船舶柴油机监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种船舶柴油机监控系统。
【背景技术】
[0002]船舶工业是为水上交通、海洋开发等行业提供技术装备的现代综合性产业，也是劳动、资金、技术密集型产业，对机电、钢铁、化工、航运等上下游产业发展有较强带动作用。作为典型的军民结合产业，船舶工业的快速发展不仅对我国的经济增长产生巨大的拉动作用，而且也是建立强大国防的重要保障。经过改革开放近三十年的发展，特别是新世纪以来的七年，随着国内外造船市场的持续兴旺和国际造船业转移速度的加快，我国船舶工业取得了长足的发展，实现了历史性的的跨越，产业规模迅速扩大，综合实力显著增强，国际地位大幅提升，连续多年实现造船吨位排名世界第三，造船份额已上升到世界造船业的15%左右。然而因为长期以来在船用设备领域研发投入的不足造成了中国船舶配套业总体技术水平严重滞后，船用核心部件大部分依赖于进口。国家十一五规划明确要求我国实现由造船大国到造船强国的跨越，这对船舶配套业发展提供了难得的机遇，同时也提出了新的挑战和更高的要求。
[0003]船舶动力作为整个船舶的心脏，是船舶生命力和续航力的重要保证。柴油机具有功率覆盖面宽、整个运行范围内效率高、经济性好、动力装置简单、尺寸和重量小、全寿命期费用低等一系列有点，广泛应用于常规动力潜艇、中小型水面潜艇、各种军辅船以及特种舰船的主动力、大中型水面舰船的巡航能力和电站动力。然而，近年来随着世界能源危机、环境污染和对电气自动化水平要求的日益提高，对柴油机性能提出了更高的要求。如:自动化水平、经济性、排放、振动与噪音、使用寿命、可靠性等。目前，我过舰船动力柴油机大多采用功能单一的电子控制系统，自动化水平低、功能简单，缺少智能控制、监测保护、故障诊断、完善的安全保护等功能，使舰船动力装置的经济性，动力性、可靠性、可维护性与国际先进水平有较大差距，难以满足新一代舰船动力的控制与性能要求。而且，随着时代的发展，对柴油机的研究已从单一的追求某些宏观指标如动力性或经济性等，发展到如今的对发动机全工况进行高进度的优化控制，因此研究和开发一种先进的综合柴油机监控系统对改善和提高我国船舶柴油机控制水平具有重大战略意义和巨大的社会经济效益。
[0004]对船舶柴油机监控系统研究开发的同时也将直接促进我国机舱自动化水平得到进一步提高。船舶机舱自动化是船舶自动化的重要组成部分，也是衡量船舶现代化程度的主要标准之一，因此机舱自动化就成为当代船舶界共同关注的课题。所谓机舱自动化就是轮机人员利用自动化设备进行机舱设备的操作管理工作，从而有效提高主机的可靠性和生命力，提高船舶电站运行的可靠性与经济性，大大改善电力系统供电的连续性和可靠性。船舶机舱自动化系统主要由主机监控系统、电站自动控制系统，以及相关的栗、风机、辅锅炉控制等系统组成。到目前为止实际应用的机舱自动化系统普遍采用现场级、监控级以及管理级三个层次的实现方式，并经历了集中式、集散式和分布式三个大的发展阶段，并且正在往更加网络化、系统化、模块化和智能化的方向发展。因此新一代的柴油机监控系统的研究开发必须融入这种技术思想，使我们的产品紧随机舱自动化的技术进步潮流并在其他应用领域具有广泛的通用性。
[0005]目前船舶动力推进装置主要是以船用柴油机作为船舶推进动力带动螺旋桨所组成，船用柴油机逐渐成为船舶推进动力的主流动力装置。因此要对船用柴油机监控系统的进行研究，就必须参考船用动力装置监控系统的国内外发展状况。最近50年，船用柴油机取得了巨大的发展。与蒸汽机、燃气轮机等其它动力装置相比，柴油机的最大优点就是它具有较高的热效率。随着二次大战后世界经济的复苏和发展，船舶渐渐向大型化和高速化方向发展，推进装置的功率也变得越来越大了。从上世纪50年代末期开始，航运界和造船界为了降低劳动强度、改善船上工作环境、提高安全可靠性，使得柴油机制造商开始进行船舶自动化技术开发。1961年，可在驾驶室操纵主机的世界上第一艘自动化船，日本的“金华山丸”投入商业航行。此后，随着传感技术的发展，自动化程度得到进一步提高，船员数量大幅减少。
[0006]船舶动力装置自动化就是船舶机舱自动化，依据船舶机舱自动化的发展和结构特点，可大致将其分为三类:集中型监控系统、集散型监控系统、全分布式监控系统。
[0007]1、集中型监控系统这种系统的典型特点是采用一台功能强、速度快的小型(或中型)计算机在集控室对机舱中的动力装置和系统实行集中监视和控制它可以监测上百个参数，对开关量和模拟量进行监控(开环或闭环控制)；可同时代替十几个模拟调节器，例如:温度、压力、粘度、转速等调节器，对十几个被控参数实现PID自动调节。此类系统的典型代表如挪威N0RC0NT ROL公司的DataChief — III系统__。机舱集中型计算机动力装置监控系统在七十年代初具有一定的先进性，但是，由于这类系统的设计方法大多采用继电器并结合数字、模拟集成电路构成监控系统，造价昂贵、可维护性、灵活性及可扩充性差，并且一般没有远程监控动力装置运行状况的手段，如在驾驶室，很难详细观察动力系统的每一参数变化情况。在可靠性方面，一旦中央计算机发生故障，则整个系统完全瘫痪。这给用户带来了极大的不安全感，也是整个系统的可靠性大为降低。所以，它的发展受到较大的限制。
[0008]2、集散型监控系统集散性微机监控系统，又称分布式多级微机控制系统。它主要特点是把过去由一台小型计算机独自承担的监控任务合理的分散成多个子系统，并由多台微机或控制器分别实现各个子系统的监测与控制。同时，为了便于集中管理，还通过高速微机局域网(LAN)将各个子系统的主控单元和上层(管理层)计算机互连在一起，实现了控制信息的共享。二十世纪80年代后期，一些公司应用传统控制网络技术对子系统进行了改造，即在控制对象附近放置现场处理单元来实现模拟信号的收发，而现场处理单元与主控