船舶电站及自动化控制系统
船舶电气与自控技术的自动化系统与调试
船舶电气与自控技术的自动化系统与调试随着科技的不断发展，人们对于机械设备的自动化要求也越来越高。
在船舶行业，自动化系统已经成为一种趋势，然而在自动化系统的实现过程中会遇到诸多问题，比如调试难度大、维护成本高等等。
因此，本文将从船舶电气与自控技术的角度出发，分析船舶自动化系统的构成和调试方法，旨在为读者提供一些实用的参考。
一、船舶自动化系统构成1. 电力系统船舶的电力系统是船舶自动化系统的核心。
它包括主机发电机、切换设备、配电设备、电池组、充电系统和监控控制系统。
其中，主机发电机是电力系统的供电源，它通过输出交流电能来驱动电动机进行船舶运行。
切换设备和配电设备是为了保证船舶在各种情况下都有足够的电量供应，可以将电能分配到各个负载上。
电池组和充电系统则提供备用电源，以应对电力系统短时断电或故障的情况。
最后，监控控制系统则对电力系统进行实时监测和远程操作。
2. 自控系统船舶的自控系统是为了控制船舶的各项运动参数，例如位置、速度、航向等等。
主要包括舵机系统、引擎控制系统、姿态控制系统、位置测量系统等等。
自控系统可以通过某些控制算法，使得船舶在不同的海况下都能够保证稳定的运行。
3. 通讯系统船舶通讯系统是为了保证船舶与外部交流和联络。
它包括船舶内部通讯系统和船舶与外部通讯系统。
内部通讯系统主要是为了保证船员之间的方便交流。
外部通讯系统主要涉及到船舶与岸端交流、卫星通讯和无线电通讯等等。
二、船舶自动化系统调试方法1. 故障排除在调试船舶自动化系统时，故障排除是必不可少的工作。
在系统发生故障的时候，我们应该自上而下的逐步排除，第一步是对整个系统进行一遍简单的检查。
然后再逐步分析各模块的故障，在找出具体故障时通过不断测试和实验来确定最终问题所在。
最后，对于发现的故障进行修复和测试。
2. 参数设置在完成故障排除后，接下来是参数设置。
这项工作非常重要，因为系统参数的设置直接关系到船舶的稳定性和航行性能。
我们应该尽可能的将参数设定在适宜的范围内，优化每个参数的值，以保证船舶达到最佳的性能。
船舶电站及自动化 讲稿
船舶电站及自动化讲稿船舶电站及自动化讲稿1、引言船舶电站及自动化是船舶工程中极为重要的一部分，它涉及到船舶的电力供应、能源管理以及船舶各个系统的自动化控制。
本讲稿将详细介绍船舶电站及自动化的基本概念、组成结构、工作原理以及相关的法律法规等内容。
2、船舶电站基本概念船舶电站是指为船舶提供电力供应的系统，包括发电机、电力配电装置、电池组、开关设备等。
船舶电站的主要任务是为船舶提供稳定、可靠的电力供应，并确保各个电气设备正常运行。
2.1 发电机组发电机组是船舶电站的核心设备，主要由发电机、传动系统和控制装置组成。
根据船舶的需求，发电机组可以选择柴油发电机、燃气发电机或者是涡轮发电机等。
2.2 电力配电装置电力配电装置用于将发电机产生的电能进行分配和传输，保证各个系统和设备得到合适的电力供应。
电力配电装置包括主配电柜、次配电柜、船舶充电装置等。
2.3 电池组电池组作为船舶电站的备用电源系统，用于在紧急情况下供应电力。
电池组可以为船舶提供短时间的应急电力，例如在发电机组故障时或者发生停电时。
2.4 开关设备开关设备用于控制和保护电气系统，包括断路器、接触器、隔离开关等。
开关设备的选型和布置对于船舶电站的安全和可靠性至关重要。
3、船舶自动化系统船舶自动化系统是指通过自动化技术对船舶各个系统的运行状态进行监测、控制和调节，从而实现船舶运行的自动化。
常见的船舶自动化系统包括动力系统自动化、导航系统自动化、船舶载货系统自动化等。
