船舶自动化论文
自动化技术在船舶工业中的应用与航行安全

自动化技术在船舶工业中的应用与航行安全船舶工业一直以来都是人类社会的重要组成部分,随着科技的不断发展,自动化技术在船舶工业中的应用逐渐成为关注的焦点。
本文将探讨自动化技术在船舶工业中的应用,并讨论其对航行安全的影响。
一、自动化技术在船舶工业中的应用1. 航行控制系统的自动化航行控制是船舶工业中最基本的功能之一,而自动化技术可以使航行控制的过程更加精确和高效。
例如,自动化系统可以通过使用先进的传感器和控制装置,实时监测船舶的位置、速度和航向等参数,并根据预设的程序自动调整船舶的航行轨迹,从而提高航行的安全性和准确性。
2. 船舶动力系统的自动化船舶的动力系统是航行中的核心部分,而自动化技术可以对船舶的动力系统进行精确的控制和管理。
通过自动化技术,船舶可以实现自动调节发动机功率、控制舵角和螺旋桨的旋转速度等,从而提高船舶的动力性能和能源利用效率。
3. 船舶货物装卸系统的自动化在船舶工业中,货物装卸是一个非常重要的环节,而自动化技术可以在货物装卸过程中提供更高的效率和安全性。
自动化系统可以通过使用机器人、传感器和激光导航等技术,实现货物的自动装卸、分拣和存储,从而减少人力投入和操作风险。
二、自动化技术对航行安全的影响1. 提高船舶的导航精度自动化技术在船舶导航中的应用可以大大提高导航的精度和准确性。
传感器和数据处理系统可以实时获取船舶的位置、速度和航向等信息,在这些信息的基础上进行航行控制和导航决策,从而减少人为操作的误差和不确定性。
2. 增强船舶的避碰能力自动化技术可以使船舶具备更强的避碰能力,从而提高航行的安全性。
通过预设的程序和算法,自动化系统可以识别和判断其他船舶的动态信息,并根据不同的情况自动调整航行轨迹和速度,以避免碰撞和危险情况的发生。
3. 提升船舶故障诊断与维修效率自动化技术还可以在船舶故障诊断与维修方面发挥重要作用。
通过使用传感器和数据分析系统,自动化系统可以对船舶设备、机械和电气系统进行实时监测和分析,及时检测故障并提供维修建议,从而减少故障的发生和维修的时间,提高船舶的可靠性和运营效率。
船舶与海洋工程中的自动化控制与智能系统研究

船舶与海洋工程中的自动化控制与智能系统研究摘要:随着技术的不断进步,船舶与海洋工程中的自动化控制与智能系统研究变得越来越重要。
本论文研究了自动化控制和智能系统在船舶和海洋工程中的应用。
我们分析了船舶自动化控制系统的发展趋势和挑战。
我们探讨了智能系统在船舶和海洋工程中的关键应用领域,包括船舶导航、货物搬运和海洋资源勘测等。
我们总结了当前研究的成果,并指出未来的发展方向。
通过本论文的研究,我们可以更好地理解和应用自动化控制和智能系统技术,为船舶和海洋工程的发展提供有益的参考。
关键词:海洋工程;自动化控制;智能系统引言随着技术的飞速发展,船舶与海洋工程中的自动化控制与智能系统研究变得越来越重要。
本论文旨在探讨自动化控制和智能系统在船舶和海洋工程中的应用领域,并总结当前研究成果。
回顾了船舶自动化控制系统的历史演变及其面临的挑战。
重点关注智能系统在航行导航、货物搬运和海洋资源勘测等方面的关键应用领域。
对未来发展方向进行讨论,为船舶和海洋工程领域的进一步研究提供有益的参考。
通过本论文的研究,我们将能更好地理解和应用自动化控制和智能系统技术,推动船舶和海洋工程的发展。
1.船舶自动化控制系统的发展趋势和挑战船舶自动化控制系统的发展呈现出以下趋势:集成化和智能化,通过整合多个子系统实现集中监控与控制;网络化和通信化,实现系统间的快速数据传输和信息交互;自主化和自适应性,提高船舶的自主操作和应对复杂环境的能力。
然而,船舶自动化控制面临着一些挑战:技术标准的统一和兼容性问题;软硬件系统的可靠性和安全性问题;人机交互界面的设计和人员培训需求。
