船舶电子工程技术范文第1篇

关键词：船舶电气；自动化；发展趋势

前言

船舶电气自动化设备是船舶设计的重要组成部分。我国船舶工业在电气自动化程度、性能和技术水平方面均有了较大地提升，很多设备的电气化水平已经到了国际先进水平。船舶航海安全以及航海能力的重要表现在于船舶设备运行的稳定性及其自动控制能力，对于船舶来说，其能力的重要体现在于其电气化的水平。

1.船舶电气自动化的应用

1.1船舶电气自动化的可靠性。

船舶电气系统自动化的设计中，与元器件及系统等都有较大的关系，涉及设计、制造与安装等多个环节。在总体设计中，要减少船舶电气设备的故障率，以提高电气系统的可靠性。船舶电气自动化的设计中确保电气设备的可靠性是把控的关键点，因此设备选型问题是首先要认真对待的问题，要选择质量可靠的生产厂家，并要求其能及时提供快捷的售后服务，以便处理突发应急情况，以免因设备故障致使耽误船舶航期造成重大经济损失。

1.2船舶电气自动化的安全性。

船舶电气自动化的设计的过程中，要充分考虑电气设备的安全性因素。比如发电机工作电流在超过其额定电流的2～2.5倍时断路器应在0.6秒以内分断；主配电板上每个断路器要严格按照短路保护电流计算结果来进行选型。在人身安全方面，生活区用电要有漏电保护装置，必要时安装隔离变压器。全船供电系统要按照船级社的相关要求安装自动化监测系统，重要的动力设备的自动化监测系统要设置冗余功能，一旦发生故障时能自动切换，保证船舶动力的持续工作，以确保船舶在航行中的安全。其他设备上要有短路保护装置，线路发生故障时能及时地将故障线路自动切断，以保护设备的完好。

1.3船舶电气自动化的可维护性。

船舶电气自动化的设计中要充分重视设备的可维护性，如在总体设计中，应考虑到船舶电气设备的安装位置及安装基座形式，以方便其维修过程中拆装及更换零部件。若安装的位置不易维护，一旦出现问题，会使系统的工作停顿，不利于进行维修工作。同时要加强与设备制造厂商的沟通，及时反馈技术问题，与其技术人员共同研究改进方案，共同促进船舶电气系统的可维护性。为便于船舶在航行过程中处理设备紧急故障，尽量选用模块化设备，船员可通过更换厂家提供的备品模块就能方便快捷地解决故障问题。

2.船舶电气自动化技术发展情况

随着信息技术的发展及通信技术及制造技术的发展，电子计算机在各船舶工业得到了全面的应用。在船舶驾驶、船舶机舱管理和装货等方面，计算机技术已得到全面的应用。如在船舶主机遥控、机舱监测报警、泵浦控制、液位遥测和压载控制、冷藏集装箱监控、自动导航等功能上控制上应用广泛。根据船舶的种类及设计的情况，船舶自动化的程度也不尽相同。根据船舶设计的功能的要求来确定自动化程度。如在设计制造过程中，根据设计需要建立起综合的网络系统，将工作母站与船舶上其他的分控制系统连接起来，采用高速传输技术，连接起分工作站，实现船舶综合网络监测系统。以达到对船舶上所配备设备进行监测、控制和操纵的功能要求。同时基于此系统，建立起对外通信设备联网，通过数据传输、电子邮件等各种通信手段，实行与执行岸及与其他船舶间对话，借助现代化的工具以确保船舶航行的安全性。船舶电气自动化技术发展可实现监测和报警功能，同时可对船舶的动力系统、燃油系统、压舱系统等进行管理，可通过电气设备实现泵和阀的控制、备用泵自动操作燃油消耗记录、货物控制和监测、水量计算等等管理功能。随着信息技术的发展，船舶电气自动化系统也会更加的完成，可实现全面的智能管理和可靠运行，实现故障、保养和维修的智能化，保证安全、经济地操作。

