1.1设计目的及意义

进入世纪以来，国际造船市场持续兴旺，为造船业发展提供了良好的机遇。随着船舶向着大型化、高速化、自动化、网络化的方向发展，对于船舶电站的自动化的要求不断地提高，各种新技术如控制理论、数据处理、人工智能、网络通信等不断的应用到船舶上来。

从上世纪六十年代以来，船舶便开始向着大型化、自动化的方向不断发展，随着船舶的不断大型化，船舶电站的功率也随着不断上升，此时人们自然而然的开始对船舶电站的自动化水平要求不断提高。船舶电站自动化的主要优点有：船舶电站的供电能力可以保持较好的连续性和可靠性，船舶运行的生命力也得到了增强；船舶电站的自动化可以提高船舶电站的供电质量，使用电设备可以处于较好的工作状态；可以较为方便快捷的发现各种故障，大大的改善了船员的劳动条件，同时减轻了船员的值班强度；船舶电站的自动化可以大大提高船舶的经济性，船员数量减少，劳动生产率提高。

为实现船舶电站自动化的各种功能，船舶电站自动化技术经历了由继电器、接触器组成的有触点控制系统到有分立元件和集成元件组成的无触点控制系统。大规模集成电路的结构化、模块化，还可以使微机控制系统的体积、重量大大减少，工作可靠性提高。控制方式由硬件控制变为软件控制为主，使功能的组合、扩展或修改变得容易；模块化、通用性好。计算机控制由大型机集中控制方式发展得到多微机分散控制方式，工作可靠性提高；进而出现由多级计算机构成的分布式控制系统，应用光纤通讯和网络技术等。

船舶自动化技术的出现使船舶电站的供电质量得到了提高；使用电设备可以处于良好的工作状态；可以迅速地查找并及时解决电站系统在工作过程中发生的故障，从而确保电站系统供电的稳定性和连续性；使船舶运营的经济效益的得到了提高等，具有巨大的研究潜力。

1.2国内外研究概况

20世纪年代后期以来，国外各公司陆续推出了采用局域网络技术的船舶控制系统，如德国西门子公司的未来型系统、丹麦公司的系统、美国的公司的航行管理系统等。在上述系统中都包括电站计算机控制子系统，也就是说在这些代表发展方向的系统中，电站都是由计算机控制的。WOODWARD公司1995年推出了专用于电站控制的计算机分散式（DCS）控制系统，完成柴油机控制、同步并车、频载控制和系统检测等全部自动化任务。美国ONAN公司也推出了智能化电站控制系统实现电站自动化。

随着我国航运业的迅速发展，取得的成就举世瞩目，截止２０１０年中国在手持订单、造船完工量和新接订单三大指标方面在全世界全都处于榜首地位，我国己成为全球最大的造船国之一。但船舶电站自动控制及发电机保护等高技术船舶配套设备几乎全部依靠进口１４１，国产化率仅为２０－３０％左右并且应用在中低档船舶上的产品大多数为国产的配套产品，而高档船舶上依赖于进口的高技术设备占８０％－９０％。现在一些发达国家研发出来了采用ＰＬＣ控制技术的船舶电站综合控制系统，其技术先进功能完善但技术垄断严重。所以投入人力和物力研制拥有自主知识产权的船舶电站配套产品意义重大。

国内船舶电站的研究和应用上比发达国家落后很多，在船舶电站控制设备方面，目前国内大多数的船舶上电站应用的是以微计算机系统或单片机系统构成的小型控制系统。这类系统结构简单，操作方便，由于无法与其他控制器相通信，所以其只能实现一台发电机组的控制功能。在船舶电站并车控制方面，国内主要是以人工肉眼依据电压表、频率表及相位表的显示数值来判断并车合阐的瞬间。这种并车合闹方式精确度不够高，而且容易产生较大的冲击电流，对电网及发电设备造成损坏。在设备状态监控方面，国内船舶电站一般使用的是显示屏显示电压、电流等电站工作运行参数，这种显示方式一次只能显示一两个参数，如果要改变显示的参数需要手动操作显示屏来实现，这种显示方式对于船舶电站运行中出现的问题不能及时的发现，这样船舶电站在运行及维护过程都会存在安全隐患。在船舶电站操作环境方面，目前的大多数船舶电站操作间都是和发电机组在一起，因为发动机和发电机在运行过程中存在着巨大的噪音和粉尘，所以现在大多数的船舶电站的操作环境都比较恶劣，这样的操作环境对于操作人员的健康和安全很不利。随着计算机技术和工业控制总线技术的不断发展与成熟，船舶电站自动化水平将会不断提高。船舶电站自动化的发展趋势是将程序控制分解为小型智能单元，可以方便的进行就地操作。我国是一个船舶制造工业的大国，船舶电站自动化产品的市场需求巨大，尤其是科技含量较高的国产化控制系统其市场需求潜力巨大。但是我国的船舶电站监控系统总体上还处于研究阶段，技术水平不高，达不到世界船舶规范。造成我国在该领域落后的主要原因是技术支持不够和研究工作跟不上，因此，我国需加强船舶电站自动化监控技术的研究。