船用燃油辅锅炉的建模与仿真

甘辉兵，等：基于ＰＬＣ的大型油船燃油锅炉仿真系统的开发　文章编号：１０００—４６５３（２００６）０２—００９９—０４　

基于ＰＬＣ的大型油船燃油锅炉仿真系统的开发　

甘辉兵　，　张均东　，　曾　鸿　，　李　一　（１．大连海事大学，辽宁大连１１６０２６；２．中国海事局广州船检管理处，广东广州５１０２３０）　摘要：为解决航海教育中大型油船燃油锅操作培训Ｉ的问题，以大型油船燃油锅炉自动控制系统为对象，利用在自　动化领域广泛使用并得到各国船级社认可的ｓ７—３００可编程序控制器，使用ＳＴＥＰ＇／Ｖ５．３编程软件，开发了基于ＰＬＣ　的大型油船燃油锅炉仿真系统，实现了大型油船燃油锅炉的各种控制功能的仿真，仿真控制曲线符合实际。硬件　的设计和软件的开发能有效地代替真实锅炉进行操作培训Ｉ。　关键词：船舶、舰船工程；燃油锅炉；仿真系统；可编程逻辑控制器；大型油船　中图分类号：Ｕ６６４．１１ｌ；ＴＰ３９１．９　文献标识码：Ａ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｆｕｅｌ　Ｂｏｉｌｅｒ　ｏｆ　Ｌａｒｇｅ　Ｔａｎｋｅｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＰＬＣ　ＧＡＮ　Ｈｕｉ　ｂｉｎｇ　，ＺＨＡＮＧ　Ｊｕｎ－ｄｏｎｇ　，ＺＥＮＧ　ｔｔｏｎｇ　，ＬＩ　Ｙｉ　（１．Ｄａｌｉａｎ　Ｍａｒｉｔｉｍｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎ，１　１６０２６，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｄｅｐａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｓｈｉｐ　Ｓｕｒｖｅｙ　Ｃｏｎｔｍｌ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　ＭＳＡ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，５　１０２３０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｔｒａｉｎｉｎｇ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　ｔａｎｋｅｒ　ｆｕｅｌ　ｂｏｉｌｅｒ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ　ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，ａ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｓ７—３００　ＰＬＣ．ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ａｐｐｒｏｖｅｄ　ｂｙ　ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｓｏｃｉｅｔｉｅｓ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ｆｉｅｌｄ　ｗｉｄｅｌｙ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ＳＴＥＰ　Ｖ５．３，ｂｙ　ｗｈｉｃｈ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ　ｔａｎｋｅｒ　ｏｉｌ　ｂｏｉｌｅｒ　ｃａｎ　ｂｅ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｃｃｏｒｄ　ｗｉｔｈ　ｒｅａｌ　ｒｕｎｎｉｎｇ　ｓｔａｔｅｓ，ｔｈｅ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｓｏｆｔｗａｉ￣ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｃａｎ　ｒｅｐｌａｃｅ　ｒｅａｌ　ｂｏｉｌｅｒ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｔｏ　ｃａｒｒｙ　ｏｕｔ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｔｒａｉｎｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｓｈｉｐ、Ｎａｖａｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；Ｆｕｅｌ　ｂｏｉｌ￣Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ；ＰＬＣ；Ｌａｒｇｅ　ｔａｎｋｅｒ　大型油船作为一种特种运输船舶，具有诸多其　他船舶所没有的独特要求的机械设备和系统，燃油　锅炉就是其中之一。要确保货油和燃油加热、驱动　货油泵（蒸汽动力船舶上还提供船舶动力）等功能的　实现，一般要求油船燃油锅炉具有蒸发量大、蒸汽压　力高、经济性好及自动化程度高的特点。这使油船　燃油锅炉燃烧过程、给水过程的自动调节以及过热　蒸汽温度的自动调节等更为复杂，自动控制难度也　更大，因而对操作人员的要求也更高。据有关统计　资料显示，在船舶事故中，人为因素竟占８０％¨　。　如果油船燃油锅炉的使用操作出现问题，将使货油　无法装卸甚至整条船瘫痪，影响船舶营运安全。为　了提高油船燃油锅炉操作的安全性和可靠性，提高　操作人员的技术素质，加强对操作人员的培训和操　练是一个重要环节。以低投入、小容量、易操作的模　拟器或仿真系统，替代海员在海上的部分经历，是快　速、有效地培养现代化高级船员实际操控能力的有　效手段。　目前，船用仿真系统研制工作均集中在轮机模　拟器和驾驶操纵模拟器上，主要模拟集控室、主推进　装置、船舶电站和驾驶台操纵设备的性能，即使附带　一部分锅炉仿真的内容，但针对性不强，操作过于简　单，尤其是对大型油船燃油锅炉全功能仿真基本处　于空白。而西门子公司的ｓ７．３００系列ＰＬＣ功能强、　速度快、扩展灵活、可靠性高、抗干扰能力强，具有很　强的模拟量处理能力和数字运算功能，用户程序存　储容量达１２８　ＫＢ，具有许多过去大型ＰＬＣ才能具有　的功能，其扫描速度为１　０００条指令只需０．３　ｍｓ　，超　过了许多大型的设备。ｓ７—３００的功能指令如ＰＬＣ初　始化、燃烧控制、水位自动控制、点火时序控制、故障　检测和安全保护报警等，丰富灵活，完全满足大型油　船燃油锅炉主要控制功能的仿真要求。基于上述事　实，开发了基于ｓ７．３００系列ＰＬＣ的大型油船燃油锅　炉仿真系统。　收稿日期：２００６．０２．ｏ８　作者简介：甘辉兵（１９８１一），男，湖北公安人，研究生，研究轮机自动化与智能化。Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｈｂ８１＠ｎｅｗｍａｉｌ．ｄｌ