3.我国船舶电气自动化系统未来发展的方向

3.1船舶电气自动化的多功能方向

顺应现代科学不断发展，船舶电气系统整体监控将往综合化、系统化的功能方向发展，通过信号线的整合优化，形成标准的信号通道，网络化的功能也日渐成熟。

3.2多学科的发展促进船舶电气自动化发展

机电一体化、人工智能和模糊技术的应用，使船舶自动化领域将更加宽广。在技术的发展过程中，学科之间的渗透与交叉应用越来越广泛，科技的发展使得人工智能和模糊技术得到了进一步的发展，使船舶电气自动化的发展潜力更加巨大，会进一步助力于船舶业的发展，带来造船和航运业的飞速发展。材料科学的应用，制造工艺的进一步完善，都推动了船舶电气自动化技术的发展。新技术的发展，推动着船舶工业的技术进步，在全智能控制自动化、信息技术监视、全面自动化智能控制、卫星通信方式导航、全球定位系统、船岸信息直接交流等方面都有了长足的发展。

3.3船用电缆的发展

近年来，船舶的设计建造逐步向多元化工程的方向发展，作为传输信息和能量的电缆品种会增多，在考虑电缆在狭小的船舶舱室内的布局，同时对船用电缆的性能要求亦愈来愈高。特别是使用中高压供电系统的工程船舶，对电缆的选型及安装工艺要求比较高。船舶电缆的安全可靠性，对船舶航行和人命安全有着重大影响，世界各国对舰船电缆的阻燃防火性能和安全等方面的要求将不断提高。进入新世纪，电缆制造新工艺和新材料的应用将可能有重大突破，如利用高能高压电子加速器对电缆绝缘进行辐照，可以提高电缆的耐温性、阻燃防火性和机械强度，大大延长电缆的寿命。

3.4新能源的发展

鉴于可持续发展理念，绿色能源如太阳能、氢、燃料电池、超导电磁将被推进利用，然而普及到船舶实际应用还需要进行大量的研究和试验，还需要科学技术人员的努力，以及巨额投资和政策支持。在新能源领域，积极的探索和开发是推进技术向前发展的关键。

随着船舶自动化的系统及设备的迅猛发展和技术的不断更新，其将往数字化、智能化、模块化、网络化、集成化的方向迅速发展。

参考文献：

船舶电子工程技术范文第2篇

关键词：STCW马尼拉修正案 船舶电子电气员 实践教学

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（c）-0112-01

《1978年船员培训、发证和值班标准国际公约》马尼拉修正案（简称STCW公约马尼拉修正案）已于2012年1月1日起生效，过渡期5年。作为履约国之一，我国政府已根据马尼拉修正案的相关要求出台了“中华人民共和国海船船员考试和发证规则”和“海船船员考试科目与考试大纲”等一系列的履约文件。在船员配置方面，马尼拉修正案中首次增设了船舶电子电气船员（ETO）和电子技工职务。不同于以前的电机员职务，船舶电子员的业务范围既包括了船舶电气部分，又包括船舶报务员及综合驾驶台上的电子电气部分。而且很多航运企业因为STCW78/95公约中没有要求配备电机员而取消了电机员岗位，这使得很多的航海类院校停办了船舶电气专业[1-2]。山东交通学院虽然从2006年开始对电气类专业设置了船舶电气方向，并与2013年开始正式设置了船舶电子电气专业，但随着马尼拉修正案的出台及考证发证规则的重新制定，我校船电专业的课程体系也做了一系列的调整。本文根据修订后的“海船船员考试科目与考试大纲”，提出了航海类本科校船舶电气专业实践教学改革的新思路。

1 当前ETO实践教学中存在问题

在大海中航行的船舶，从发电、配电到用电一应俱全，自成系统，而且这些设备都需要电子员的管理与维护。当设备出现故障时，要求船舶电子员能够分析故障原因，及时地找到故障源头，并采取排除故障的应急措施，保证船舶的安全运行。与以往从电机员教育存在着很大的区别。

1.1 教学内容的改变

从“海船船员考试科目与考试大纲”中可以看出，在船舶电子员考试中，增加了GMDSS、船舶综合驾驶台设备、船舶局域网等内容，对模拟电子技术和数字电子技术也提出了更高的要求。实操考试中，不仅对这些增设内容有着严格的要求，而且还对电子技术的基础知识也有着很高的实操要求。