3.1 动力系统自动化动力系统自动化主要包括发电机组的自动控制、电力配电系统的自动化、蓄电池的自动监测和控制等。
通过动力系统自动化，船员可以实时监测电气设备的运行状态，提高船舶电力供应的稳定性和可靠性。
3.2 导航系统自动化导航系统自动化是指通过自动化技术对航行状态、船舶位置以及周围环境进行监测和控制，确保船舶的安全航行。
常见的导航系统自动化包括自动舵、自动引导、自动航行控制等。
3.3 船舶载货系统自动化船舶载货系统自动化是指通过自动化技术对货物的装卸、存储、运输和管理等过程进行自动化控制和调度。
船舶电站自动控制系统的设计分析
船舶电站自动控制系统的设计分析船舶电站自动控制系统是指为了保障船舶电源安全和可靠性，而通过计算机、电气设备和传感器等技术手段实现对船舶电站的自动化控制。
其主要优点是能够减少人工干预和操作，提高电站运行的可靠性和稳定性，同时还能够降低电站的维护成本和提高工作效率。
一、系统架构设计船舶电站自动控制系统的架构设计是整个系统设计中的一个重要步骤。
要根据船舶电站的实际情况，确定系统的基本结构和各个部件之间的关系。
通常船舶电站自动控制系统的架构包括以下几个方面：1. 控制中心：负责整个系统的监控、调度以及指挥控制。
通常包括计算机、人机界面、显示屏等设备。
2. 数据采集子系统：负责采集船舶电站的各种参数数据，包括电压、电流、功率、频率等。
3. 控制执行子系统：负责对船舶电站进行自动化控制，包括控制信号的发生、控制设备的操作等。
4. 监控子系统：负责对船舶电站的各种状态进行监控和分析，及时发现异常情况并采取措施进行处理和调整。
二、系统功能分析1. 监测和控制电站的参数：主要包括电压、电流、功率、频率等参数的监测和控制。
2. 电源切换和负荷分配：在电站供电正常情况下，实现两个户头之间的优先级切换，以及各个负荷点之间的动态分配。
3. 故障诊断和自动排错：通过系统自动运行的过程中，及时检测、诊断电站的异常情况并采取相应的处理措施。
4. 数据记录和报告：对船舶电站的各种参数和操作数据进行记录和存储，并生成相应的报告。
船舶电站自动控制系统的软件设计是整个系统设计中的一个核心步骤。
软件的设计应根据系统架构和功能分析的结果，采用合适的编程技术和编程语言，开发出符合系统需求的软件。
1. 系统核心程序的编写：包括数据采集、实时控制、数据存储、监控管理等核心程序的编写。
2. 控制算法的设计：关键是设计出合理、实用和稳定的控制算法，并根据实际情况进行相应的调整和优化，满足船舶电站各种控制需求。
3. 界面设计：包括系统人机交互界面的设计与实现，使得系统界面易用、美观、功能齐全，能够很好地满足用户的操作需求。
船舶电站自动控制系统的设计分析
船舶电站自动控制系统的设计分析船舶电站自动控制系统是指容器货船和客船上的发电机系统和辅助电气设备。
电站被用于为船舶各个系统供电，例如导航、通讯、空调、照明、厨房等等。
因此，为了确保船上的所有设备正常运行，电站必须始终保持高效稳定的运行状态。
为了实现这一目标，需要设计一套自动控制系统。
首先，这种自动控制系统应该包含一个主控制板，以便进行电站的整体监控和调节。
这个主控制板应该能够检测关键数据，例如电池电量、发电机功率和发电机转速等等，并对这些数据进行分析后，发出指令控制发电机的运行。
当发电机出现故障时，主控制板也应该能够自动启动备用发电机来确保船舶接收到足够的电力。
其次，电站自动控制系统还应该包括分布式控制板。
分布式控制板的作用是监控电站内各个设备的运行状态，并及时修复故障。
例如，当关闭某个设备时，电站的备用电源也应该迅速启动，以避免停电。
此外，控制板还应该能够启动某个设备来确保船舶能够在特定的情况下持续运行。
例如，在发生船艏漏水时，应该启动泵进行排水。