解决这些挑战将进一步推动船舶自动化控制系统的发展,并为航行安全和船舶效率提供持续改进的空间。
2.智能系统在船舶和海洋工程中的关键应用领域2.1智能导航系统智能导航系统是一种基于智能化技术的船舶导航系统,它利用传感器、自动识别技术和数据处理算法等,实现船舶在海上的自主导航和安全航行。
自动化技术在船舶制造中的应用

自动化技术在船舶制造中的应用随着科技的进步,自动化技术在各个行业中得到了广泛应用,其中船舶制造领域也不例外。
自动化技术的引入不仅提高了船舶制造的效率和质量,还降低了人力成本和安全风险。
本文将探讨自动化技术在船舶制造中的应用,并分析其带来的益处和挑战。
一、自动化焊接技术的应用船舶制造中的焊接是一个重要的环节,传统的手工焊接需要耗费大量的人力和时间,并且质量控制难度大。
自动化焊接技术的应用,大大提高了焊接的效率和质量。
自动焊接机器人能够根据预设的程序,实现高精度和高速度的焊接操作,既节约了时间成本,又减少了焊接缺陷的发生。
对于船舶的大型构件焊接,自动化焊接技术更是发挥了巨大的优势,保证了焊缝的一致性和质量。
二、数控加工技术在船舶制造中的应用船舶制造中的零部件大多需要进行各种加工和修整,传统的人工加工方式效率较低且易出现误差。
而数控加工技术的引入可以实现自动化、高效率和高精度的加工过程。
数控机床通过预先设置好的程序指令,可以自动完成各种喷漆、研磨和切割等操作,大大提高了零部件加工的准确性和一致性。
此外,数控加工技术还可以根据设计要求自动调整加工参数,灵活适应各种船型和规格的制造需求。
三、无人机在船舶制造中的应用无人机技术在船舶制造中的应用也日益增多。
无人机具有飞行自由度高、航拍视角广、操作灵活等优点,可以成为船舶制造过程中的重要辅助工具。
例如,在船体建造阶段,无人机可以实现对船体结构的实时检测和监控,及时发现和修复潜在缺陷。
在船舶保养和维修方面,无人机还可以用于巡航巡检、清洗舰体以及高处作业等任务,提高了工作的安全性和效率。
四、自动导航系统在船舶制造中的应用自动导航系统是船舶制造中的一项关键技术。
通过利用先进的传感器、软件和算法,自动导航系统可以实现船舶的自主导航、自动避碰和自动停靠等功能。
在船舶试航和测试阶段,自动导航系统能够准确地按照预定的航线和速度进行航行,提升了试航效率和安全性。
此外,自动导航系统还可以实现对船舶的远程监控和管理,为船舶用户和船舶制造企业提供更加便捷和高效的服务。
船舶自动化控制系统设计与实现

船舶自动化控制系统设计与实现在当今的航运领域,船舶自动化控制系统的重要性日益凸显。
它不仅能够提高船舶的运行效率和安全性,还能减轻船员的工作负担,实现更精准的操作和管理。
接下来,让我们深入探讨船舶自动化控制系统的设计与实现。
船舶自动化控制系统涵盖了众多方面,包括动力系统控制、导航系统控制、货物装卸控制以及船舶安全监控等。
为了实现这些功能,首先需要进行全面的需求分析。
在需求分析阶段,要充分考虑船舶的类型、用途、运营环境以及船东的特殊要求等因素。
例如,对于一艘大型集装箱货船,其自动化控制系统需要重点关注货物装卸的高效性和准确性,以及在长途航行中的燃油经济性和动力稳定性;而对于一艘近海巡逻船,可能更侧重于快速响应和灵活机动的控制性能,以及对周边环境的精确监测和预警能力。
在明确了需求之后,接下来就是系统的总体设计。
这一阶段就像是为船舶构建一个智能化的“大脑”,需要确定系统的架构、硬件选型以及软件框架。
系统架构通常采用分层结构,包括现场设备层、控制层和管理层。
现场设备层由各种传感器、执行器和仪器仪表组成,负责采集数据和执行控制指令;控制层则是系统的核心,包括控制器、数据采集模块和通信模块等,负责对数据进行处理和运算,并下达控制决策;管理层主要是人机界面和监控系统,用于操作人员对船舶运行状态的监控和管理。
