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论文编号：密级：学校代码：10254上海海事大学SHANGHAIMARITIMEUNIVERSITY硕士学位论文MASTERDISSERTATION论文题目：船舶自动化电站仿真软件开发学科专业：控制理论与控制工程作者姓名：丁立刚指导老师：施伟锋教授完成日期：二〇一〇年六月论文独创性声明本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。作者签名：日期：论文使用授权声明本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以上网公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定。作者签名：导师签名：日期：摘要随着国际航运业的发展和科学技术的提高，世界海事组织(IMO)以及国家海事局对船舶管理人员的培训要求越来越高。船舶电站是船舶的一个重要组成部分，它对于保证船舶安全、经济航行具有重要意义。在船舶知识的学习中，仅仅依靠简单的理论基础是不够的，还需要丰富的实际操作练习，这样才能培养出合格的技术人才。自动化电站仿真软件的应用能够较好地将理论与实践结合起来，不但能达到学习训练的目的，还能有效节约资源和缩短学习时间。本文根据实际实验室的发电和配电设备，以WindowsVista操作系统为开发平台，在VisualStudio2008环境下开发一套船舶自动化电站仿真软件，对真实的自动化电站进行软件形式的计算机仿真。本文完成的主要研究工作如下：1.针对船舶自动化电站系统的运行特点及要求，按照发电装置和配电装置的工作过程建立船舶电力系统模型和仿真电站管理控制系统模型，并根据仿真需要对模型进行简化，推导出有关模型的数学表达式。2.针对实际船舶自动化电站配电屏的结构，在可视化的VisualStudio2008的编译环境下，以图像制作和处理工具为辅，搭建出友好生动、真实性强的仿真图形界面，实现对新一代船舶电站实验设备的仿真。3.利用VisualStudio2008软件对船舶自动化电站进行动态仿真。使用事件触发的方法，编写程序代码,实现界面的快速刷新、可控控件的动态效果以及界面间的通讯功能。从而对实际船舶自动化电站的常规操作、故障处理和系统保护进行功能仿真。本课题通过全面、系统的调研，根据上海海事大学-施耐德电气联合实验室的实际情况，在确立模型的基础上实现了电站的计算机仿真。全文不仅为学习人员提供了船舶自动化电站系统的研究资料，而且也为软件开发者提供了一定的经验方法。初步完成的仿真软件不仅界面友好、真实性强，还可以实现学习训练、故障处理、声响模拟等仿真功能。这种仿真软件可生成安装文件，在其它计算机上安装运行，可以为船舶自动化电站研究提供软件和理论的支持及方法论的指导，非常适合应用在自动化电站的学习之中。本论文得到了国家科技支撑计划(2007BAF10B05)和上海市教委重点学科建设项目(J50602)的支持。关键词：船舶自动化电站；模型；仿真软件；人机界面；VisualBasicIABSTRACTWiththedevelopmentofworld’sshippingindustriesandscienceandtechnologydeveloping,theInternationalMaritimeOrganization(IMO)andChinaMarineBureau’strainingrequirementsfortheship’smanagersaremoreandmorehigher.ShipPowerStationwhichisanimportantpartoftheshipplaysacrucialroleinkeepingtheshipsafeandsailingeconomically.Theoryandpracticemustbecombinedinnormalstudy.Inthesameway，whenwearelearningsomethingaboutship，itnotonlyneedssimplestudyintheory，butalsoneedsalotofpracticeonthis.Inthisway，wecanachieveourpurposesoflearningandbeaqualifiedpersonnelinshipstudy..Thedevelopmentandapplicationofsimulationsoftwarewhichcancombinethetheoryandpracticebettercannotonlygettothepurposeoflearningandtraining，butalsoconserveresourcesandreducelearningtimeveryeffectively.Inordertodocomputersimulationtomarineelectricpowerstationintheformofsoftwaredevelopment,onthebasisofpowergenerationanddistributionequipmentintheactuallaboratory,undertheplatformofWindowsVistaoperatingsystemandVisualStudio2008environment,simulationsoftwareofmarineelectricpowerstationisdevelopedinthisarticle.Thismajorresearchworkachievedinthisdissertationisdescribedasfollows:First,basedonthecharacteristicsandrequirementsoftheshippowerplantoperation,inaccordancewiththeworkingprocessofpowerdevicesandpowerdistributionequipment,themodelofmarineelectricsystemandPowerManagementandcontrolsystemisestablished.Inordertosatisfytheneedsofthesimulation,themodelissimplifiedandmathematicalexpressionsarealsoderived.Second，accordingtothestructureofdistributionpanelinthemarineelectricpowerstation,undertheenvironmentofVisualBasic2008,withthehelpofgraphmakingtools,alively,friendlyandrealisticgraphicalinterfaceisbuilt.Socanthesimulationofexperimentalequipmentinthepowerstationbefinished.Third,undertheenvironmentofVisualStudio2008,dynamicsimulationofmarineelectricpowerstationismade.Usingtheevent-triggeredapproach,editprogrammingcodecanachievetheeffectoffastrefreshingoftheinterface,dynamicchangeofthecontrolandcommunicationbetweentheinterfaces.Socanfunctionofconventionaloperation,faulthandlingandprotectionofsysteminthemarineelectricpowerstationbesimulated.IIIIIThroughacomprehensive,systematicresearch,accordingtotheactualdeviceintheShanghaiMaritimeUniversity-SchneiderElectricJointLab,onbasisoftheestablishedmodel,computersimulationonmarineelectricpowerstationcanbeachievedinthisissue.Thearticlenotonlycanprovidethestudentswithsomethingaboutmarineelectricpowerstation,butalsocansupplyexperiencesandmethodstosoftwaredevelopers.Thesimulationsoftwarecompletedpreliminaryhasfriendlyandauthenticinterface,andcanachievethesimulationfunctionasfollows:learningandtraining,faulthandlingandsoundsimulation.Thissimulationsoftwaregeneratesinstallationfiles,theotherinstalledonthecomputerrunning,youcanstudyforshippowerplantautomationsoftwareandtheoreticalsupportandmethodologicalguidance,especiallysuitablefortheautomationoflearningamongpowerplant.Thispowerplantsimulationsoftwarecangenerateinstallationfileswhichcanbeinstalledandrunontheothercomputer.Itisverysuitabletobeusedinthestudyaboutpowerstationforstudents.Thissoftwarecangivethestudentstheoreticalsupportandmethodologicalguidanceinthestudyofmarineelectricpowerstation.ThisdissertationissupportedbyNationalScienceandTechnologySupportProgram(2007BAF10B05)andKeySubjectConstructionProjectofShanghaiEducationCommission(J50602).DingLigang(ControlTheoryandControlEngineering)DirectedbyProf.ShiWeifengKEYWORDS:Marineelectricpowerstation,Model,Simulationsoftware,HMI,VisualBasic目录第一章..........................................................................................................................1绪论1.1................................................................