1.2 对电子技术的要求

以往的船舶电机员主要侧重于船舶电气设备的操作与维护，而对船舶电子设备没有明确要求。而随着船舶电子技术的发展，要求船舶电子员不仅具备船舶电机员对电气设备的操作与维护技能，还要求具备一定的电子技术技能，来应对船舶电子设备出现的故障。

2 实践教学的改革

为了培养出合格的船舶电子员，就要加强在校学生对船舶电子电气设备的操作维护与管理能力的训练，包括培养学生船舶电子电气设备的操作维护和管理能力，正确分析电子电气设备电路原理的能力，故障分析与排除能力等基本的职业能力。实践教学内容及方法的改革主要体现在以下几个方面。

2.1 培训师资和技能的更新

由于船舶轮机人员对船舶电气设备一般都非常熟悉，在很多的航海类院校专业设置中，电机员通常是在轮机专业中设置。但船舶电子员适任要求中许多新增内容对从事轮机教育和培训的师资人员来说是新的知识或技能，因此在开展履约培训之前，相关师资人员需要提前进行知识及技能更新培训，甚至增加相应专业的培训师资人员来应对。比如，借用航海专业的培训师资来培训GMDSS和船舶综合驾驶台的相关知识，借用计算机相关专业的师资来培训船舶局域网的相关知识。

2.2 实验室建设

根据《中华人民共和国船员培训管理规则》中附录一“海船船员培训场地、设施、设备标准”的相关要求，调整实验室功能布局或重新组建实验室，使得实验条件能够全方面无死角覆盖理论教学内容，并能针对考试要求对实操项目重点培训。因“计算机与自动化”以及“通信与导航设备维护”两个项目中设备较多。

2.3 教学内容和教学方法的变革

以“海船船员考试科目与考试大纲”为主线，对教学内容和教学方法需要做出深层次的调整。首先要从思想上重视实践教学，将理论教学中的重点和难点在实践教学中得到充分的认识和锻炼，并将理论学习中不方便讲解的知识在实践锻炼中加以学习。在教学过程中应该尽可能地模拟实船环境，增加学生动手测量和维护的实验项目和培训时间，让学生真正地去使用和管理这些设备，并培养学生分析故障现象、查找故障原因、解决处理故障的能力。对实践教学中的改革总结如下。

2.3.1 船舶电子电气管理与工艺

通过设计不同题目，让同学们根据图纸从散落的器件中自行挑选器件搭建电路，然后调试搭建的电路实现其功能。这种教学方式，可以很好的将器件识别、测量、仪表工具使用、电子识图与接线、故障分析与排除等内容串联起来，达到较好的教学效果。

2.3.2 船舶电站操作和维护

在实践教学中，不仅要练习电站操作与维护、电机拆装与维护等内容，还要让学生学会根据图纸分析故障出现的原因，并学习例如断电查线法、带电查线法等常见的故障诊断方法。在教学中让学生先在电脑的模拟器上进行相应的操作练习，然后每个学生都要到设备上进行相应的实际操作，建立学生工作的信心，消除其恐惧感。

2.3.3 计算机与自动化

与以前电机员职责相比，增加了计算机局域网部分的内容，可以让学生对实验室的电脑进行组网练习操作。在实践学习中要让学生认识常见的设备，知道其操作方法，并进行操作练习。

2.3.4 通信与导航设备维护

因为设备的集成度很高，这部分内容在实践教学中存在一定的难度。在考试过程中，使用的设备都是很经典的设备，如安许茨4型罗经等，但是这些设备在目前的实船上已经很少使用了，因此，在实践教学中不仅要应对海事局相关的考试，更要让学生认识到目前的最新技术发展。

3 结语

船舶电子电气员是STCW马尼拉修正案中首次增设的岗位，其设置的意义是国际海事组织已经认识到了电子技术对航海技术发展的重要推进意义，也是其在全球范围内推行实施电子航海战略计划的重要步骤之一。在本科教育中开展船舶电子员的履约教育培训，对我校借机发展船舶电子电气教育事业，推进航海教育事业的发展，有着重要的现实意义。同时，对改善我国海船船员的知识结构，提升我国海船船员的职业素养和职业技能具有非常重要的战略意义。