硬件选型要综合考虑性能、可靠性、兼容性和成本等因素。
例如,控制器要具备高速的运算能力和强大的抗干扰能力,传感器要能够准确地感知各种物理量,执行器要具有快速响应和高精度的控制性能。
同时,还要确保各硬件设备之间能够良好地兼容和协同工作。
软件框架的设计则要基于先进的控制算法和编程技术。
常见的控制算法如 PID 控制、模糊控制和自适应控制等,可以根据不同的控制对象和控制要求进行选择和优化。
编程方面,通常采用高级编程语言如C++、Java 等,结合实时操作系统,以确保系统的实时性和可靠性。
在完成总体设计后,就要进入详细设计和开发阶段。
现代船舶自动化控制技术的研究与应用

现代船舶自动化控制技术的研究与应用第一章引言随着现代技术的发展,船舶自动化控制技术在水上交通运输领域的应用越来越广泛。
现代自动化控制技术能够使得船舶能够自主运行,减轻船员的工作负担,提高运输效率和安全性。
因此,在航海领域,研究和应用现代自动化控制技术显得尤为重要。
本文将从以下几个方面详细探讨船舶自动化控制技术的研究与应用。
第二章船舶自动化控制技术的概述船舶自动化控制技术由船舶自动化管理系统、自主导航系统、舵机控制系统、锚泊系统、货物装卸系统等多个子系统组成。
其中,船舶自动化管理系统是整个自动化控制系统的核心。
船舶自动化管理系统可以实现对船舶航行、操纵、维修等方面的管理。
自主导航系统则能使得船舶实现自主航行,并通过对环境的检测和定位、速度控制等控制手段来确保航行安全。
舵机控制系统是船舶自动化控制技术应用最为广泛的子系统之一,通过电子控制来控制船舵的舵角,从而实现船舶的控制和转向。
锚泊系统则通过电子控制来控制和定位锚链,实现船舶的停放或锚泊。
货物装卸系统可以使得货物的自动装卸,从而节约人力资源,提高货物装卸效率。
第三章现代船舶自动化控制技术的应用随着船舶自动化控制技术的不断发展,越来越多的新技术和设备被应用到航海领域中。
例如,自动识别系统(AIS)可以对船舶进行全方位的监测,并且对周围环境进行实时反馈。
另一种应用非常广泛的技术是电子地图系统,可以让船员在船舶上实时查看地图和航线,更好地掌握船舶的位置和运行状态。
此外,还有无人机应用在航海领域,用于海洋监测和搜索救援等工作。
第四章现代船舶自动化控制技术的优点船舶自动化控制技术不仅可以提高航行安全性和效率,还可以减轻船员的工作负担。
无人船的出现更是能够使得航行过程更为安全,并且可以应用在一些危险环境下,从而保证船员的生命安全。
此外,船舶自动化控制技术还可以节约能源和成本,并且能够更加准确地控制船舶的航向和速度。
第五章现代船舶自动化控制技术的发展趋势随着船舶自动化控制技术的不断完善,越来越多的新技术和设备将会被应用在航海领域。
船舶自动化控制技术的前沿研究与应用

船舶自动化控制技术的前沿研究与应用在当今科技飞速发展的时代,船舶自动化控制技术正经历着前所未有的变革。
从提高航行安全性到优化能源利用效率,从增强船舶的运营管理到改善船员的工作环境,这一技术的前沿研究和广泛应用正在重塑航运业的面貌。
船舶自动化控制技术的核心在于实现对船舶各个系统的精确监测和智能调控。
过去,船员们需要时刻紧盯各种仪表和设备,手动操作以维持船舶的正常运行。
而如今,先进的传感器、计算机技术和自动化算法使得船舶能够自动感知周围环境、自身状态以及任务需求,并相应地调整航行参数和设备运行模式。
在船舶的动力系统方面,自动化控制技术的应用带来了显著的改进。
传统的船舶主机往往依靠船员根据经验来调节转速和功率输出,而现在通过智能化的控制系统,可以实时监测主机的工作状态,根据负载变化自动优化燃油喷射量和进气量,从而在保证动力输出的同时降低燃油消耗,减少尾气排放。
