船舶自动化技术的过去将来和未来课件

1、船舶自动化技术的过去、现在和将来何谓自动化 所谓自动化就是通过采用自动控制装置（或设备），来解决人工或者手动不能达到的高精度的控制，解决人工或者手动难以达到的频繁检测，并且早期发现故障。目前船舶自动化的特点自动控制技术，微电子技术、信号处理技术，计算机技术等用于机舱自动化和导航自动化。对船厂而言在广义上有两个自动化1：造船自动化：船厂为了自己的需要，缩短造船周期、减少能源消耗、减轻劳动强度、以赢得较多的利润。企业必定会在造船的各工艺流程上进行自动化、机械化的改造，例如：钢板预处理流水线；平面分段流水线等。我们称之为造船自动化。2：船舶自动化：船东为了自己的需要，保证航行的安全，减少能源的消耗，

2、延长设备的寿命，赢得较多的利润，船东要求把船舶建成较高程度的集中控制的自动化船舶。例如：无人机舱的船舶或者一人驾驶的未来型船舶。这就是船舶自动化。 船舶自动化应用实例1 自动舵：自动舵是船舶进入海上航行后，由驾驶员设定航向，然后根据电罗径实际指示的航向，比较后，得出的差值大小和方向，来控制和调节舵杆的舵角，使得船舶实际航行的航向始终保持在设定航向的一定范围之内。它是一个典型的自动调节系统，框图如下。上海到大连航程的分析 上海大连10310 上海至大连的直线距离为522海里 ，1022公里 。如果船以 每小时14海里的速度航行，忽略所有的其它因数，那么航行所需要时间为37.2小时。 在人工操舵的

3、状态下，由于受风、浪、潮等影响，船舶必然会偏离设定航向，当操舵工根据罗径上的指示，知道船舶已经偏离原定航向。然后操作舵轮，改变舵角，调整航向，回到原来的航向。偏离设定的航向的数值由操舵工掌握。 在自动舵操舵的状态下，船舶同样受风、浪、潮等影响，也会偏离设定航向。但是，当设定航向和实际航向的偏差超过比较小的值时，自动舵立刻进行纠正。 自动舵操舵和人工操舵虽然都走的“S”型，但是，累计直线距离，自动舵操舵肯定小于人工操舵。两种操舵方式的经济比较人工操舵时，由于“S”型曲线较大，直线距离变成了588海里，航行所需的时间为42小时。自动舵操舵时，由于“S”型曲线较小，直线距离变成了560海里，航行所需

4、的时间为40小时。两者差值为2个小时。如果主机马力是3000HP，每匹每小时耗油180克，每小时耗油540公斤，多航行两个小时，就是多消耗900公斤油。每个月走4个航次，一年是48个航次，如果船的寿命是15年，共计航行720个航次。人工操舵比自动舵操舵多消耗的燃油是： 4248155403110.4吨还有一个是不能直接以经济价值计算的，就是解放了操舵人员。增加了安全了望人员。节省了旅客的时间。应用实例之二：锅炉蒸汽压力的三位控制锅炉蒸汽压力自动控制的分析锅炉作为船舶的一个主要设备。例如8530TEU船，蒸汽主要作为燃油的加热。5.4公斤大火燃烧，6.9公斤转为小火燃烧，7.5公斤熄火。LNG船

5、蒸汽用于主机的动力，蒸汽压力保持在60公斤，当压力降到54公斤主机就要SLOW DOWN, 47公斤则SHUT DOWN。因此，保证锅炉蒸汽压力的恒定是自动控制系统的主要任务。一般以柴油机作为主推进动力的船舶都配置废气锅炉，在航行时利用主柴油机的高温排气作为废气锅炉的能源，燃油锅炉处于“备用”状态。一旦主机工况改变后，废气锅炉不能产生足够的蒸汽压力时，燃油锅炉立即自动投入工作。大大的节约能源。用小火燃烧（只使用一个燃烧器，或者降低燃烧器的燃油压力）维持锅炉蒸汽压力在一定的范围内，总是比锅炉蒸汽压力上升到上限值，然后停炉，待蒸汽压力下降后锅炉再重新燃烧更省油。频繁的启动和停止不利于锅炉的工作。自