参考文献

船舶电子工程技术范文第3篇

关键词：数字控制技术；船舶电气；应用

中图分类号： F406 文献标识码： A 文章编号：

现代船舰和民用的船舶中电气系统是船舶当中关键的构成部分，随着自动化技术水平的日趋增高，在电气系统控制方法与控制的技术在理论性的知识和实际情况的应用当中，在不断的提高和进步。随着控制理论性知识的进步和电子计算机技术的不断发展，形成了一种新型的控制技术是数字控制技术，在船舶电气系统当中广泛的应用这也是实现数字控制技术的一个主要的方面。数字控制技术取代了原有经典的控制技术，在理论知识和实际的操作方面都在弥补原有控制技术的不足之处，数字控制技术在船舶电气系统中的应用有着重要的前景。

船舶辅助机以及综合导航系统在船舶中应用

在船舶的辅助机当中存在着大量的泵类和风机类性质的负荷，这样负荷之间共同之处了运用电机当做电能向机械能装变的装置，进一步的提升了电机在运行当中经济的效益和功率具有一定的作用和意义。

变频调节速度可以大大的改善了泵类和风机类性质的负荷，在功率和经济性质方面有着显著的作用。数字技术当中的变频调节速度的技术是先进研究控制技术的重点，在地面应用的场合中，伴随着我国能源和效益的不断的提高，变频冰箱和变频空调广泛问世，在提高高效率和减少能源的基础之上起到了重大的作用。

德国公司生产的综合性导航系统现今在船舶电气系统中被广泛的应用，这种导航系统是船舶在电气计划当中不可或缺的系统。综合性导航设备可以对船舶中驾驶室中电子海图的系统进行监控，在控制方面上可以达到更高的自由的程度。综合性导航系统系统可以准确的确定船舶的方向、速度、位置以及雷达影像，随后主机将会立即传输出去， 传送给每一个监测的实物当中，可以促进船舶的自动的航行，在确保安全航线的基础上可以自动的区分和采集危险目标，进一步有效的避免碰撞现象发生。在船舶航行过程中装备这种综合性质的导航系统可以减少航行操作的人数，带来了方便。

船舶中电流转换直流电应数字控制化技术的应用

一次电源指的是根据其他的形式进行能量转变成电能的一种装置，船舶电气系统当中的一次电源通常是在每一个船舶的电站当中的发电机。船舶电气系统中一次电源是一种闭环式的控制系统，它是阻止原有发电机承载的波动与突然变化而导致的电能质量发生改变。在数字控制技术没有引进到船舶电气系统之前，运用的都是经典模拟形式的控制技术。按照反馈控制的发电机的调节电流和原有发电机的转动速度进一步的满足电气系统中电压和频率数值上的需求。

通过上述进行调节的过程的需求采样和电气中电能的质量有关电气的参数。例如频率，相位，电压，这些都会被提到和传感器设计相关及在电气参数上的转送，但是往往船舶电气系统中的一次电源都面对的环境都是非常的恶劣。高温低温，振动和噪声以及电磁这些因素的干扰都非常的严重，但是对于数字控制技术当中参数精准的程度就会有一定的影响，对一次电源产生合格的电能带来了不利的影响。数字控制技术针对采集的船舶电气参数采用了数字化的样本并且通过微型的处理器进一步的进行信息技术的反馈和控制，合理的阻止了由于干扰所带来的不利的因素。除此之外，船舶当中一次电源系统并不单单是简单的线性的控制性的系统，原有模拟式系统控制技术是在以线性控制技术理论性知识基础之上进一步的实现的，但是本身具有一定的缺点。针对这种新型的数字控制技术辅助微型处理器进一步的实现电气系统最终控制的目的，通常的情况之下适用于各种非线性实现控制的计算，不仅提高平稳和稳固的控制，还在各种的短时间的条件之下增加了非线性电气系统的控制，在有一定程度上提高了船舶电气系统中一次电源的可靠性和可行性。