同时,对于船舶的电力系统,自动化控制能够实现对发电设备、配电网络和用电负载的精准管理,确保电力供应的稳定和高效。
导航与驾驶系统是船舶自动化控制的关键领域之一。
全球定位系统(GPS)、雷达、电子海图显示与信息系统(ECDIS)等技术的融合,使得船舶能够获取高精度的位置、速度和航向信息,并结合气象、海况等数据进行综合分析,自动规划最优航线。
自动驾驶系统可以根据设定的航线和航行规则,自动控制船舶的转向、速度和避让动作,大大减轻了船员的工作强度,提高了航行的准确性和安全性。
船舶的货物装卸和仓储管理也受益于自动化控制技术。
自动化的起重机、输送带和仓储系统能够根据货物的种类、数量和装卸顺序进行精确操作,提高装卸效率,减少货物损坏和丢失的风险。
同时,通过传感器和监控系统,可以实时掌握货物的存储状态和分布情况,为船舶的运营决策提供数据支持。
在船舶的安全监控方面,自动化控制技术发挥着至关重要的作用。
火灾报警系统、漏水监测系统、结构应力监测系统等能够实时感知潜在的安全隐患,并及时发出警报和采取相应的应急措施。
船舶电气自动化发展论文

船舶电气自动化发展论文船舶电气自动化发展论文船舶电气自动化发展论文【1】[摘要]文章论述了船舶电气自动化领域展望机电一体化将使学科互相交叉渗透,人工智能和模糊技术的应用。
[关键词]船舶电气自动化发展随着我国船舶工业的电气自动化程度、性能和技术水平已有了很大程度的提高,不少设备通过引进、消化、吸收国外先进技术,亦已达到了国际先进水平。
随着我国科技竞争力的提高,船舶自动化技术势必有不少新的突破。
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、机舱检测报警、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,从而最大程度提高船舶航行的安全性、可靠性和经济性。
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,保证安全、经济地操作。
船舶电气自动化系统发展的趋势,系统监控的综合化由于电气设备已经日趋通用化、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。
随着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(或模块)与控制系统之间的双向数字通信网络。
采用双层网,第一层为数据采集与传送网,第二层为控制网。
船舶自动化技术探索船舶自动化技术的应用和优势

船舶自动化技术探索船舶自动化技术的应用和优势自动化技术在各行各业发挥着越来越重要的作用,航海业也不例外。
船舶自动化技术的应用越来越普遍,对船舶操作和维护工作产生了巨大的影响。
本文将探讨船舶自动化技术的应用和优势,以期为航海业带来更多的便利和效益。
一、船舶自动化技术的应用1. 船舶操控自动化随着现代船舶技术的发展,船舶操控自动化已经成为一种趋势。
自动化操控系统可以实现船舶的自动导航、自动驾驶等功能,减轻船员的工作负担,提高航行安全性。
2. 船舶货物装卸自动化传统的船舶货物装卸通常需要大量的人力和时间,效率较低。
而船舶自动化技术可以实现货物装卸的自动化操作,通过机械装置和控制系统,实现货物的自动进出船舱,提高作业效率,降低人力成本。
3. 船舶发动机控制自动化船舶的发动机是航行的核心,传统的发动机控制需要船员实时监控和调整。
而船舶自动化技术可以实现发动机的自动控制,通过精确的传感器和控制系统,自动调整发动机的工作状态,提高燃油利用率,降低能源消耗。
4. 船舶维修和保养自动化船舶的维修和保养是一项繁琐而重要的工作,传统方法需要大量的人力和时间。
船舶自动化技术可以实现船舶维修和保养的自动化操作,通过无人机、机器人等设备,自动巡检和维护船体设备,减少人力投入,提高效率。