6、动控制系统的保护极为重要。应用实例之3 交流发电机的调压器 交流电和直流电相比较有着无以伦比的优越性，包括在输配电 、升降压、电动机等诸多方面。但是交流发电机和直流发电机相比较却有着一个难度较大的问题保持发电机端电压的恒定。直流发电机依靠它本身的并激绕组和串激绕组解决了这个问题。而交流发电机由于他的结构和负载的性质不同，必须配以电压调节器才能解决保持端电压恒定的问题。随着自动化技术的不断发展，从早期的炭阻调压器、磁放大器调压器、相复励调压器、可控硅调压器、一直发展到现代的交流无刷发电机配以AVR。（自动电压调节器）使得电压调节精度能够达到1。充分满足电网对发电机电压恒定的要求。 而且美国BAS

7、LER公司已经设计和制造出数字式自动电压调节器，对用户大大提供调整和使用的方便。发电机机端电压自动调节的框图 按发电机机端电压偏差调节的原理框图 图1按发电机机负载电流和相位调节的原理框图 图2按发电机负载电流和相位以及端电压偏差综合调节原理框图 图3 图1、2、3是交流发电机电压自动调节的框图，图1是按发电机机端电压偏差进行调节的。被测量是机端电压，调节对象也是机端电压。给定单元的给定值u1和测量单元的反馈值u2相比较，得出偏差值u3，经放大后输入给调节单元处理，然后输出合适的控制信号， 使发电机的电压一直维持在一定的范围内。这一种输入值和输出值通过反馈构成“闭环”系统，是典型的自动调节系统

8、。以前使用的可控硅调压器就是属于这一种。现在的”AVR”电压调节器也是这一种。按偏差电压调节的系统，调节作用只与电压偏差有关，而以产生偏差的原因无关。所以静态的特性也就是调节精度较高。而动态的调节过程是一个振荡过程，所以动态特性不太好。 图2是按负载电流及相位对发电机电压进行调节。它的原理在于引起发电机电压变化的主要原因是负载电流及相位的变化，如果能够预先找到负载电流及相位变化的规律，并且按照这个规律调节发电机的激磁电流，那么就可以维持发电机电压在一定的水平上。在图中我们看到，测量单元的输入是发电机电压和负载电流，由电压和电流也能测量出相位。它的输出If经信号变换后去调节发电机的激磁电流。这种

9、调节系统没有反馈，不能组成“闭环”系统，应该说，这不是一个自动调节系统。例如相复励调压器属于这一种。相复励调压器的调节对象是电压，而被测量是负载电流和相位。每一个负载电流和相位都对应一个输出控制信号，这个信号是由调节装置的设计和第一次试验调整所确定。所以这种调节方式是在某些条件不变的情况下才能保证电压的基本恒定。如果原动机的转速或调压器的温度等其他干扰引起的电压偏移，调节系统就无法响应。因此，这种系统的静态特性较差，而它的动态过程是非周期性的，没有振荡过程，动态性能较好。相复励调压系统不加其他调节措施的就称之为“不可控相复励”系统。 上面两种调节方式的调节结果，一种是静态的特性也就是调节精度较

10、好，第二种是动态性能较好。把上面两种方式综合起来，就能取长补短获得的调节性能。这就是图3 所示的综合调节方式。他既能按电压的偏差进行调节又能按负载电流和相位的变化进行调节。这种电压调节系统称为“可控相复励”系统。现在的无刷发电机的调压器都是采用这种电压调节系统。它既在发电机量安装了“相复励”系统，又在机内也可以在机外安装”AVR”调节器。 无刷发电机的”AVR”电压调节系统是一个“闭环”系统，既然是一个“闭环”系统，那必然有一个调节过程，也就是振荡过程。如果这个过程是收敛振荡，那仅仅是调节过程的时间长短问题，。如果这个过程是扩散振荡，那么就引起了电压的振荡。在振荡调节系统中，最可怕的就是扩散振

