船舶工业中的船舶自动控制系统设计

船舶航速控制方案的设计

摘 要

船舶航速控制装置是一个复杂的工程系统，它包含着数量众多的机械和系统，而它们之间又有着密切的联系和相互影响。主机为整个舰船提供动力，是航速控制装置系统中最重要的部分。根据用途的不同，可以采用柴油机、汽轮机、燃气轮机、核航速控制装置作为舰船的主机。在大型民用船舶和机动性、加速性要求高的军舰中，联合动力的使用非常普遍。传动方式大致有直接传动和间接传动两种，传动设备可以包含轴系、离合器、齿轮箱、联轴器等等，这些功能部件形式多样、功能多样，可以根据实际情况作具体选择。推进器主要是螺旋桨，在使用调距桨的舰船中，改变螺距也是一种比较实用的控制方式。本文着力从柴油机方面入手研究船舶航速控制装置

关键词： 船舶航速控制装置；发动机；轴系；螺旋桨；仿真 Abstract

Arine power plant is a complicated engineering system, it contains numerous

machinery and systems, and they have close contact between and influence each other.

Host for the whole ship to provide power instailations, is the most important part of the

system. According to different purposes of, can use diesel engine, turbine, gas turbine,

nuclear power plant as ships mainframe. In large civilian ships and mobility, acceleration

of the high demand of the combined power warship, use a very common. Transmission

船舶柴油主推进装置及控制系统分析

随着时代的进步和社会经济的发展，我国船舶制造行业发展迅速;要想促使船舶能够安全航行，就需要合理设计柴油主推进装置及控制系统;如果在这两个方面出现了问题，就会直接影响到船舶整体的建造质量，需要引起人们足够的重视，采取科学措施，进行设计。本文简要分析了船舶柴油主推进装置及控制系统，希望可以提供一些有价值的参考意见。

标签： 船舶;主推进装置;控制系统

1 前言

船舶主动力推进系统的控制装置就是推进控制系统，它包括诸多方面的组成部分，如柴油主机、齿轮箱、安全保护以及远距离操纵系统等等。一个现代船舶，非常重要的标志就是推进控制系统，是船舶机舱自动系统的核心内容。目前，计算机技术、通信技术以及自动控制技术得到了飞速发展和应用，在现代船舶中开始广泛应用以计算机网络技术为基础的综合自动化系统，这样原来那些大量繁重的人工操作就可以替换为数字化以及高层次的自动化技术，促使工作效率得到有效提高。通过本项技术的应用，可以在很大程度上提高船舶自动化程度，代表了船舶推进控制系统的发展方向。

2 船舶推进动力装置系统概述

具体来讲，船舶的主推进动力装置包括很多方面的内容，如柴油机推进动力装置、燃气轮机推进动力装置、电力推进动力装置以及蒸汽推进动力装置和核动力推进装置。

一是蒸汽推进动力装置，主要是将蒸汽作为工质，这种发电机主要是在发电机外的锅炉中燃烧燃料，这种加热方式是间接的，因此也被人们称之为外然式发动机;一般情况下，又可以将其分为两种类型，分别是往复式汽轮机和回转式汽轮机，这种划分依据是运动方式的差异。它的优点是结构较为简单，可以可靠的运行，并且管理难度不大，但是在实践过程中，因为没有较好的经济性，并且有着较大的尺寸和重量，逐渐淡出了历史舞台。

二是电力推进动力装置：指的是发电机发电有原动机来带动，然后向推进电动机供电，可以直接供电，也可以通过交流器来实现，这样推进器就可以由推进电动机来带动，促使船舶能够正常航行。一般由柴油机电力推进装置、蒸汽轮机电力推进装置和燃气轮机电力推进装置共同组成了电力推进装置，不仅可以采用交流推进电机，也可以应用直流系统;结合运动方式的差异，可以将其划分为往复式动力装置和回转式动力装置。

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。网络型控制系统在采用分布式控制的基础之上，又进一步加强了各控制单元之间联系，使其可以通过网络进行数据连接。

第３４卷第２期　上海船舶运输科学研究所学报　Ｖ０１．３４　Ｎｏ．２　２０１　１年１２月　ＪＯＵＲＮＡＩ　ＯＦ　ＳＨＡＮＧＨＡＩ　ＳＨＩＰ　ＡＮＤ　ＳＨＩＰＰＩＮＧ　ＲＥＳＥＡＲＣＨ　ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ　Ｄｅｃ．２０１　１　

文章编号：１６７４—５９４９（２０１１）０２—０１４６—０４　

泵控式船舶横倾平衡自动控制系统　

许安静　

（上海船舶运输科学研究所航运技术与安全国家重点实验室，上海２００１３５）　

摘要：船舶在港口装卸作业时，若配载不当会产生倾斜。横倾平衡控制系统通过检测横倾角度、进行平衡水舱的　水量调载，产生复原力矩纠正船舶倾斜。介绍了横倾平衡的控制系统及技术解决方案。通过该控制系统在　１　３００客位／１　８００　ｍ车道客滚船等的实际应用，证明其逻辑控制时序设计合理、泵阀连锁控制有效，为船舶的安全　运营提供了保障。　关键词：可逆式轴流水泵；横倾平衡系统；可编程序控制器　中图分类号：Ｕ６６６．１５９　文献标志码：Ａ　

Ｍａｒｉｎｅ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ａｎｔｉ＿＿Ｈｅｅｌｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　Ｐｕｍｐ’・Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｔｙｐｅ　

ＸＵＡｎｊｉｎｇ　（Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｓａｆｅｔｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　

Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｓｈｉｐ　ａｎｄ　Ｓｈｉｐｐｉｎｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００１３５，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇ　ｌｏａｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｕｎｌｏａｄｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｓｈｉｐｓ，ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ　ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ　ｍａｙ　ｏｃｃｕｒ　ｄｕｅ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｐｅｒ　ｌａｄｉｎｇ．Ａｎｔｉ－ｈｅｅｌ—　ｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｄｅｔｅｃｔ　ｓｈｉｐ　ｈｅｅｌｉｎｇ　ａｎｇｌｅｓ　ａｎｄ　ａｄｊ　ｕｓｔ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｖｏｌｕｍｅ　ｉｎ　ｂａｉａｎｃｅ　ｗａｔｅｒ　ｔａｎｋｓ　ｔｏ　ｃｒｅａｔｅ　ｃｏｕｎｔｅｒ　ｍｏｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ　ｓｈｉｐ　ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ．Ａｎ　ａｎｔｉ—ｈｅｅｌｉｎｇ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｓｃｈｅｍｅ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｈｉｐ　ｆａｍｉｌｙ　ｏｆ”１　３００　ｐａｓｓｅｎｇｅｒｓ／１　８００　ｌａｎｅｓ　ｍｅｔｅｒ　ＲＯ－ＰＡＸ”ｐｒｏｖｅｓ，ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｌｏｇｉｃａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｉｓ　ｒａｔｉｏｎａｌ；ｐｕｍｐ　ｖａｌｖｅ　ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｉｓ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃａｎ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ａ　ｓａｆｅｇｕａｒｄ　ｆｏｒ　ｍａｒｉｎｅ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　ｂｕｓｉｎｅｓｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ　ａｘｉａｌ　ｐｕｍｐ；ａｎｔｉ　ｈｅｅｌｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ；ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　１ｏｇｉｃ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