1.1题研究的目的和意义

主锅炉作为蒸汽动力装置的一个主要设备，在动力系统中有着举足轻重的地位。在蒸汽动力系统中，由锅炉系统将冷凝水逐级加热，从而产生一定量的过热蒸汽，并使其驱动住汽轮机系统，从而将热能转化为动能，为舰船航行提供动力。主锅炉系统控制以及机炉协调控制的好坏决定了整个蒸汽动力装置的控制效果。要确保动力装置在任何工作状态都能在安全边界范围内安全可靠的运行，这就对其调控监测系统提出了较高的要求。此外，舰用蒸汽动力装置具有着分支系统庞大、结构复杂、设备繁多的特点，这就使对它的调节和控制变得更加困难。因此,主锅炉调控监测系统的设计是整个蒸汽动力装置监测系统设计的重要组成部分，也是日后舰船稳定航行的必要保证。

本次毕业设计内容是完成一套基于DCS平台的主锅炉控制系统设计，实现主锅炉的安全稳定运行，以保证在不同航行工况下舰船的安全性、可靠性和快速性。同时,在战斗力与机动性方面也将很大程度上得到提升。

1.2国内外研究现状

上个世纪七十年代以前，船用蒸汽动力装置-主锅炉控制系统普遍采用的是基地式液压控制或气动控制系统，整个控制系统利用脉冲管、波纹管及压控开关其主要特点是执行机构基本采用机械液压形式，控制点分散，整个系统难于实现集中监控管理。

七十年代以后随着电子技术的发展，使工工业自动化控制设备有了长足的发展，其控制系统开始采用全电式控制系统。七十年代出现了DDZ-Ⅱ型工业自动化仪表。八十年代初又出现了以集成电路构成的电动调节仪表，即DDZ-Ⅲ型工业自动化仪表。这两种类型工业自动化仪表也在船舶控制系统设备中占据主要地位。

随着大规模集成电路技术及计算机技术的发展，在八十年代中后期出现了以微处理器为核心的第四代智能化调节仪表，集中控制和管理的控制模式借助计算机软件得以在船舶上应用。之后出现了采用多台计算机分别对机舱乃至全船的各个局部系统进行监控。此时，就在八十年代这一较长的时期内的船舶机舱均以分散型控制为主。目前我国现有的自动化船舶大部分均以这种方式为主。

自九十年代以来计算机技术的成熟以及现代工业的发展，为了实现最优化控制，就需要将分解和协调的设计原则引入到达系统控制理论。网络拓扑形式的微机监控系统应运而生，这种系统采用多微机分布式的控制方法，不同设备和系统仍采用独立的微机控制，微机之间可以进行数据通信，各个系统通过网络连成一体便于实现集中管理和控制。目前国际上各主要生产厂商制造的船用控制系统均采用网络拓扑形式。

构建比较复杂的控制系统在国内外普遍采用的技术是使用集散控制系统,简称DCS系统（Distributed Control System)。该系统目前已经广泛的应用与核电站或电机水电系统、轻工和化工、冶金矿山等行业。目前我国新建大型机组，甚者部分中型机组均采用集散型控制系统，在役机组也逐步改造成集散控制系统。

目前国内舰用蒸汽动力装置主锅炉控制系的DCS研究还不够成熟，仅限于使用集散型控制系统完成参数监视、自动报警、历史查询以及趋势输出等方面的工作，并没有真正利用当前飞速发展的计算机技术构建一个成熟的动力装置主锅炉控制系统平台。本研究设计就针对这一问题，在舰用主锅炉控制系统集散化设计上所进行的进一步研究和尝试。