11、荡而造成的系统工作不稳定。 对自动调节系统的基本要求：生产过程对调节系统的要求可以概括为三个指标稳定性。它是指调节过程要达到一定的稳定程度，用“衰减率”表示，它的意思是指每经过一个周期以后，波动幅度衰减的百分数，用“”表示。 Xn（Xn+1）/ Xn 式中Xn扰动出现后，被调量偏离给定值的最大值，即衰减曲线上所出现的第一个波的峰值。 Xn+1与第一个波峰同相的第二个波的峰值。调整中这个值希望为0.8左右。 通俗的说，稳定度是指调节的对象由于各种原因的扰动而发生变化后，系统恢复的稳定时间。 准确性（灵敏度）。指调节过程中被调参数偏差的大小。它包括静偏差和最大动偏差。 静偏差指在调节和扰动的共同作

12、用下，调节过程结束后，被调参数的稳定值与给定值之间偏差的大小。静偏差越小，系统的静态精度越高。最大动偏差指在调节过程中被调参数偏离给定值的最大幅度。调节系统应保证被调量的动态偏差，即使在可能出现的最大扰动作用下，也不应该超过生产过程所允许的变动范围，破坏生产过程的正常进行。稳定度和灵敏度是相矛盾的，灵敏度越高稳定度越差。即放大器反应迟缓，稳定度越高。精度偏低，会引起振荡。 快速性 指调节过程尽可能短。一般把系统受扰动后从应该平衡状态过渡到应该新的平衡状态所需要的时间称为调节时间，调节时间越短越好。船舶自动化应用实例3报警站机舱报警系统循环检测循环检测的分析 船舶在航行的过程中，机舱值班人员每个

13、小时必须对运行的主要设备的重要数据进行记录。以上图为例，主机、发电机、锅炉、为主机服务的泵浦等，至少30个点以上。以人工测量记录的话，如果每一个点需要30秒，那么30个点需要15分钟。也就是说，在这15分钟内，值班人员是不可能发觉第一个记录点的数据是否越限。如此慢的记录速度是跟不上实际参数的变化，更何况记录的点远远超出30个点。这对设备不可能做到预先的保护。更谈不上对设备的控制。 现代船舶机舱的 循环检测点要达到200个点以上，若以人工检测的速度，即使20秒记录一个点，那也需要4000秒。根本上满足不了实际工作的要求。 频繁的检测速度，人工是无法实现的，而自动化技术可以很方便的做到0.1秒来检

14、测一个点。 如果有4000个点，也只需要400秒。船舶自动化技术的发展对于船舶自动化来说可以分成机舱自动化和导航自动化，最终实现一人驾驶船舶。对于机舱自动化而言，主要包括主机遥控、电站系统自动控制、各种参数和工况的自动检测和报警、即动力系统的控制、监视和报警、各类辅机的自动控制、集中控制和自动调节、完美的火警监视和灭火系统、以及液位遥测和压载水遥控等系统。从50年代开始，船舶自动化经历了一个从主机遥控、机舱无人值班直到全盘自动化的发展过程，由于电力电子技术的发展，计算机在自动化方面的应用，船舶正朝着全面自动化、超自动化的方向发展。从60年代到80年代船舶自动化经历了大约5代的发展，并且出现了未

15、来型的船舶。无人机舱的由来无人机舱起源于挪威船级社（DNV）。1961年1月，挪威船级社首先提出了一份一定时间内机舱无人值班的建议报告1967年，挪威船级社在海船规范中正式增加了一章关于机舱自动化的内容。凡是挪威船级社检验而符合规定的，发以“E O”船级。即（Eneine Room Zero People）机舱无人的意思。随着自动化船舶的日益增多，各国船级社以机舱无人操纵为标准，制定了有关的规定，尽管各国船级社对无人机舱入级的具体要求有所不同，但是基本内容相同。第一代自动化船舶时间：60年代初期代表产品：1961年日本制造的“金华山丸”特点：1，大型主机的驾驶室遥控。 2，设立机舱集中控制室，