二、船舶自动化技术的优势1. 提高航行安全性船舶自动化技术可以有效降低人为因素对航行安全的影响。
通过自动化操控系统和精准的传感器,船舶可以实时监测和控制航行状态,减少事故的发生几率,提高航行安全性。
2. 提高作业效率船舶自动化技术可以实现作业的自动化和智能化,提高作业效率。
无论是货物装卸、发动机控制还是维修保养,自动化系统可以更加准确、高效地完成工作,节约大量的时间和人力资源。
3. 降低运营成本船舶自动化技术能够降低航运公司的运营成本。
通过自动化操作,减少了人力投入,降低了人力成本。
同时,自动化系统可以更好地控制船舶的燃油消耗,减少能源的浪费,从而达到降低运营成本的目的。
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摘要本论文结合电站自动化系统和主机遥控系统应用实例,依据船舶自动化系统设计经验以及沪东厂成功建造的各型船舶,就船舶机舱自动化现状、功能和特性、现行规范对自动化船舶分级及入级设计要求、主要配置的监测、报警、辅机的遥控操作和自动切换以及自动化系统的试验、验收等进行了综述;较好地总结了船舶自动化系统的设计规律,基本理顺了船舶自动化系统设计思路,可以指导今后的船舶自动化造船设计工作。
并以此为基础,关注船舶电气自动化的新技术及发展方向。
并进而展望未来船舶自动化发展趋势,紧跟电气自动化的发展潮流,以适应现代的船舶造船设计之需要。
使我们的造船设计水平再上新台阶,并为我国建造高水平的船舶作出贡献。
关键词:电站自动化系统电站监控主机遥控系统监测报警目录摘要 (I)第一章绪论 (1)1.1 机舱自动化发展历史及现状 (1)1.2 机舱自动化配置及其主要系统 (1)第二章电站自动化系统 (2)2.1 电站自动化系统的历史与发展 (2)2.2 电站自动化系统的一般介绍 (3)2.2.1 安全保护系统 (3)2.2.2 自动控制系统 (4)2.2.3 自动监测报警记录系统 (5)第三章主机遥控系统 (6)3.1 主机遥控系统的历史与发展概况 (6)3.2 主机遥控系统的基本形式 (6)3.2.1 机械遥控系统 (6)3.2.2 液压控制系统 (6)3.2.3 气动遥控系统 (6)3.2.4 电动遥控 (7)3.2.5 气电遥控系统 (7)第四章自动化船舶发展趋势展望 (7)结论 (8)第一章绪论1.1 机舱自动化发展历史及现状舰艇装备武器、观导、通信系统的自动化、电子程控化是衡量舰艇现代化程度的主要尺度,而机舱自动化是当代舰船共同研发的课题。
然而,由于舰船使用任务的差异,受其战术技术要求或和技术经济指标的制约,在船舶自动化设计上也会有不同的定位和取向。
舰艇机舱自动化设置的目的在于避免和防止船员判断和操作失当,贻误战机,其次为减轻船员大量重复体力消耗,进而提高其战斗力和生命力。
民用船舶机舱自动化除安全可靠因素外,尤以追求船舶运行的经济性为目的。
从本世纪50年代机电设备单元(或单机)自动化在舰船上大量采用,1961年日本建成“金华山丸”号,实现机舱集中控制和驾驶室遥控主机,成为世界上第一艘自动化船。
60年代中期发展无人值班机舱,出现了第二代自动化船,如1964年日本为丹麦建造的“赛灵月”号(SELEM DAM)65型油船。
该船除了机舱集中控制和驾驶室遥控主机外,还有火灾探测及自动灭火装置。
在机舱、驾驶室和船员居住区之间设有通信和报警装置。
其后,各国船级社陆续出台了满足不同程度自动化分级的一人或无人值班机舱船舶的技术标准,从而使舰船机舱自动化纳入规范化。