主电源电能转换装置在船舶电气系统中的应用

和船舶电气系统一次电源相比，二次电源在种类和数量上更加的多样和复杂，船舶的二次电源可以利用多种形式的电子功率进行装置电能转换功能进一步的满足承载负荷的需求。

目前，用于衡量军用船舰先进性技术的重要的标准是船舰当中先进是电子设备的技术程度，这个标准直接的决定了军用船舰在作战时的能力和生存的能力，但是在民用的船舶当中电子设备导航，船舶多功能的雷达，这些设备对民用的船舶电子设备都起到了决定性的作用和意义，可以提高船舶特别是远航时的航行能力和确保远航的安全性。

种类不同的电子设备同时也需要种类繁多的二次电源，全天候电子设备的工作能力就需要可靠性高，维护性高的电气二次电源和高度正常运行的能力。针对民用船舶电气系统中二次电源应该严格的控制成本的预算的前提之下使用模拟行驶的控制电气系统的技术。在一般条件之下工作的寿命在5~8年，但是工业上使用二次电源的工作寿命通常是在10~20年。在民用船舶使用基础上，可靠性和可行性是最主要的内容。在远航中气候的变化是非常复杂多样的，湿热，严寒和振动这些因素都会对船舶电气系统中二次电源善生影响，影响着二次电源中半导体电子元件使用的寿命。所以在船舶电气中二次电源在降低电子设备元件的基础上提高电气系统的可靠性。

数字控制技术为技术支撑提供了有效的条件。

、船舶当中电力系统是一个独立的电源系统，在远航的过程中不能有效的供给能量，必须要高效合理的运用电能。数字控制技术可以充分的实现二次电源在整个承载范围中电能转换的高效率性。

、数字控制技术的应用减低了半导体电子设备元件使用数量，提升了二次电源可靠性和集成性。按照二次电源进行反馈调节为实例，表明数字控制技术的优越的性质，如图所示：

由上图可见，数字控制技术之下的信息反馈调节器是一个多方的进行调节器，可以充分的实现数字控制技术线性的控制。物理单元通常是微型控制器，因为数量比较少，往往一个电源只有一个。但是传统模拟控制技术之下的反馈控制的单元就可以需要若干个电池、电容和电阻等元件构成，它是一个一维线性的调节控制器，元件的数量多而复杂，但是统一性比较差，对提高继承度和可靠性提出了不利的因素。

（三）、数字控制技术在船舶二次电源电气系统中应用增强了电子设备实现自动化的程度，降低了维修人员进行维修的工作的强度。实现数字控制技术的方法主要是：采用微型的处理器取代了分立器。这种取代不是简单的交换那么容易，但是基本的功能没有发生太大的变化基本保持一致。在数字控制技术之下的二次电源主要的工作内容还是进行高效率的电能变换，但是由于采用的是微型处理器，因此采集数据信息和储存，故障的诊断和隔离的功能不断的提升，根据船舶数据的综合性质处理系统进行数据信息的交联，不断的提高了船舶中控制技术智能化的水平。

总结：

本篇文章针对船舶电气系统当中一次电源和二次电源，船舶辅助的机器进行了简要的分析，并且通过运用数字控制技术进一步的探析了这种技术在船舶电气系统控制技术当中的可靠性和可行性的分析。数字控制技术是一种新型的技术，在很多的行业系统当中都在广泛的应用和高速的发展前进，本文章认为数字控制技术在船舶电气系统当中的应用具有一定的研究的意义和重要性，适应了船舶电气系统的前进的趋势和发展的前景动态。

参考文献：

[1]倪伟；孙自力；闫伟.数字控制技术在船舶电气系统的应用概述[J].科技信息.2011年19期

船舶电子工程技术范文第4篇

上世纪八十年代以来，随着我国电子科学技术的不断发展，各种调速变换器技术以及电子电力器件的研究不断取得新的技术突破，使兆瓦级以上的交流电机调速变换器广泛应用于我国大型的航海船舶系统中，从而为船舶电力推进自动化控制系统的设计与研发奠定了积极的技术基础。船舶电力推进自动化控制系统具有运行效率高及运行经济环保、推进功率大、机舱布置更加紧凑灵活、船舶操纵性及舒适性较好等众多应用优点，因此近些年来在我国的航海事业中的得到了广泛的应用。

