40000字硕士毕业论文船舶电力推进管控系统选型软件结构设计
论文类型：硕士毕业论文
论文字数：40000字
论点：推进,电力,船舶
论文概述：
电力推进系统生成平台的搭建，此平台既可以上传单线图到单线图数据库还可以建立监控方案导入电力推进单线图库中的单线图，从而选择与单线图相符合的电力推进设备、电力推进设备监控点
论文正文：
第一章引言
1.1主题的研究背景
船舶电力推进技术不同于以前的推进方法。它是一种推进方法，其中原动机驱动发电机发电，变频器向推进电机发送满足要求的电流来驱动螺旋桨。电力推进技术发展至今已有近200年。电力推进船的试验期可能是从1838年到20世纪初。在此期间，船上电力推进装置的大部分电源是蓄电池，推进马达是功率相对较低的DC马达。20世纪至第二次世界大战期间是电力推进技术快速发展的时期。第二次世界大战期间，300多艘美国制造的船只中约有三分之一使用电力推进技术。电力推进不仅适用于军舰，也适用于一些商船、军事辅助船和潜艇。
第二次世界大战后，电力推进技术的发展一度陷入低谷，因为船舶的电力推进装置增加了能量转换环节，这导致电力推进装置存在价格高、传动效率低、维护工作量大等诸多缺点，因此大量船舶开始使用柴油发动机、蒸汽轮机或燃气轮机进行直接传动推进。近年来，随着科学技术的进步，随着电力电子技术的快速发展，大功率交流电机的变频技术日益成熟，因此可以采用交流电机的电力推进技术在各种船舶上得到更广泛的应用。据统计，近年来，30%的新建游轮、游轮、渡船和集装箱船使用电力推进系统。许多专家表示，船舶采用电力推进系统后，利用计算机网络管理为船舶系统实现全自动控制提供帮助会更加方便。此外，电力推进系统的使用也提高了船舶的自动化、智能化和信息化水平。因此，随着船舶电力推进系统应用范围的不断扩大，为未来绿色船舶供电的可能性大大提高。
1.2项目的目的和意义
本项目来源于实验室和中国造船31染整公司712研究所的合作项目，该项目为船舶动力排放监控系统的选择和设计软件。船舶推进系统是一个系统，作为设备根的系统功能可分为:调度子系统、调度子系统和推进子系统。配电系统主要由山地配电板和电源管理系统(可选)组成；推进子系统由推进变压器、软启动器、变频器(包括制动电阻)、推进电机、推进控制系统和综合报警系统组成。由于船舶电力推进系统的复杂性，监控系统要监控的信息类型和内容也相对复杂，因此在监控系统的选择和设计中需要注意更多的问题，这实际上增加了电力推进监控系统设计人员的工作量。如果有一个软件对电力推进监控系统的选择和设计中应注意的问题进行了分类和细化，并将其封装到各种功能模块的智能模块中，设计人员在使用该软件设计电力推进监控系统时可以节省大量的时间。电力推进技术在中国仍处于起步阶段。关于电力推进系统//| & |-的专业知识内容相对不太丰富，具有电力推进系统专业背景的船舶电力推进监控系统设计师的数量更是有限。许多船舶系统设计人员可能没有电力推进监控系统设计的经验。如果有一个电力推进监测和选择设计软件，它将为那些没有太多经验的人提供很大的帮助。总之，开展电力推进监控系统软件设计选择的研究课题具有十分重要和深远的意义。
1.3国内外研究现状
电力推进系统因其经济性和良好的操纵性等优点，在船舶推进中得到广泛应用。从20世纪80年代到20世纪末，国外新建大型船舶，如民用邮轮、客船、集装箱船、滚装船、破冰船等大型船舶，超过30%的发电厂采用了电力推进技术。1980年的“海洋革命”进一步推动了船舶电力推进系统的快速发展。1986年，德国西门子公司研制出230转/分机电一体化交流永磁同步推进电机，并于1997年进行了实船运行试验。此外，U112潜艇安装了1760千瓦永磁同步推进电机，供试用。1986年，英国广播公司瑞士公司为瑞典潜艇设计了1500千瓦和180转/分的永磁同步推进电机。ABB公司为其“紧凑型方位吊舱”电力推进系统开发了400千瓦至3MW永磁同步电机。1994年，美国海军提出了一种集成全功率系统(IPS)，它使用模块化设计将推进功率与其他辅助功率相结合。设计师通过合理选择各种模块，巧妙地将传统的大功率推进和小功率电力推进结合起来。英国首次在23型杜克护卫舰上采用柴油-电力联合推进系统(CODLAG系统)，满足了船舶的设计要求，降低了技术风险。在积累了电力推进的设计和使用经验后，英国海军在23型护卫舰的CODLAG系统成功后，开发了一套类似于IPS的一体化全电力推进系统(IFEP)。采用更先进的电力电子设备和储能设备，通过设备的通用性、标准化和模块化，实现船舶的综合优化性能。