1.2 机舱自动化配置及其主要系统分析研究沪东设计建造的自动化舰船,机舱自动化的配置和主要系统大致如下:1.主推进装置自动化系统;2.主柴油发电机组及电站自动化系统;3.应急柴油发电机组自动化系统;4.艏侧向推进装置遥控系统;5.舰船自动减摇鳍/减摇水舱系统;6.探火、易燃易爆气体探测、浸水报警、消防灭火等损害管制系统;7.甲板机械自动化系统;8.冷藏、空调、通风、辅锅炉或废气热油锅炉自动化系统;9.焚烧炉、舱底水、生活污水、油净化器等环保设备自动化系统;10.CO2/N2气等、惰性保护气体发生器系统;11.离子膜海水制淡系统;12.液货/干货(横向、纵向、垂直)补给系统;13.直升飞机支援系统;14.燃油/滑油输送阀控系统;15.疏水/压载阀控系统;16.液货阀控系统;17.全船监测报警、打印系统;18.冷藏集装箱控制监测系统;19.其它辅助系统-传令、呼叫、时钟、监护等。
以上,各系统在舰船上的配置、在船东订货技术规格书有不同约定,每一系统一经设置,就必须满足有关船级社的规范。
第二章电站自动化系统2.1 电站自动化系统的历史与发展船舶电站是船舶的重要组成部分,而电站自动化是船舶自动化的主要内容之一。
电站运行的可靠性、经济性及自动化程度对保证船舶安全、经济航行具有重要意义。
随着船舶向大型化和多功能化发展,对船舶电站提出的要求也越来越高,因而船舶电站在近几十年中有了很大的发展,其发展的突出标志是自动化。
国外船舶自动化一开始大多是从电气部分着手,从最原始的手动本地操纵进化成手动遥控操纵,再进一步发展成半自动控制,最后发展到目前的最高水平的电站全自动控制的无人值班机舱。
早在60年代初期,日本、德国、英国等国就有电站单元自动化装置,如:英国的MMF自并车装置,日本的XET自动并车装置和XPT自动负荷分配装置。
到70年代中后期,人们在单元自动化装置的基础上,把它们系统地组合成成套电站自动化设备,系统可在集控室进行集中控制,如:“里言斯顿”号船上的SEPA电站自动化控制系统,日本“星光”号船上电站自动化系统。
随着微型计算机的发展和推广应用,在80年代初期国外研制成功了微型计算机单机控制系统,如:用在我国“德大”轮上的日本大发公司配套的电站自动化控制系统,广州远洋公司15000吨上使用的丹麦SEMCO公司的APM电动自动化系统。
到80年代中后期,随着微机网络技术的日趋成熟,国外众多国家相继开发研制多微机分布式网络型自动化控制系统,如:西门子、AEG等国际著名的大公司近期的产品,是目前国际上最新技术产品。
我国在船舶电站自动化方面起步较晚,而且计算机技术发展和应用落后于国际水平。
因此,在电站自动化技术方面存在很大差距。
前儿年,国内研制生产并投入使用的电站自动化产品,在技术上大都相当于国外六七十年代的产品,是分立元件单元化控制装置,在测量、控制精度及性能稳定性和可靠性方面均不太理想。
近几年,也有不少单微机电站自动化系统,但由于其存在着一旦微机出现故障则整个电站自动化功能将全部失效等这一系统性先天不足问题,因此这一产品的推广应用也受到限制。
随着船舶向大型化、自动化方向发展,对船舶电站提出了更高的要求,因此,一个高可靠性、功能齐全的网络型多微机分布式电站自动化控制系统将是未来船舶电站自动化的发展趋势。
2.2 电站自动化系统的一般介绍电站自动化系统,它应包含三大部分,即安全保护系统、自动控制系统和自动监测报警记录系统。
下面对以上三个子系统作一般介绍。
2.2.1 安全保护系统对于船舶电站安全保护系统又可分为原动机安全保护和电力系统安全保护。
1.原动机为柴油机的安全保护,主要包括:(1)滑油压力过低应急停机;(2)机组超速应急停机;(3)机组冷却水温度过高应急停机等。
2.原动机为汽轮机的安全保护,主要包括:(1)滑油压力过低应急停机;(2)机组超速应急停机;(3)机组轴向位移过大停机;(4)机组冷凝器内真空度过低停机。
3.电力系统安全保护一般来说主要包括如下几种:(1)过载保护,当运行发电机的输出功率或电流超过其额定值时,过载保护起作用。