在触发火警报警器时，系统应该自动关闭某些设备以避免火灾扩散。
另外，电站自动控制系统还应该包括采集系统和分析系统。
采集系统可以帮助系统收集当前的数据并进行存储。
分析系统则可以分析这些数据，以便提供电站内部的性能分析和节能建议。
此外，分析系统还可以跟踪某些特定的设备，以便预测维护需求。
总结来说，电站自动控制系统是必不可少的设备，能够保证船舶内各个设备的正常运行。
设计分析时，应该以主控制板、分布式控制板、采集系统和分析系统为重点，并考虑如何将这些系统串联起来以实现最大程度的效率和可靠性。
船舶电站自动化(二)
船舶电站自动化（二）引言：本文是关于船舶电站自动化的第二部分，旨在深入探讨船舶电站自动化的相关概念、原理和应用。
船舶电站自动化是船舶电力系统中的核心技术，能够提高船舶电力系统的效率、可靠性和安全性。
本文将从以下五个大点展开论述。
1. 船舶电站自动化的基本原理1.1 电站自动化系统的概述1.2 电站自动化的基本要素1.3 电站自动化的工作原理1.4 船舶电站自动化的特点1.5 自动化控制与传统控制的比较2. 船舶电站自动化系统的组成与结构2.1 船舶电站自动化系统的整体结构2.2 主控制室及监控系统2.3 配电系统2.4 发电系统2.5 辅助系统3. 船舶电站自动化系统的工作过程3.1 输入输出信号的采集和处理3.2 逻辑与控制3.3 过程监视与报警3.4 执行控制3.5 数据记录与分析4. 船舶电站自动化系统的应用4.1 船舶电站自动化的优势与应用场景4.2 船舶电站自动化在船舶电力系统中的作用4.3 船舶电站自动化对船舶性能的影响4.4 船舶电站自动化的未来发展趋势4.5 船舶电站自动化的案例分析与经验总结5. 船舶电站自动化的挑战与解决方法5.1 船舶电站自动化面临的挑战5.2 提高系统可靠性与安全性的解决方法5.3 优化系统性能的解决方法5.4 降低系统成本的解决方法5.5 制定合理的维护与管理策略总结：船舶电站自动化是船舶电力系统中的重要组成部分，具有提高船舶电力系统的效率、可靠性和安全性的优势。
本文从船舶电站自动化的基本原理、系统组成与结构、工作过程、应用和面临的挑战与解决方法等五个大点进行了详细的论述。
随着船舶电力系统的发展和技术的进步，船舶电站自动化将在未来得到更加广泛的应用，并为船舶行业带来更大的效益。
船舶电站运行自动化
船舶电站运行自动化随着科技的不断进步和船舶电力系统的日益复杂化，船舶电站的运行自动化成为了提高船舶运行效率、安全性和稳定性的重要手段。
本文将探讨船舶电站运行自动化的现状、发展趋势和优势。
一、船舶电站运行自动化的现状当前，船舶电站的自动化程度正在逐步提高，这主要得益于电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展。
在许多现代船舶中，电力系统的运行已经可以实现自动化，这包括发电、配电、输电等环节。
在发电环节，自动化系统可以实时监控发电机组的运行状态，根据需要自动调整发电机的出力，以保持电力系统的稳定。
在配电和输电环节，自动化系统可以实现对电能的有效分配和管理，保证船舶电力系统的稳定性和安全性。
二、船舶电站运行自动化的优势船舶电站运行自动化的优势主要体现在以下几个方面：1、提高效率：自动化系统可以实现对发电机的自动控制，使发电机在最佳状态下运行，从而提高电力系统的整体效率。
2、降低成本：自动化系统可以减少人工操作和维护的成本，提高船舶电力系统的可靠性和稳定性，降低故障率，从而降低运营成本。
3、提高安全性：自动化系统可以实时监控电力系统的运行状态，及时发现并处理异常情况，从而提高电力系统的安全性。