16、把机舱作为一个整体控制。这类船舶通过机舱集中控制室对机舱设备进行集中控制和检测，一般情况下，机舱只要一人值班。第二代自动化船舶时间：60年代中期出现了机舱无人值班的自动化船舶代表产品：1964年日本为丹麦建造的“Selen Dam”油轮特点：1，包括了第一代的特点。 2，为了确保无人值班期间的安全，全船安装了完善的火警检测和灭火系统。 3，在机舱、驾驶室、船员区域之间设有通讯和报警装置。这类船舶为数众多。第三代自动化船舶情况简介1970年10月日本建造的198000吨的油轮“星光丸”，它月一台大型计算机的计算机控制系统。动力装置发出的一切所要求信息，都传到驾驶室的指挥中心，主机、付机、辅机有故

17、障时，它能自动找寻故障，发出紧急处理办法。在航行中，计算机能使主机在常规功率下效率始终处于最佳状态。计算机系统的应用程序共11项。1，装卸货油控制程序。2，船体状态计算程序。3，主机转速控制程序。4，轮机记录程序。5，机舱故障应急处理程序。6，最佳配载程序。7，避碰程序。8，卫星导航和船位确定程序。9，船位推算程序。10，导航计算程序。11，医疗程序。对第三代自动化船舶的评价1976年有关方面对该类船舶进行了调查和总结，对计算机系统在船上大多数领域的应用成功给予肯定，在导航、 装卸货油、轮机自动化等方面给予高度评价。 但因软件复杂、难以成套、通用性差、投资又大、而且对于工作人员有较大的操作难度

18、等原因。因此第三代自动化船舶没有再推广建造。第四代自动化船舶 1977年美国、日本、荷兰、挪威、西德对船舶超自动化进行了进一步的研究，出现了多台微机用以监察和控制的船舶。荷兰的,日本的为代表的第4代自动化船舶。这些高度自动化船都采用了分散的单项计算机控制系统，以微处理机为中心。例如:主机驾驶室遥控，机舱集中监察，电站自动化，导航自动化等都用了各自的微处理机。从系统技术应用来看，80年代船舶自动化的发展状况,主要是普遍采用了微处理机。当今世界上在航的船舶基本上都是这一类型。第五代自动化船舶80年代中期、西欧、北欧、日本相继出现了驾驶室一人值班的”未来型”船舶。我公司89年为西德HAPAG LOY

19、YED公司建造的2700箱集中制冷集装箱船,就是这一 类船舶。,它的特点表面上看，是用SOC(Ship Operetion Certral) 代替了传统意义上的驾驶室，用BMC(Boat Manager Certral )代替了机舱集中控制室，但是从技术上看,实际上计算机将所有设备的检测、报警、控制、操作集中在SOC和BMC。通常人们称为IAS系统(综合自动控制系统)。一般无人机舱船舶的检测,报警点为300-500个。而这一类船舶的检测、报警、控制、操作点达到-3000个点以上。确实是当今世界上最先进的船舶。不仅从自动化的角度上来说它是一人驾驶的船舶。而且从节能、安全、减员的角度上来它又采用了

20、许多新的课题。 为什么自动化船舶发展如此迅速？所有的船东老板不是为了自动化而肯花钱搞自动化。任何一个老板都要赚钱，他所用的一切手段其目的就是为了赚钱。搞自动化也是为了赚钱。而从技术上，尤其从工程的广义来说，都是围绕着能源和安全而展开的。世界上的有识之士早就意识到地球上终有一天上帝施于人类有限的能源会用完的。我们将什么留给子孙后代。意识到了这一点，我们为什么不从现在就省着一点，让我们的子孙后代也能享受上帝施于人类的恩惠。能源 中国战略储存石油只有三天，（现在不详）通过马六甲海峡的油轮87%到中国，2005年天然气缺口173亿立方米，2010年的缺口达337亿立方米。中国用气占全部燃料的6.6%，

21、亚洲27%，欧洲47%。 中国人均用油0.5吨，13亿入口用油6500万吨，是美国的1/20，是日本的1/10 。（2009年数据） 目前，发现的石油储备量还有40年，天然气储备量还有70年，煤储备量还有190年。 中国现在和将要开发的有11座核电站，负荷因子达到8592. 到2020年中国核电站的总容量达到0.7亿KW，占总装机容量为6 ， 总容量12亿KW。 到2030年中国核电站的总容量达到2亿KW。占总容量的15。总容量13亿KW。 到2050年中国核电站的总容量达到4亿KW。占总容量的22。总容量17亿KW 目前，08年我国发电的总容量为7亿KW。油价2009年油价核电 能源局对核电