船舶电站系统建模与仿真报告

本文主要针对船舶电站系统的建模和仿真进行分析。船舶电站系统是影响船舶运行的重要因素之一，其安全和可靠性对于船舶的运行具有重要的影响。因此，建立船舶电站系统的模型以及实现仿真是非常必要的。

一、建模

1.船舶电站系统

船舶电站系统一般包括主机电站、辅机电站、起动电站、配电系统和控制系统。其中，主机电站的主要功能是驱动船舶前进，辅机电站则提供帮助船舶完成其他工作的电力支持。起动电站则用于启动发动机，配电系统则负责将电力供给到各设备中，控制系统则对系统进行监测和调整。

2.系统建模

为了建立船舶电站系统的模型，需要对系统中的所有元件进行建模和分析。首先，需要对主机电站的发动机进行建模和分析，分析其动力输出，燃料供给，冷却和润滑系统等方面的情况。对于辅机电站中的元件，同样进行建模和分析，例如空调、泵、压缩机、水剂供应、高压气体系统，发电机、电池等。同时，配电系统也需要进行建模，包括配电板、开关和配电盒等元件。最后，控制系统也需要进行建模，分析其监测和控制的方式，以及控制面板的布局等。

二、仿真

1.建立仿真模型

建立船舶电站系统的仿真模型，可以使用MATLAB等仿真软件完成。首先在仿真软件中导入电站系统的模型，配置各元件和其相应的参数，并设置仿真界面。随后，设置系统运行的初始状态和环境条件，例如电池电量、燃油量、海况、风速等。然后，应用相应的控制策略，调节各元件的工作状态，实现对船舶电站系统的仿真。

2.仿真实验

仿真实验的主要目的是对电站系统的稳定性、安全性和可靠性进行评价，以及避免在实际运行中出现故障或失控等情况。在仿真实验中，需要测试电站系统在不同的负载、环境条件和操作状态下的稳定性和工作效率。因此，应设置多组实验模拟，模拟不同的工作条件，在模拟实验中反复测试电站系统的运行情况，从而进一步优化控制策略，提高系统的安全性和可靠性。