4、优化资源配置：自动化系统可以实现电力的智能化分配和管理，使电力资源得到更合理的利用，从而提高船舶的整体运营效率。
三、船舶电站运行自动化的未来发展趋势随着科技的不断进步，船舶电站运行自动化的发展趋势主要体现在以下几个方面：1、高度集成化：未来的船舶电站自动化系统将更加注重整体设计和系统集成，实现各子系统的无缝衔接和协同工作，从而提高电力系统的整体效率和稳定性。
2、智能化：未来的船舶电站自动化系统将更加注重智能化技术的应用，如人工智能、大数据分析等，实现对电力系统的实时预测和智能控制，进一步提高电力系统的可靠性和安全性。
3、绿色环保：未来的船舶电站自动化系统将更加注重环保和节能，采用更高效的发电机组和环保技术，实现电力系统的绿色运行。
船舶自动化控制系统操作指南说明书
船舶自动化控制系统操作指南说明书一、引言船舶自动化控制系统是现代船舶的重要组成部分，它可以实现船舶系统的自动化运行和监控。
为了正确、高效地操作船舶自动化控制系统，本指南将详细介绍操作步骤和注意事项。
二、系统概述船舶自动化控制系统由多个子系统组成，包括动力系统、电力系统、船载设备控制系统等。
各子系统之间存在相互关联，协同工作，确保船舶正常运行。
三、系统操作步骤1. 系统启动a. 确保电源开关处于关闭状态；b. 按照系统启动顺序，依次将各子系统电源开关、控制面板、仪表等设备打开；c. 系统启动后，进行自检，确保各设备正常工作。
2. 系统监控和调整a. 在控制面板上观察各仪表读数，并注意异常；b. 根据需要，根据船舶工况和运行情况，对系统参数进行调整；c. 注意监测各传感器数据，发现异常及时处理。
3. 故障排除a. 遇到系统故障或报警时，首先确认是否为假报警；b. 如果是真实故障，按照故障排除流程，逐步排查问题；c. 在排除故障后，重新启动系统，并进行必要的测试检验。
4. 应急措施a. 在紧急情况下，按照紧急停船操作程序进行操作；b. 遵循应急预案，保持冷静，并及时汇报相关部门。
四、注意事项1. 操作前应仔细阅读相关操作手册和指南；2. 操作时必须戴上个人防护用品，确保安全；3. 对各系统设备进行定期维护和检查，防止故障发生；4. 操作人员应熟悉系统工作原理和操作流程，提高操作技能；5. 严禁私自改动系统设置，如需更改应由专业人员操作。
五、系统维护1. 定期进行系统巡检，检查各设备运行状况；2. 定期清洁设备、连接线路等；3. 进行预防性维护和定期保养；4. 及时更换老化设备和部件。
六、系统安全1. 严格遵守操作规范和安全操作标准；2. 定期进行系统安全检查，确保系统不存在安全隐患；3. 在操作过程中，注意检测电压、温度等参数是否正常。
七、系统关闭1. 操作结束后，按照系统关闭顺序，关闭各子系统电源开关、控制面板等设备；2. 确保电源开关处于关闭状态；3. 保存操作记录和数据。
船舶电站自动控制系统的设计分析
船舶电站自动控制系统的设计分析随着船舶制造业的不断发展，船舶电站的自动化程度不断提高。
电站控制系统也由局部、就地的控制向综合、集散的方向发展，尤其伴随着计算机、通信、网络技术在船舶上的广泛应用，自动控制系统开始进入一个崭新的发展阶段。
标签：船舶电站;自动控制;系统;海上风机安装船船舶犹如一个可移动的海上城市，它的许多设备都需要使用电能，因此在船上都配备有独立的电站。
随着船舶的大型化和自动化程度的不断提高，越來越多的船用设备需要电能来驱动和控制，使船舶电站日趋复杂庞大。
在海上风机安装船N792上面就有：配电系统，照明系统，主机推进系统，定位系统，通信导航系统，中控系统，监控系统，网络系统，火警系统，照明系统，救生筏救生艇系统等等，对船舶电站提出的要求很高，其发展的突出标志是高容量和高自动化。
1 船舶电站控制系统发展阶段（1）集中控制阶段。