22、中长期发展规划的修改意见是到2020年我国核电运行装机容量应调整为7000万千瓦，在建3000万千瓦。 目前，我国核电中长期发展规划(2005-2020年)目标是，“到2020年核电运行装机容量争取达到4000万千瓦，在建1800万千瓦。同时，未来三年内中国将开建8个核电站，16台核电机组，装机容量在1000万千瓦以上。这意味着，未来三年的核电建设总量将超过去23年的总和。从1985年起步的中国核电，共建设了11台核电机组，总装机容量仅为910万千瓦。，国家能源局局长张国宝就在“中国发展高层论坛”上明确表示：“我们计划调整核电中长期发展规划，力争2020年核电占电力总装机比例达到5%以上。”据

23、国家电监会预测，到2020年我国电力装机容量将突破12亿千瓦。5%，即6000万千瓦。 5%并不是一个很高的比例。 据国家能源局的数据，2005年世界核电装机3.74亿千瓦，核电装机占总发电装机的比例全球为9.66%，法国56.21%、韩国26.86%、日本19.00%、德国17.07%、美国10.45%。 中国的问题不仅在核电占比上的差距。中国能源网CEO韩晓平接受采访时表示：按照中国的人口，中国需要15亿千瓦的发电能力，8.9亿装机容量对于中国的火电来说已到峰值，再加2亿水电，2亿新能源，剩下2亿发电能力都需要核电来补充。“即便是7000万千瓦，以后还有提高的余地。”3年开建8个核电站，中

24、国有这么多厂址可建么? 国家核电技术公司专家委员会委员汤紫德对本报称：中国正在建设的核电站达7个之多，除了秦山二期和岭澳二期之外多为新厂址。此外再开建8个绝无问题。仅在2007年底，与核电中长期规划同时公布的已得到发改委核准的核电站厂址就有13个。据能源局的资料，2009年，要新开工建设浙江三门、山东海阳、广东腰古和山东荣成等核电站。加上已经批准展开前期工作的湖南、湖北、江西三个内陆核电站，仅余一个悬念。核电风电 有人估计过，地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的1/3。因此，国内外都很重视

25、利用风力来发电，开发新能源。风力发电的前景 中国新能源战略开始把大力发展风力发电设为重点。按照国家规划，未来15年，全国风力发电装机容量将达到2000万至3000万千瓦。以每千瓦装机容量设备投资7000元计算，未来风电设备市场将高达1400亿元至2100亿元。 “十五”期间，2006年，中国风电累计装机容量已经达到260万千瓦，成为继欧洲、美国和印度之后发展风力发电的主要市场之一。截至2007年底全国累计装机约600万千瓦。2008年8月，中国风电装机总量已经达到700万千瓦，占中国发电总装机容量的1%，位居世界第五，这也意味着中国已进入可再生能源大国行列。到2008年底，风电规模就可能达到1

26、000万千瓦，到2010年累计装机容量可达2000万KW。 中国的风力资源：陆地风能储量为2.53亿KW，海上风能储量为2.53亿KW。世界上风能储量为地球可利用水能总量的10倍。 截至2008年底，全球风力发电的装机总量突破1亿千瓦。我国第一个风力发电场是于1986年4月在山东荣城并网发电的。目前中国已累计建成100多个风电场，分布在22个省、市、自治区，装机容量已超过1000万千瓦，成为全球第四个风电装机容量超过千万千瓦的国家。现在世界上最大的风力发电国是德国，它的装机容量是2700万千瓦。在内蒙古，在甘肃的河西走廊布置了一系列超过百万千瓦乃至一千万千瓦的大型风力发电基地，现在都已经在建设

