船舶变频海水系统仿真软件设计与实现.doc

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1、船舶变频海水系统仿真软件设计与实现　　摘要：传统的船舶海水系统的培训和操作训练软件是在工频模式的设计工况下工作的，这已不能适应新的减排规则和相关公约要求.本文以载重量为30000t的多用途船的海水系统为仿真对象，根据海水系统原理、能量守恒定律和传热学基本理论，建立变频海水系统的数学模型.运用计算机仿真技术模拟该系统的操作和监控功能，在VisualStudio2010开发环境下采用C#语言实现该系统的相关界面设计和功能仿真.对该系统进行全面的操作和功能测试.结果表明，该系统软件能逼真地反映海水系统在变频模式下的工作状况和实际动态过

2、程.这对提高船员的操作水平及保证操作过程中的可靠性和安全性起到重要作用.　　关键词：船舶；海水系统；变频模式；系统仿真　　中图分类号：U664.814　　文献标志码：A　　Abstract：Thetrainingandoperationtrainingsoftwareofthetraditionalshipseawatersystemworksundertheconditionofpowerfrequencymode，whichcannotmeetnewemissionreductionregulationsandrelated

3、conventionrequirements.Amultipurposeshipwithdeadweightof30000tisusedasthesimulatedobject.Themathematicalmodelofthevariablefrequencyseawatersystemisestablishedbytheseawatersystemprinciple，thelawofconservationofenergyandthebasictheoryofheattransfer.Theoperationandmonit

4、oringfunctionsofthesystemaresimulatedbycomputersimulationtechnology.UsingC#languageandVisualStudio2010asdevelopmentenvironment，therelevantinterfacedesignandfunctionalsimulationofthesystemarerealized.Thecomprehensiveoperationandfunctiontestisdone.Theresultsshowthatthe

5、softwareofthesystemcanreflectworkingconditionsandactualdynamicprocessinthevariablefrequencymode.Thesystemplaysanimportantroleinimprovingtheoperationlevelofcrewandensuringthereliabilityandsafetyintheoperationprocess.　　Keywords：ship；seawatersystem；variablefrequencymode

6、；systemsimulation　　0引言　　船舶中央冷却系统是船舶动力系统的重要组成部分，其主要利用海水系统的开式循环通过中央冷却器对形成闭式循环的低温淡水进行冷却，从而使船舶其他需要冷却的设备的温度保持在合理的材料许用限值内.目前，船上的海水系统及设备的设计满足的都是设计工况下的要求，这种设计工况，海水温度为32℃）所需的冷却能力大于船舶实际航行工况所需的冷却能力，而实际上船舶长时间工作在经济航速下，因此造成了大量的能源浪费.　　近年来，随着对船舶自动化、绿色化和智能化要求的不断提高，国内及国际强制性的减排规则接踵而至，如

7、何实现船舶的节能减排成为航运业最为关心的问题之一.传统船舶的海水系统是在工频模式的设计工况下工作的，不仅浪费能源，而且有害气体排放量大，已明显不能适应新规则的要求.另外，海水系统涉及的设备较多，工作过程较为复杂，这对船员的操作熟练水平有更高的要求.为实现海水系统的节能减排，同时兼顾系统操作的安全性和可靠性，加强对操作人员的培训是一个必不可少的环节.　　针对海水系统变�l节能，许多学者进行了深入的研究：文献[13]提出了使用变频调速的节能方法，但只是做了定性节能分析；文献[45]对船舶中央冷却系统进行建模，并提出了控制策略，但实际

8、的可操作性不强；文献[6]将直接转矩控制理论应用于主海水泵的变频控制，并用Simulink进行仿真，但该方法只能用于分析验证，可操作性不强.针对上述问题，本文以载重量为30000t的多用途船的海水系统为仿真对象，根据海水系统原理、能量守恒定律和传热学基本理论，建