1 船舶电力推进自动控制系统设计与研究的重要性

近年来，随着我国微机控制技术与交流变频技术和电力电子技术的不断发展，交流电机的应用技术得到推广。在此发展背景下，我国的船舶电力推进自动化控制系统在推进功率以及实际的运行效率和运行系统稳定性、可靠性等方面都发挥了重要作用。其应用范围在不断扩大的同时，我国船舶电力自动化控制系统也从传统的军用系统逐渐扩展到民用系统及河运和海运系统中，从而展示了其巨大的市场发展前景。

在我国大型的船舶控制自动化系统中经常采用永磁式同步电动机作为其推进器的推进电动机，但与中小功率电力推进系统相比，船舶电力自动化控制系统需要综合考虑其性能的优越性以及性价比等相关影响因素。就我国目前的实践应用情况看，采用较多的电力推进系统是专用型的变频异步电动机。这类中小型的电力推进自动化控制系统一般主要由配电装置系统以及柴油系统和含滤波器的变频控制系统及异步电动机等不同运行装置组成；其中还包括了其它相关的负载系统以及操作控制系统单元。本文重点研究设计的船舶电力推进自动化控制系统中还包括了模拟负载系统。

2 船舶电力推进自动控制系统推进设计要求

2.1 船舶电力推进自动控制系统推进功能要求

由于船舶电力推进自动化控制系统直接面向电力主推进变频控制器装置，因此在设计过程中主要实现的自动化控制功能如下所示：

2.1.1 船舶电力推进自动控制系统操作指示功能

启、停控制系统：船舶电力推进自动化控制推进系统既可以在驾驶室进行遥控操作控制， 也可以在变频器柜展开就地操作控制。

船舶电力推进工作模式选择：船舶电力推进控制输出信号的变频器工作模式选择主要包括功率模式、转矩模式以及速度模式三种。为了确保船舶电力推进控制器在同一时刻只能输出一种模式选择信号，该系统中可以通过转速连续调节推进控制器，就能够根据车钟的实际运行转速指令，对螺旋桨转速进行连续调节， 在这一控制过程中还包含了临界转速避让功能。因此，船舶电力推进自动化控制系统的实际工作状态指示、变频器、电动机还有控制系统的工作状态检测及显示都能够实现自动化推进控制。除此之外，系统还可以对各种故障状态进行实时显示及报警等。

2.1.2 船舶电力推进系统的连锁控制功能

船舶电力推进系统的联锁控制：船舶电力推进系统可以实现变频器的启、停控制，但是在此运行过程中必须与车钟“手柄不在零位”的信号进行联锁控制， 因此船舶电力推进系统能对实际的运行错误操作流程发出声光报警信号。

船舶电力推进系统的安全保护功能：船舶电力推进系统在驾控台可以设置相应的紧急停车按钮， 当系统运行时一旦出现危险，可立刻强制停机。

2.2 船舶电力推进自动控制系统推进性能设计要求

推进船舶自动化控制系统运行和工作的重要组件是螺旋桨，因此在设计时要确保螺旋桨的运行工作特性与船舶电动机的运行工作特性频率一致，从而提升整个船舶电力推进自动化控制系统的运行性能。但通过设计研究发现，电动机的机械特性以及螺旋桨的运行特性存在很大差异，因此在设计过程中应该重点满足螺旋桨反转性特征以及系缆性特征和自由航行特征等三大设计要求，从而结合螺旋桨的不同设计性能参数要求进行空载设计。

3 船舶电力推进自动控制系统设计与研究过程

结合上述两种系统设计性能要求和系统推进功能要求，本文设计研究中采用一种的ACS-800矢量自动控制变频器，通过对船舶中的异步电动机定子中的电流矢量进行科学控制和测量，利用电磁原理分别对船舶电力推进自动化控制系统中的转矩电流以及异步电动机的励磁电流进行有效控制，最终达到对电动机转矩进行自动化控制的设计目的。因此，从其设计以及应用原理分析，这种自动化控制系统能够对船舶电力推进异步自动化控制系统进行参数监测以及动适应、识别等，该设计系统在对自动异步电动机系统运行参数进行辨识之前能够对系统中的有效矢量以及系统运行组件进行算法控制及转矩切换控制、运行功率控制等。