27、，数年内将超过德国，成为世界最大的风力发电国。风电可燃冰：全名天然气水合物，是天然气（甲烷）与水在高压低温下形成的一种白色固态物质，外表象冰，遇火即燃。1立方米的可燃冰能释放164立方米的天然气。其资源是全球以知煤、石油、天然气等石化热烈资源总量的两倍。可以满足人类未来1000年的要求。可燃冰商业应用的四个问题： 1，可燃冰的发现是偶然的，最早是在输油气轨道内发现，甲烷和水因为高压和低温而固结，造成管路堵塞，甚至引起爆炸。 2，温度升高或者压力降低时，可燃冰势必分解，特别在海底，它的瞬间释放，极容易引起海底滑坡和海啸。 3，气候变暖，甲烷比二氧化碳的温度效应强20倍，大量甲烷进入大气，使得全球

28、气候变暖。 4，可燃冰在海底的分解，使得大量甲烷进入海水，导致海水缺氧。 可燃冰主要的产地是冻土带和海底，我国是世界上第三个冻土大国，215万平方公里，占总面积的22.4，2004年中国地质科学院矿产资源研究所对青藏高原和东北两个冻土带进行了大规模的测量，中国冻土带可燃冰的远景资源量可达350亿吨油当量。 可燃冰距离商用有多远，2002年，200多位科学家在加拿大“马更些冻土区”试验开采出468立方米天然气水合物。2008年，同样在加拿大“马更些冻土区” 化了6天时间开采出13000多立方米天然气水合物。已经初步形成规模。 美国计划2015年实现生产，日本、印度计划2016年。我们现在大部分认

29、为2020年前后实现冻土区可燃冰的商业开发。俄罗斯麦索亚哈油气地生产了126亿立方米天然气（到2009年），根据理论分析，大概69亿立方米天然气是从可燃冰分解出来的。但这是“歪打正着”，原先没有人知道这里有可燃冰，可常规天然气正好处在可燃冰盖层正下方，常规天燃气被抽走时，压力降低，上层的可燃冰盖层分解了，变成天燃气，随常规天燃气一起从采气轨道出来了。新能源可燃冰节能方面:采用不对称的船尾,采用斗式冷却器采用变频电站采用低质燃油加热系统采用主机经济器等等安全、减员方面设置船舶通讯中心设置船舶操作中心设置船舶管理中心机舱设备的维修库集中式的压载水系统集中式的液位遥测系统多功能的船员等等”未来型”船

30、舶减员的经济分析”未来型”船舶是超自动化的船舶，它改革了船员的分工体制，没有驾驶员和轮机员之分。这类船舶的船员必须具有高素质和多面手的能力。远洋船舶的船员大约为14个人。 CAP -1 CHI.M -1 OFFI. -3 EL/EN -1 RE/EN -1 CHI/EN -1 SEE/M -4 COOK. -1 WEA. -1如果从经济上算一笔账，可以发现为什么要搞超自动化的船舶。 月平均工资-6000DM 600014=84000 公司福利等-2000DM 200014=28000 每月共计: 112000DM 一年共计: 11200012=1344000DM船的寿命说15年 1344000

31、15=20，160，000DM自动化程度不高的船舶，船员编制为22-24名，在工资方面，老板少支出了一半。这就证明了上面的分析。船舶机舱自动化的主要内容和功能1；主机的桥楼遥控系统。对主机的启动、停止、正车、倒车、调速等操作实行全面的遥远控制和对运行的主机参数实行全面监视检测。如果浆叶采用可调浆，那么还包括对浆叶的控制和检测。以及主机和浆叶的配合。 所谓主机遥控就是指操作人员通过一个操作（扳动车钟），即发出一个指令，系统就按照设定的逻辑，根据主机当时的运行状态，自动按照主机的操纵规律完成工况的变换，直到同车钟指令完全一致。目前，90以上的船舶作为推进的主机是采用柴油机，因为它具有热效率较高、启

32、动迅速、控制方便等特点。因此主机遥控的控制对象是柴油机。控制的内容就是柴油机的各种工况，包括柴油机的启动、停止、反向、调速等。主机是船舶推进的唯一动力装置，它的重要性不言而喻。所以在各种工况的变换和运行中，对其各类参数（转速、压力、温度等）的检测和监视以及参数超越的保护，也是主机遥控的一个重要内容。越是完美的主机遥控系统它的保护装置越是完善。 主机遥控的三大支持：1）车钟；2）遥控系统；3）保护装置。 主机遥控按其信号传输和控制动力来分大体有四种方式。 1) 气气遥控，信号传输和控制动力都采用空气。 2）电气遥控，信号传输采用“电”，控制动力采用“空气”。 3）电电遥控，信号传输和控制动力都采