此时的自动控制系统已经开始运用计算机作为控制核心，硬件设备也因此得到了极大的简化，功能更加完善，监测和管理也更加方便。
尽管集中型控制系统具有一定的先进性，但由于系统开销较大，加之如果计算机出现故障，整个系统就有可能全面崩溃，因此逐渐被其他控制系统所取代。
（2）分散控制阶段。
自上世纪70年代以来，微机及单片机技术得到普及推广，船舶电站控制系统也因此发生改变，不再是使用单一的计算机进行集中控制而是使用几台或更多的计算机分别对船舶的各个系统进行自动管理。
分散型系统的特点就是灵活使用计算机技术，且系统造价低，操作简单，具有良好的可靠性。
因此在很长一段时间内都主导着自动控制系统的市场。
（3）网络控制阶段。
虽然分散型控制系统在集中型控制系统的基础上进行了许多改进，但系统各部分之间还是分散独立的，信息无法进行互相传输。
并且分散控制系统中的计算机仅仅作为接收各部分传送信息的通信单元，缺乏统筹管理的功能。
因此，自上世纪90年代以来，随着通信网络技术的快速发展，出现了以综合运用计算机和通信技术的网络型系统，短时间内就受到极大的关注，也得到了迅速的推广。
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第一节
船舶电力系统基本知识
• 四、船舶电站容量的确定和发电机组台数的选择 2. 电站容量的确定与发电机组台数的选择 ⑴. 满足船舶在各项运行工况下用电量的需求 ⑵. 每台发电机组的最高负荷为80～85%左右 ⑶. 必须设有备用发电机组 ⑷. 一般应选用同容量同型号的发电机组 ⑸. 使用的发电机组台数应尽可能少些，一般选用三台发电 机组
6）根据上述计算，选择发电机组的功率和数量，并核算各工况下发电 机的负荷百分率，一般来说发电机应有10～20%的储备功率，最后用Pmax 来校验发电机的过载能力是否满足
第一节
• 五、船舶电网 1. 船舶电网的线制
三相三线绝缘系统 三相四线系统
船舶电力系统基本知识
M
a) 三相三线绝缘系统
M
利用船体作中性线回路的三相三线系统
船舶电站及自动化
第一章 船舶电力系统与配电装臵
第一节 船舶电力系统基本知识
第一节
船舶电力系统基本知识
• 一、 船舶电力系统的组成
电源∶ 电源是将机械能、化学能等能源转变成电能的装臵
配电装臵∶ 配电装臵是对电源和负荷进行分配、监视、 测量、保护、转换、控制的装臵 电网∶电网是联系发电机、主配电板、分配电板和负荷间 的中间环节，是将电源的电能输送到负荷端的媒体 负荷∶ 电动机、电加热器、照明等
图 1-5 MCCB t 2 , I21 M MCCB
G
ACB t 1 , I1 MCCB t 2 , I22
t 3 , I31 M MCCB M t I
3 , 32
船舶电网短路保护示意图
第一节
• 六、船舶配电装臵
船舶电力系统基本知识
1. 船舶配电装臵分类
⑴. 主配电板 ⑷. 岸电箱 ⑵. 应急配电板 ⑸. 分配电箱 ⑶. 充放电板
13）第Ⅲ类负荷计算时可不计，但应注意高峰负荷时可能该状态下短时 需要的最大负荷 Pmax =PΣ＋PⅢ
第一节
船舶电力系统基本知识
• 四、船舶电站容量的确定和发电机组台数的选择 ⑶. 负荷表的编制
1）根据轮机、舾装等专业提供的数据选择电动机和电气设备，并计算各 电动机和电气设备的额定所需功率 2）根据船舶类型选择所需计算工况，确定各工况下所需使用的电动机、 电气设备和使用情况，并进行分类 3）确定负荷系数，并计算各用电设备的实际使用功率 4）计算每一工况下各类负荷的总功率 5）按其同时系数K0Ⅰ和K0Ⅱ并计及电网损耗5%，确定各状态所需电站功 率
M M
2. 船舶电网的供电网络
