蒸汽动力装置主机遥控系统设计开题报告-开题报告网

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1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1目的及意义

船舶动力系统被称为船舶的“心脏”，按照原动机类型可分为柴油机动力装置、蒸汽轮机动力装置、燃气轮机动力装置、核动力装置和联合动力装置等。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的基本内容及目标

本设计主要内容是基于ABB AC800M控制器，设计一套可以远距离操纵蒸汽动力装置的主机遥控系统。并完成相关硬件设备选型、软件程序编写和调试。

具体研究目标如下：

（1）结合主机遥控系统设计实际功能需求，了解船用蒸汽动力装置组成结构和原理，深入分析各部分控制需求。

（2）设计一套基于DCS的主机遥控系统，完成整个DCS系统结构设计，实现对汽轮机及附属设备的逻辑控制、数据采集、速度调节、监测报警、安全保护等功能。

（3）基于AC800M控制器平台，利用梯形图、指令表和功能块图等语言，完成主机遥控系统程序编写与调试。

2.2设计拟采用的技术方案及措施

2.2.1设计技术路线

主机遥控系统设计技术路线图，如图1所示。首先，分析蒸汽动力装置控制技术，确定控制系统采用方案。按照满足控制功能、工作环境、使用寿命的要求，选择ABB AC800M控制器，根据控制需求分析统计I/O点数，系统CPU、电源采用冗余设计。在Control Builder M完成基本功能程序编写，最终在模拟系统上调试成功。

图1 主机遥控系统设计技术路线图

2.2.2蒸汽动力装置原理及控制需求分析

船舶蒸汽轮机推进系统主要由蒸汽轮机及其附属设备、传动装置和螺旋桨三部分组成，如图2所示。

图2 蒸汽轮机推进系统组成

蒸汽轮机及其附属设备是蒸汽动力装置中原动机，由主蒸汽系统、凝汽系统、滑油系统、汽轮机组以及其他辅助设备等组成。为实现对汽轮机及其辅助设备有效控制，必要的控制需求分析如下：

（1）操纵部位转换

主机遥控系统要求在机旁、集控室、驾驶台均能实现蒸汽轮机启动、停止、换向和加减速控制。三种操纵方式之间互锁，保证在同一时间只有一种操纵方式有效。输入信号通过操纵面板上按钮送给控制器，经控制器控制器程序判断，条件满足完成操纵部位转换。其中机旁操纵优先级最高，驾驶台操纵优先级最低，集控室操纵优先级介于二者之间。

（2）汽轮机启停

汽轮机准备启动前，控制系统内部程序对汽轮机启动前所有准备工作进行判断，条件满足才可启动。启动前准备工作包括：盘车机脱开，滑油压力和温度、主蒸汽压力和温度、冷凝器真空度正常，停机故障消除等，由机旁按钮完成启动。

当接收到停车指令，汽轮机首先应该减速减负荷，转速下降到低于脱排转速，齿轮箱离合器脱排。转子静止后投入盘车装置盘车运行，利于转子均匀冷却，防止热弯曲。停机后保持冷却系统和滑油系统继续运转，带走机组部件中的余热。

（3）转速控制

汽轮机调速过程是通过控制主蒸汽管路上的调节阀开度，改变进入汽轮机的蒸汽量。转速升高时，关小调节阀降低转速。反之，开大调节阀提高转速。