33、用“电”。 4）电液遥控，信号传输采用“电”，控制动力采用“液压”。 2；自动电站系统。对船舶电站实行全方位的控制和检测。 主要包括以下内容： 2.1 对发电机的原动机启动、停止、调速的控制；这是指动力系统(包括原动机和发电机)发生故障后,或者电网参数发生变化后备用机组的自动投入以及运行机组的自动解列。为了保证原动机处于良好的备用状态，原动机的预润滑和预加热是必须的。 2.2 对发电机的合闸、同步、负载分配的控制；这是指原动机在自动启动后，发电机主开关的单机投入或者自动同步，同步投入后的负载分配和频率恒定。 以及机组解列过程中的负载转移。发电机的电压恒定由电压自动调节器（AVR）自身来解决。

34、2.3 对原动机、发电机所有参数的检测即处理；这是指原动机的各项参数（水、油、气等）发电机的各项参数（电流、电压、频率等）的检测即处理。根据这些参数值发出相应的指令。 2.4 功率管理系统；这是指对运行的各发电机组进行功率测量，计算出电网功率的富裕量，然而确定网上运行的机组数量。对已经确定的大负载在启动时进行大负载启动询问。3；机舱检测报警系统。现代船舶称为IAS系统 这是自动化船舶的一个明显特点。一般几万吨级的散货船，通常具有300400个左右的检测点。由它实现对船舶主要设备的重要参数的监视，超限后报警并且延伸。不过第二、三代自动化船舶的机舱检测报警系统一般只执行检测报警，而不执行控制和操作

35、。随着通信、电脑、控制等技术的发展，尤其是未来型一人驾驶船舶的需要，机舱检测报警系统发展成综合管理系统。它不但完成船舶主要设备的参数检测和超限后的报警外，而且还要完成参数超限后对设备的处理，以及通过该系统的电脑可以实现除了主机外的其他设备的操作。所以这类船舶的输入和输出点达到30004000点。 4；阀门遥控系统。主要是对压载水、舱底水系统的阀门以及压载泵的控制和检测。 所有的操作可以从压载水控制系统的模拟板上进行操作和测量。5；液位遥测系统。采用雷达式或压力式的测量装置，将所有油、水舱、柜的实际容积信号传输到电脑。6；完美的火警报警和灭火系统。CO2灭火、水喷淋等 这是无人机舱的极为重要的组

36、成部分。7；所有机械设备的单机自动化是船舶自动化的基本基础。脱离了单个设备的自动化的程度，那无人机舱无从谈起。 一， 是非题：1，一台大型计算机用于机舱和导航自动化是自动化船舶的发展方向。 N2，未来型的船舶就是一人驾驶的船舶。 Y3，IAS综合自动系统只对监视点的参数进行检测和越限的报警。 N4，完善的火警检测和灭火系统是无人机舱的主要组成部分。 Y5，从科学技术的角度来说，船舶自动化的发展是为了赢得更多的利润。 N 二， 选择题：1， 作为船用推进器的大马力柴油机，一般其遥控的信号传输和控制的动力是采用 2 。 （1）电电； （2）电气； （3）气气。 2， 自动化船舶新课题、新技术的引入

37、和使用， 最根本的是为了节约 2 。 （1）劳动力； （2）能源； （3）成本。3， 调节器的静态偏差是指 3 。 （1）调节器调节前的偏差值；（2）调节器调节过程中的偏差；（3）调节器调节结束后的偏差。 4，任何一套自动化设备，必须具有 1 。 （1） 手动操作功能； （2）遥控操作功能；（3）自动操作功能。5，西欧、北欧、日本从 2 年代中期 相继出现了驾驶室一人值班的”未来型”船舶。 （1）70；（2）80；（3）90。 三， 填充题：1，自动化就是通过采用自动控制装置（或设备），来解决人工或者手动不能达到的高精度的控制，解决 人工或者手动难以达到的频繁检测，并且早期发现故障。2，目前船