综上所述，船舶电站系统的建模和仿真可以有效地提高电站系统的安全和可靠性，为船舶的运行提供更好的支持。同时，还可以应用此方法来进行实验数据分析和结论的研究，为优化电站系统提供更多的信息和建议。在现代社会中，数据分析已经越来越受到人们的重视，数据可以提供有力的支持和指导，以及为决策带来更多的信心和方向。下面，本人将围绕航运业的数据进行分析，并对其进行相关解释。

第３０卷第５期　计算机仿真　２０１３年５月　

文章编号：１００６—９３４８（２０１３）０５—０００９—０６　

船用自然水循环锅炉本体模块化建模与仿真　

倪何　，程刚　，孙丰瑞　

（１．海军工程大学装备仿真技术研究所，湖北武汉４３００３３；２．海军工程大学动力工程系，湖北武汉４３００３３）　

摘要：研究船舶锅炉的性能优化问题，针对传统锅炉控制和分析方法不能反映全工况动态特性，提出将船用自然水循环锅炉　划分为汽筒、炉膛、水冷壁、对流蒸发管束、下降管和过热器六个模块，并在一定的假设和简化条件下，采用模块化建模方法　建立全工况数学模型。利用建立的模型对某型自然水循环锅炉进行仿真研究，通过仿真结果和实测值的对比，证明模型能　够真实地反映实际对象的稳态与动态特性，具有较高的计算精度，可为自然水循环锅炉的性能研究、运行优化及控制策略的　制定提供一定的参考。　关键词：自然水循环锅炉ｊ模块化建模；仿真；锅炉动态特性　中图分类号：ＴＰ３９１．９；ＴＫ２２９．５　文献标识码：Ｂ　

Ｆｕｌｌ－Ｓｃａｌｅ　Ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍａｒｉｎｅ　Ｎａｔｕｒａｌ　

Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉ０ｎ　Ｄｒｕｍ－ｂｏｉｌｅｒ　

ＮＩ　Ｈｅ　，ＣＨＥＮ　Ｇａｎｇ　，ＳＵＮ　Ｆｅｎｇ—ｒｕｉ　

（１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｒｔａｉｎ　ｏｆ　Ｎａｖａｌ　Ｐｏｗｅｒ　Ｐｌａｎｔ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ＮａｖａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ　Ｈｕｂｅｉ　４３００３３，Ｃｈｉｎａ；　

２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｖａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ　Ｈｕｂｅｉ　４３００３３，Ｃｈｉｎａ）　

ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍａｒｉｎｅ　ｄｒｕｍ－ｂｏｉｌｅｒ．Ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　

基于PLC的大型油船燃油锅炉仿真系统的开发

甘辉兵;张均东;曾鸿;李一

【期刊名称】《中国航海》

【年(卷),期】2006(000)002

【摘 要】为解决航海教育中大型油船燃油锅操作培训的问题,以大型油船燃油锅炉自动控制系统为对象,利用在自动化领域广泛使用并得到各国船级社认可的S7-300可编程序控制器,使用STEP7 V5.3编程软件,开发了基于PLC的大型油船燃油锅炉仿真系统,实现了大型油船燃油锅炉的各种控制功能的仿真,仿真控制曲线符合实际.硬件的设计和软件的开发能有效地代替真实锅炉进行操作培训.

【总页数】4页(P99-102)

【作 者】甘辉兵;张均东;曾鸿;李一

【作者单位】大连海事大学,辽宁,大连,116026;大连海事大学,辽宁,大连,116026;大连海事大学,辽宁,大连,116026;中国海事局广州船检管理处,广东,广州,510230

【正文语种】中 文

【中图分类】U6

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5.基于PLC的船舶燃油锅炉启动控制方法 [J], 马冬宝 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买