MSB G1 G2
图线系统
ESB
EG
M c) 利用船体作中性线回路的三相三线系统 图1-2 三相交流系统船舶电网线制 M
第一节
• 五、船舶电网
船舶电力系统基本知识
3. 船舶电网的配电网络
一次配电网络 二次配电网络
⑴. 船舶配电网络分类
η
＝ K3
η
第一节
船舶电力系统基本知识
• 四、船舶电站容量的确定和发电机组台数的选择
6）同一类负荷有n台机组时，所需电网供给有功功率P6 P6 ＝P5· n 7）同组用电设备所需电网供给有功功率P0 P0 = P 6 · K0 = nK1K2K0P1 /η 8）无功功率Q0的计算 Q0 ＝P0 tanφ φ——电动机的实际功率因数角 9）各组设备间总同时工作系数K0Ⅰ、K0Ⅱ 对第Ⅰ类负荷，考虑到各辅机和用电设备最大负荷的不同时性，同 时系数K0Ⅰ通常可选0.8～0.9
• 三、船舶电力系统的基本参数 1. 电制的选择 2. 额定电压的选择 动力电网 440V、380V
照明电网 220V、110V
弱电电网 24V 3. 额定频率的选择 50Hz、60Hz
第一节
船舶电力系统基本知识
• 四、船舶电站容量的确定和发电机组台数的选择 1. 船舶运行状态及用电设备的分类 船舶运行工况一般可分为 航行工况、进出港工况（狭窄航道航行工况）、停泊工 况、装卸货作业工况及应急工况 用电设备可分成 动力装臵用辅机 甲板机械 舱室辅机 冷藏通风机械 机修机械 照明及生活用电设备 无线电通讯、导航设备 其他设备
第一节
船舶电力系统基本知识
• 二、船舶电力系统的特点及对其基本要求 1. 船舶电站容量较小 对船舶电力系统的稳定性提出了较高的要求 对自动控制装臵的可靠性也提出了较高的要求 2. 船舶电网输电线路短 可省掉一套对电网的过载、短路保护装臵 3. 船舶电气设备工作环境恶劣 需满足船用条件
第一节
船舶电力系统基本知识
第一节
船舶电力系统基本知识
• 四、船舶电站容量的确定和发电机组台数的选择 3. 三类负荷法 ⑴. 负荷分类
1）第Ⅰ类负荷：连续使用的负荷 2）第Ⅱ类负荷：短时或重复短时使用的负荷 3）第Ⅲ类负荷：偶然短时使用的负荷或按操作规程可在电站高峰负 荷时间以外使用的负荷
⑵. 负荷的计算
1）电动机利用系数K1
K1= P2 / P1
第一节
船舶电力系统基本知识
• 四、船舶电站容量的确定和发电机组台数的选择
2）机械负荷系数K2 K 2 = P 3 / P2 3）电动机负荷系数K3 K3 = P3 / P1 =K1 K2 4）电动机以额定功率运行时从电网吸收的功率P4 P4 ＝ 5）电动机实际消耗的功率P5 P5 ＝ P3 P1 ηn P1
第一节
船舶电力系统基本知识
• 四、船舶电站容量的确定和发电机组台数的选择
对第Ⅱ类负荷 一般同时工作系数K0Ⅱ在0.3左右 10）计入电网损耗5% 11）某状态下需发电机供给的总功率 总有功功率 PΣ=（K0ⅠPⅡ＋ K0ⅡPⅡ）· 1.05 总无功功率 QΣ=（K0ⅠQⅠ＋ K0ⅡQⅡ）· 1.05 12）该状态下平均功率因数cosφ tanφB ＝ QΣ / PΣ φB ＝ tan –1QΣ/ PΣ
1)动力电网
2）照明电网
3）应急电网
4）临时应急照明电网
5）弱电电网
⑵. 船舶电网一次配电网络结线方式
M
G1
＋ ＋
M M
G1
＋ ＋
G2
G2
M
a)馈线式 图1-4 一次配电网络结线方式示意图 b)干线式
第一节
• 五、船舶电网
船舶电力系统基本知识
4. 船舶电网的保护
⑴. 船舶电网的过载保护 ⑵. 船舶电网的短路保护 短路保护的选择性 按时间原则整定，则应有 t1 > t2 > t 3 按电流原则整定，则应有 I1 > I2 > I 3