38、舶自动化的特点是：自动控制技术，微电子技术、信号处理技术，计算机技术等用于机舱自 动化和导航自动化。3，自动电站系统主要包括以下内容1，对发电机的原动机启动、停止、调速的控制；2，对发电机的合闸、同步、负载分配的控制；3，对原动机、发电机等参数的检测即处理；4，功率管理系统。 4，生产过程对自动调节系统的要求可以概括为三个指标1，准确性；2，稳定性；3，快速性。 5，下图是自动舵的框图，在没有内容的方框中填入正确的内容。船舶自动化发展趋势 随着计算机技术的高度发展，带动了该技术在船舶上的日益发展和广泛应用，展望21世纪船舶自动化技术，将不断向全船综合自动化这个高层次阶段发展，船舶综合 自动化，

39、是集机舱自动化、航行自动化、信息一体化、装载自动化等于一体的多功能综合系统，该系统通常由二个工作母站、若干个分控制系统及若干个工作分站组 成，通常一个工作母站设在机舱控制室另一个设在驾驶室。两个工作母站完全独立，可同时或单独操作，并互为备用。分控制系统将根据船舶的种类和自动化的程度 而定，例如主机遥控、机舱监测报警、电站管理、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。所有工作母站和分控制系统采用高速传输技术组 成一个综合网络系统，在网络上根据需要连接一定数量的工作分站，以达到在船舶重要部位对各设备进行监测、控制和操纵等目的。同时，其工作分站可以作为一个 窗口，与船舶对外通信设备

40、联网，借助于数据传输、电子邮件等各种通信手段，执行岸与船，船与船之间对话，进行各种信息交流；咨询、设备维护、故障诊断、资 料查阅、备件查询、船舶管理等业务活动，从而最大程度地提高船舶航行的安全性、可行性和经济性。下面浅谈未来船舶自动化发展的总趋势。 船舶自动化发展趋势 1船舶导航与驾驶自动化技术 现代船舶对操纵从安全性、可靠性到航行的成本都提出了新的要求，并且引起船舶配套设备研制生产厂家的重视。20世纪70年代，国外海上自动航行系统，即初期 的综合船桥系统（IBS）就适应这种用户要求问世了。目前，世界上先进国家已研制推出第3代、第4代不同类型的综合船桥系统（IBS），其应用计算机、现 代控制、

41、信息处理等技术，将船上的各种导航、操作控制和雷达避碰等设备有机地组合起来，对导航、驾驶、机动航行、航行管理、航线计划、避让、轮机监控、自 动监测、自动报警等功能实施控制，以最少的人力、最低的燃料消耗，实现船舶自动化航行。系统的主要特点是具有完善的综合导航、自动操船、自动避碰、丰富的 图形界面、通信和航行管理控制自动化等多种功能，从而实现船舶航行的高度自动化，提高航行的安全性、经济性和有效性。 船舶导航与驾驶自动化系统是具有航海专家数据库的支持，以及国际通用电子海图技术支持的数字化、智能化、模块化和集成化的综合导航与驾驶控制的网络系统，其 技术今后主要需求航海专家数据库技术、通用型电子海图显示信

42、息系统技术、多导航传感器多数据集的信息融合处理技术、在开放式体系中的实时多任务操作系统基 础上的系统集成技术、系统导航功能模块化技术等的支持。 船舶自动化发展趋势 2船舶机舱自动化系统及设备技术 船舶机舱自动化系统是集机舱动力系统及辅助系统自动控制、监测、报警等于一体化的监控系统，船舶机舱自动化技术是船舶工业科技战略发展应用研究的重要技术之 一，是涉及计算机网络、数字化信息技术、现代控制技术、通讯、信息处理、光纤、传感器、电力电子等多种学科和技术综合应用的一体化产物。机舱自动化系统包 括主动力系统、发电系统等多个子系统的控制与监测，例如，主机遥控、机舱监测报警、电站管理、泵控制等，需要研究数字监控技术（包括单元系统模块技术、电 子模块技术、系统接口模块技术）、光纤数字传输技术、网络技术（包括船用光纤、现场总线、工业以太网等技术）、智能柴油机电控技术、