从总体的设计思路中可以看出，船舶电力自动控制系统中的变频器是通过系统中相关的模拟量输入板块进行有效控制，而该系统结构中的设计经过实践表明，模拟量板块中的标准信号输入是通过PLC自动化控制系统来实现的，首先系统中的模拟量通过网络输入到系统的端子中，经过自动化控制系统的数据信息采集以及控制实时传输通信，使PLC中的信号经过系统传输发送至上位机中，由此通过上位机的信号传输，经过PLC电力推进自动控制系统实现变频器信号的传输和控制，从而使我国船舶电力推进自动控制系统高效安全运行。

4 结束语

综上所述，随着我国经济水平的不断发展以及航海技术的进一步提升，人们对于船舶的舒适性以及操纵性和推进功率等相关的要求在不断提高，特别是对于一些特大型的邮轮以及工作船舶等，传统的柴油动力系统已经难以满足当前船舶运输事业的发展，因此需要通过对船舶电力推进自动控制系统进行研究，从而促进我国航海事业的不断发展。

参考文献

[1]郑元璋，冯宁，李海量.全电力推进船舶推进控制技术研究[J].中国航海，2007（04）：92-95.

[2]俞万能，李素文，马昭胜.小型船舶电力推进控制系统的研发[J].中国航海，2011（03）：18-23+48.

船舶电子工程技术范文第5篇

关键词：船舶电力推进 仿真 考证

中图分类号：U664 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（c）-0009-02

船舶电力推进系统不同于传统的柴油机―轴系―螺旋桨直接推进，它是通过柴油机―― 发电机机组向中心电网供电，采用变压变频技术，谐波滤波技术，监测控制等处理，带动推进电机推动螺旋桨。电力推进的船舶与直接推进相比，驱动力矩大，调速范围广，船舶机动性好，机舱的布置更加灵活，船舶的空间能得到更有效的利用；由于采用中高速柴油机，主机的体积和重量减轻；系统冗余度高，增加了对单个故障的抵抗性；噪音和震动都减小；环境更加友好，应用范围不断扩大。不仅应用于破冰船、渡轮、挖泥船等工程船舶，还广泛应用于游轮、油轮、滚装船等大型的常规船舶，显示了广泛的市场前景。

船舶电力推进系统由发电系统、配电系统、变频调速系统、推进器单元构成，是一个融合了机械、流体力学、计算机、自动化、电力电子与电力传动、网络技术等多学科的复杂系统，它的推广应用一方面产生了广泛的经济效益和社会效益；另一方面对于其中电气设备的操作、管理和维护人员也提出了新的要求。国家海事局颁布的《关于STCW公约马尼拉修正案过渡规定的实施办法》中指定了电子电气员过渡期培训纲要，其中船舶电气部分明确提出：在电力推进知识的补差培训教学中，必须突出船舶电力推进系统的推进器型式与结构，推进电动机种类及控制，推进系统的变频装置和变频推进自动电源管理系统（PMS）主要功能等内容，为不远的将来迈入全电船舶时代奠定基础。

江苏海事职业技术学院于2013年批准了“船舶电力推进仿真实训平台的研究与开发”的立项，与相关企业合作，把先进的交互式多媒体的理念引进课程建设中来。本文介绍该软件平台的建设实践。

1 仿真平台的建设

仿真平台的建设由三个阶段构成。第一个阶段是调研阶段，在这个阶段，课题组成员多方寻求资料，以保证平台资源的完整性和先进性。形成需求分析报告；第二个阶段是仿真平台建设阶段，企业根据需求分析，搭建仿真软件。第三个阶段是推广应用的阶段，在教学过程中，应用平台，逐步完善平台，整合教学资源，以期获得良好的教学效果。

船舶电力推进系统由发电系统、配电系统、变频系统和推进器单元组成。这是一个综合了船舶电站技术、现代电机控制技术、电力电子技术、船舶电站及其管理技术、动态定位技术、计算机仿真技术的一个高技术含量，高复杂度的综合现代化自动控制系统。在平台的建设过程中涉及各种技术中各种设备的工作原理、常用设备型号、常用系统构成等错综复杂的资料类型。课题组经过严谨的分析，综合整合，多方搜集资源，形成了本平台的需求分析报告。在需求报告的基础上，合作公司进行下一步的工作，实现船舶电力推进计算机仿真平台的建设。