一般情况下,当过载达101%-120%额定值时,延时5-10s,自动卸掉部分次要负载;当过载达150%额定值时,延时10-20s,使发电机自动跳闸;(2)定子绕组内部短路保护,对于额定功率大于1000kW的发电机组,当发电机运行主开关未合闸时,发电机电流I≥30%额定电流,则发电机自动消磁保护;(3)发电机外部短路保护,当发电机电流为3-5倍额定电流时,延时0.2-0.6s使发电机跳闸;当发电机电流为5-10倍额定电流时,瞬时动作时发电机跳闸;(4)欠压保护,对带时限的发电机欠压保护,当发电机电压少低于其额定电压70%-80%时,延时1.5-3s跳闸;对不带时限的发电机欠压保护,当发电机电压低于其额定电压40%-57%时发电机跳闸;(5)逆功率保护,当发电机出现逆功时,其逆功为8%额定功率,延时5-8s使发电机跳闸;以上为一般船舶电站安全保护系统应考虑的功能,在特殊情况下还应考虑过压、过频和欠频保护。
2.2.2 自动控制系统船舶电站自动控制系统是电站自动化的核心,它所包含的内容繁多,下面就各个功能逐个介绍。
1.电压自动调整。
电压自动调整就是对发电机磁场的自动调节,从而达到发电机输出电压的稳定。
衡量自动电压调节器的性能指标有二个,即静态特性和动态特性。
一般情况下,静态电压调整率应不超过额定电压的±2.5%;动态电压调整率不超过额定电压的±15%,恢复时间不超过1.5s(电压波动≤3%额定电压);2.机组自动起动。
机组自动起动时应具有三次起动功能,若三次起动失败则应给出指示及报警。
一般出现以下情况时,备用机组应自动起动:(1)电网失电;(2)在网运行机组的平均功率大于85%Pe;(3)在网运行机组发生故障需要换机或停机;(4)机组接到人工起动指令时。
3.首机自动投入。
在电站电网失电时,备用机组自动起动,最先起动成功的备用机组投入电网供用;4.自动准同步并车。
电站系统需要自动增加机组时,在备用机组起动成功后,自动进入准同步并车程序,根据并车三个条件:相电压相等、频率相同及相位差为零,自动测量和调整发电机电压、频率及相位,使并车三个条件满足并发合闸信号,一般合闸信号要提前几十毫秒发出,并且待并发电机的频率要略大于电网频率;5.自动调频调载。
对已投入电网运行的发电机组自动实现频率及有功负荷分配制度,使各运行机组负载按比例分配,一般负载分配差度小于±5%Pe,频率调节精度为50±0.25Hz;6.自动转移负荷及分闸(或称解列)。
对已投入电网运行的机组出现以下情况时,则按顺序运行机组逐个解列:(1)在网运行机组平均功率小于30%Pe;(2)机组有冷却水高温、滑油压力低等二级故障;(3)有人工解列指令,且P=ΣPi/n-1≤85%Pe。
当解列机组的负载转移到小于10%Pe 时,发分闸信号。
7.机组自动停机。
当投入电网运行的机组解列分闸后,则该机组就自动停机。
一般情况下,机组出现以下情况之一则自动停机;(1)机组有严重故障(应急保护停机)或二类故障;(2)机组平均负荷小于30%Pe,则先解列再自动停机;(3)机组接到人工指令需要停机。
8.大负荷起动询问控制。
大负荷设备起动前发询问信号,电站自动控制系统接到信号后进行储备功率计算,若储备功率大于大负荷设备的额定功率,则大负荷即可起动;若储备功率小于大负荷设备的额定功率,则首先起动备用机组投入使储备功率满足条件后,大负荷设备才可投入运行;9.原动机预润滑预热控制。
电站机组在长期不用或环境温度较低的条件下,机组自动起动前首先要进行原动机的预润滑,主要是控制机组预供油泵投入运行一段时间,待机组起动成功后再停止,此后机组的润滑工作由机带润滑泵承担;其次,是对机组冷却水的预热,自动起动冷却水加热装置给冷却水预热。
一般冷却水预热装置有电预热和蒸汽预热二种。