第2章船舶电力推进系统概述
2.1电力推进系统的优势
船舶综合电力推进系统标志着当今船舶动力的发展方向。它的特点是将最初相互分离的推进动力和电站动力合二为一。现代船舶综合电力推进不再是早期意义上的电力推进，而是电力系统中的“高”与“高”与“电”的结合。它的意义不亚于船舶从风帆动力到蒸汽动力的转换。这是造船技术发展史上又一次革命性的飞跃。与以往的船舶动力系统相比，电力推进系统的优势表现在以下几个方面:[/BR/] (1)电力推进系统具有良好的经济性。如果船舶上使用多个中速柴油机发电，发电机的数量可以根据功耗负荷来确定，这样机组就可以始终在高效的工作区域内运行，从而实现最大的经济性。在相同功率下，使用电力推进技术的船舶将比使用内燃机的船舶少使用大约10%的燃料，船体阻力也将降低5%-10%，运输效率将提高15%，速度将提高0.5节。
(2)电力推进系统具有良好的机动性。船舶使用电力推进系统后，推进电机的转速容易调节，在各种转速的正转和反转情况下，扭矩可以保持恒定，使电机能够获得最佳的工作特性，船舶的转向控制更加优异和方便。电力推进系统大大提高了船舶的起动加速性能，制动速度更快，正反向车辆的切换速度也取得了很大进步。
第3章系统选择和设计的基础.............................................27-49
3.1软件系统概述.............................................27-28
3.2软件设计流程.............................................28-30
3.3软件系统数据管理技术研究.............................................30-37
3.4系统设备选型相关技术研究.............................................37-45
3.5软件开发工具简介.............................................45-49
第4章软件模块的选择和设计.............................................49-83
4.1软件系统管理模块的设计.............................................49-50
4.2.............................................50-52
4.3电力推进系统发电平台网络和自动选择模块的设计.............................................52-67
4.4软件系统评估模块的设计.............................................67-69
4.5方案生成模块的设计.............................................69-71
4.6病例匹配分析.............................................71-83
第5章结论与展望.............................................83-85
5.1这项工作的总结.............................................83
5.2.............................................83-85
结论
主要工作:
(1)根据软件用户的要求和电力推进监控系统的规范，设计了软件的主体框架和数据流图。
(2)根据电力推进监控系统选型的要求，建立了电力推进系统设备数据库、监控系统设备数据库、软件用户信息数据库、系统设备输入输出表数据库、网络图集数据库等数据库，为选型做准备。
(3)采用模块化设计方法建立监控系统的网络选择模块、主控设备的PLC选择模块、人机界面设备选择模块和网络通信设备选择模块。这些模块化设计降低了程序的复杂性，分解了软件的功能，减少了功能之间的耦合，便于开发团队之间的分工，大大提高了软件编程的速度。
(4)设计了一个方案评估模块，用于评估最终的选择方案，并告知用户该方案的合理性、经济性和其他性能。
(5)通过对一种新型电力推进系统监控方案的案例分析，展示了整个电力推进监控系统选择和设计软件的工作流程。