需求报告中，明确了本仿真平台的各个组成部分和各个组成部分的呈现方式。其中，主菜单界面主题是三维海工船模型，船身外轮廓为透明线条，主要交互模型为二级菜单入口，二级菜单包括“电力推进系统总体介绍、发电机系统、配电系统、变频系统、推进器系统、功率管理系统、电子电气员考证题集”。图1中，在船体模型的下方用相应的小图标表达，鼠标滑过时显示二级菜单名称。

其中，在“电力推进系统总体介绍”中，呈现电力推进系统的概念，电力推进的发展历史，系统的优点，以及系统的组成。

“发电机系统”由原动机和发电机两大模块组成。“原动机介绍”以文字图片形式分别介绍内燃机即柴油机、燃料电池、燃气轮机、蒸汽轮机等原动机种类。“发电机介绍”主要包含“同步电机”和“无刷永磁电机”两类，其中同步电机以文字图片介绍。无刷永磁电机则采用经典样式的三维模型，可以点击后拆解。

配电系统包括三个子菜单，“半潜船配电系统示例、中压配电柜、干式变压器”。“半潜船配电系统示例”以文字图片方式呈现，如图2所示。图片是西门子为某半潜运输船的电力推进系统进行的系统设计。

“中压配电柜”为三维模型，如图3是世界主流的电气设备生产厂家的主流产品的解剖视频截图。该动画可以360度展示开关柜内部的器件排列，主要器件的外形和动作情况，同时，难以观察到的内部变化以结构示意图或Flash小动画方式呈现。

变频系统分为两个子菜单，“电动机示例、变频器示例”。“电动机示例”包含“直流电动机、异步电动机、同步电动机、永磁同步电动机”等四种典型船用推进电动机，主要以文字图片形式呈现，同时配合参考视频。“变频器示例”又分为两个部分，第一部分以文字图片方式介绍常见的变频调速方式；第二部分以动画方式介绍主流变频器。

推进器系统分为三个子菜单，“常见推进器示例、ABB_XO推进器结构示例、常见推进器产品示例”。“常见推进器示例”中，以三维交互模型方式，分别呈现“轴系推进、全方位角推进器、吊舱推进器”，可以旋转缩放，可以点击主要部件，配合介绍文字和图片素材。“ABB_XO推进器结构示例”，模型可以旋转缩放，主要部件可以点击查询，可以用不同色彩显示各主要构成部件，清晰展现推进器内部的结构，如图4。“常见推进器产品示例”主要为文字图片介绍，分别介绍Azipod的标准型、紧凑型、对转式，Mermaid与Azipod区别，SSP双螺旋浆设计高效推进，Dolphin低噪低振高效，呈现各自的外形结构图以及在实船中的应用情况。

功率管理系统PMS主要呈现电力推进船舶的功率管理系统的功率管理控制的各个层级，各个层级的功能构成。

动力定位系统的呈现模拟海上钻井平台实景，二级菜单为图标，分别是“监控界面、DP系统分级、DP系统工作模式及应用场合、控制系统原理介绍”。

2 仿真平台的特点

为了确保本仿真实训平台能够反映现代船舶电力推进技术的先进性，使学员在工作中遇到类似船舶的时候，做到“所见即所学”，在资料调研的过程中，多渠道，多途径的搜集相关的行业资料，与多家相关行业的企业包括扬州易倍得，武汉712研究所，无锡714研究所，ABB，西门子，芬兰delft大学等多家国内外业界的知名的公司和研究所，主动交流，参加国内“船舶电力推进技术峰会”等等，获得了第一手的现场资料。

软件教学平台与硬件平台相比，大大降低了研发成本，减小了占地面积，降低了硬件设备维护和管理中的工作量，在教学工作中显示了突出的优点。这种新颖的教学平台形象、生动、直观、动态，充分调动了学生的学习积极性，激发了学生的学习兴趣，而且，在平台的设计之初已经充分考虑了电子电气员考试的知识点要求，因此满足了电力推进知识的补差培训教学。

参考文献

[1] 林春熙，郭宏林.船舶电力推进的应用对轮机电气教学培训和发证的影响[J].航海教育研究，2003（4）：59-61