电力推进船舶推进控制系统设计要点

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1、第30卷第2期上海船舶运输科学研究所学报Vol.30No.22007年12月JOURNALOFSSSRIDec.2007文章编号:1000-4696(2007)02-0096-04电力推进船舶推进控制系统设计要点冯宁，郑元璋(上海船舶运输科学研究所研究部，上海200135)摘要:对电力推进船舶的主推进控制技术进行了分析研究，提出主推进控制系统的设计思路和功能实现方法。关键词:船舶工程;机舱自动化;电力推进;推进控制系统中图分类号:U664.14文献标识码:AKeyPointsofMarineElectricPropulControlSystemDesignF

2、ENGNing，MENGYuan-zhang(ResearchCenter,ShanghaiShip&ShippingResearchInstitute,Shanghai200135，China)Abstract:Themainpropulsioncontroltechnologyforelectricpropulsionshipsareanalyzed.Thedesignideaofthemainpropulsioncontrolsystemanditsrealizationmethodoffunctionsarepresented.Keywords:sh

3、ipengineering;engineautomation;electricpropulsion;propulsioncontrolsystem0引言20世纪80年代以来，随着电力电子学的发展，交流电机的变频调速技术日渐成熟，基于晶闸管的整流和逆变原理实现的船舶电力推进系统在机动性、可靠性和运行效率等方面都有了突破性的进展。船舶电力推进系统显示出广阔的应用前景，世界上各大船用设备生产厂家都对其十分关注，纷纷推出自己的电力推进系统产品。推进控制系统是船舶电力推进系统的控制中枢，是涉及电站控制、操舵和推进一体化控制的综合控制系统，目前国内尚无船舶电力推进控制系

4、统的产品，为提高国产设备的装船能力和国际竞争力，我所开展了电力推进船舶推进控制系统的研制工作。我们设计的推进控制系统由主控制柜、驾驶室主操纵板、驾驶室舷翼操纵板、机舱集控室操纵板、就地操纵板和安全保护报警灯板等设备组成(见图I)，一套推进控制系统只负责控制一套全回转推进装置，这样的设计能够保证系统故障不扩散，也有助于系统的扩展。例如某些电力推进船舶具有3套电力推进装置，就为其配置3套推进控制系统，各套推进控制系统在控制功能上是分立的，只在驾驶室主操纵板的公共手柄功能上有系统间的祸合，这样的配置极大地提高了电力推进船舶的安全性和可靠性。1主控制柜设计主控制柜是

5、电力推进控制系统的控制核心，除电源装置外，控制柜内部安装3个重要模块:推进控制器(PRC-PropulsionController)、转舵控制器(STC-SteeringGearController)、助航设备控制器(SAC-SailAidController)收稿日期:2007-06-18作者简介:冯宁(1980-)，男，天津市人，助理研究员，硕士，主要从事船舶机舱自动化产品的开发。万方数据冯宁，等:电力推进船舶推进控制系统设计要点安全保护报警灯板I-------------------------'图1推进控制系统方框图(见图2)。推进控制器与推进变频器

6、和推进辅助设备接口;转舵控制器与转舵变频器和转舵辅助设备接口;助航设备控制器与自动导航设备接口，提供控制权请求/应答、转速指令/反馈和舵角指令/反馈等控制接口。至遥控操纵板至遥控操纵板(控制模块)(仪表模块)舵角反馈接口转舵变频器接口滑油泵控制单元接口VDR系统接口计程仪接口GPS接口图2主控制柜内部结构原理图推进控制系统的网络采用双总线结构:控制总线和仪表总线。3个控制器挂接在控制总线上，与遥控操纵板的控制模块通信，传输推进控制指令和转舵控制指令，遥控操纵板的控制权请求和应答信号也通过控制J总线传送。推进控制器和转舵控制器挂接在仪表总线上，以广播的形式发送

7、传感器反馈数据，遥控操纵板的仪表模块接收反馈数据，仪表模块可外接螺旋桨转速表、推进功率表、可用功率表、全回转舵角指示器等常用的模拟仪表;助航设备控制器也挂接在仪表总线上接收舵角反馈数据，输出模拟量反馈信号到掌握控制权的自动导航设备。控制总线和仪表总线都采用CAN2.OB通信协议，长帧格式可以明确源地址和目的地址，进行选择性的通信，并且长帧格式可以传送更多数据。2推进控制器(PRC)推进控制器直接面向主推进变频器装置，主要包括起/停控制、工作模式选择、转速连续调节、自动停车、联锁保护、功率限制、应急保护等功能。推进控制器在控制主推进装置变频器升降速的过程中，必

8、须保证传动机械的正常运转，保证电网供电的平稳。万方数