨询、设备的维护、资料备件的查询、船舶的管理以及资料的查阅等一系列业务活动，从而充分地提高了船舶航行的经济型、安全性与可靠性，为航运事业的良好发展奠定了强大的技术基础。1.2.船舶电站自动化基本功能1.发电机组依据电站运行情况和实际负荷需要，按预定的顺序自动起动备用机组,并能自动投入、自动停机；2.故障状态下自动解列、停机的控制；3.发电机组之间的自动并车、电压及无功功率的自动调节、并联运行中功率的自动分配、转移与电网频率的自动调整，重载询问(投入大负载时的自动询问装置)；4.船舶电站的综合保护（包括发电机组机电故障的自动处理与报警）；5.运行状态显示及故障监视（包括全船断电,欠频监视），系统给定参数的监视与修改。2.船舶电气自动化技术及自动化电站系统发展现状2.1.船舶电气自动化技术由于计算机与通信技术日益成熟，在驾驶、机舱管理和装货等方面实现了全盘计算机控制。展望21世纪，船舶自动化技术将不断向全船综合自动化层次发展。船舶综合自动化，是集机舱自动化、航行自动化、机械自动化、装载自动化等于一体的多功能综合系统。该系统通常由两个工作母站、若干个分控制系统及若干个工作分站组成，通常一个工作母站设在机舱控制室，另一个设在驾驶室。两个工作母站完全独立，可同时或单独操作，并互为备用。分控制系统将根据船舶种类和自动化程度而定，如主机遥控、机舱监测报警、电站管理、泵阀控制、液位遥测和压载控制、冷藏集装箱监控、自动导航等。所有工作母站和分控制系统采用高速传输技术组成一个综合网络系统，在网络上根据需要连接一定数量的工作分站，以达到在船舶重要部位对各设备进行监测和操纵等目的。同时，其工作分站可以作为一个窗口，与船舶对外通信设备联网，借助于数据传输、电子邮件等各种通信手段，执行岸与船、船与船之间对话，进行各种信息交流、咨询、设备维护、故障诊断、资料查阅、备件查询、船舶管理等业务活动，从而最大程度地提高船舶航行的安全性、可靠性和经济性。目前德国西门子公司、挪威挪康公司、丹麦约克船舶公司等国际著名的船电产品制造商已有较成熟的技术和相应的配套产品，并己实际应用于各类船舶。最新的船舶自动化设备技术的发展趋势是将程序控制分为小型的智能单位，就地操纵。如西门子公司的SIMOSIMAC55就是这样分片操作、具有开放式的有监测报警和故障诊断控制的系统，它控制和监测无人机舱管理中所有重要的方面，如监测和报警、动力管理、燃油系统、压舱系统等的泵和阀的控制，燃油消耗记录，舱内液面监测和油、水量计算，货物控制和监测，安全功能及保养功能。SIMOSIMAC55（德国Siemens公司的SIMOSIMAC55是一个全开放的模块化分布式网络型监视、控制和报警系统，其系统的构建均采用了工业际准组件，各个功能模块通过网线与设在不同位置的操作站一起形成一个船舶计算机网络）有整列的接口，可使资料与其它电脑或控制系统交换。卫星通信系统通过卫星联网，具有多路终端的能力，可改进船舶管理。21世纪将会有越来越多的新建船舶配套船舶综合自动化系统，用计算机进行全船智能管理，其运行可靠，能预先检测故障，确定预防保养和维修，保证安全、经济地操作。2.2.自动化电站系统从技术上看，船舶电站自动化经历了单元分立式控制、集中式自动控制和集散式自动化系统几个过程。单元自动化装置方面，自动并车装置，自动并车解列、自动负荷分配装置及AVR自动调压器等均已达到极高的可靠程度。在单元器件自动化基础上，将它们组成电站自动化装置，使其成为完整的电站自动化系统。八十年代以来，随着微机技术的发展，先后出现过微机集中式船舶电站自动化系统，分散式自动化系统和集散式自动化系统。集中式系统便于集中控制，但故障的查找及维修较困难。分散控制对设备模块分散控制，提高了系统的可靠性和可维护性，但与无人机舱集中管理的要求有一定矛盾。目前船舶电站自动化正朝着集散型自动化系统方向发展。它结合了集中和分散的优点，克服了各自的缺点。美国的加州大学，日本长崎综合科技大学，德国的汉堡大学等都进行了卓有成效的研究。自动化系统在国内外船舶中的应用也逐年增多，它的技术指标、可靠性指标更高，功能更强。建立在网络通信基础上的集散型控制系统的出现，使电站自动化开始进入了一个全新时代。3.船舶电气自动化系统发展的趋势3.1.系统监控的综合化由于电气设备已经日趋通用化、模块化、系列化，可以做到组态灵活；计算机所有功能选择均能通过屏幕软件按钮直接完成，为系统监控的综合化提供了必要的基础。当然，根据需求不同仍旧存在着先进程度不同和性能要求不同的船舶，但是单机单控的系统必将逐步向综合监控的系统过渡。因为采用综合监控的形式，可以构成双重或多重冗余，对提高系统或者全船整体可靠性是有积极意义的。列举几个不同类型综合化监控系统的情况系统名称综合自动化综合通信系统综合后勤支持系统综合监控或管理内容主机遥控、机舱监测报警电站管理、辅机监控、压载控制、航行自动化、装载自动化、损管监控。船内通信：自动电话，声力电话等；广播通信：全船广播，扬声通信，集中管理通信；报警通信：全船通用报警，机舱组合报警，火灾探测报警。呼叫系统：无线电，电视；其它：数字终端，电视摄像，子母钟，旅客信息系统，娱乐系统等。结构管理：岗位结构管理、财务管理、审计管理；维修保养计划管理：维修保养制度、维修文件及标准、维修保养计划、实施细则等；供货及备件管理：全船设备、零件及备件的配置与管理；数据库：结构管理、维修计划、零备件配置、可靠性数据库；日常后勤管理。目的与效果减少人力资源，使复杂的系统能简单安全运行，紧急情况时可缩短行动的时间。变分散、独立布置为功能齐全，操作使用方便的集中监控，可以满足各类船舶的不同需求。综合后勤支持系统应用被称为软调科学的管理科学，在制度上和物质上保证对装船设备进行定时的维修保养，提高了设备的可靠性，保障了航行的安全。3.2.系统的网络化进入20世纪90年代后，随着现场总线技术的不断完善，在新造船舶中，越来越多地采用现场总线作为各个子系统的内部控制网网络，上层网络采用局域网，形成全分布式的网络型监控系统。当前，数字化技术和总线技术应用已经相当成熟。现场总线是一种互联现场设备（或