[发明专利]船舶电力推进监控装置及方法

说明书

本发明涉及一种船舶电力推进监控装置及方法，装置包括监测装置和控制装置，采集供电系统和电力推进系统设备的状态并控制电力推进系统设备的运行，监测装置由工业计算机和高级语言编写的应用程序组成，控制装置由安全控制装置和主控制装置两部分组成；系统运行时，安全控制装置采集供电系统和电力推进系统设备的重要保护信号来确定系统的保护功能，主控制装置采集设备运行信号并依据控制逻辑控制系统的正常运行，监测装置采集控制装置的信号通过友好的界面显示系统的数据、报警、报表和趋势，通过界面回放功能帮助船员分析异常。本发明集成监测和控制的功能，有效提高电力推进系统的自动化程度，通过配置安全控制装置有效提高了的安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种船舶自动化技术，特别涉及一种船舶电力推进监控装置及方法。

背景技术

随着现代电力电子设备的高速发展以及特殊工程船舶对推进的要求，变频器控制电机带动螺旋桨的电力推进方式越来越受工程船舶船东的青睐，实践充分证明了电力推进船舶具有优良的控制性能、低噪声、机舱布置灵活和经济性好的特点。

船舶电力推进控制系统是控制电力推进设备运行的核心控制系统，其可靠性和稳定性将提升船舶的安全性能。由于船舶属于特殊交通工具，故一般电力推进船舶均配置两套电力推进系统和相应螺旋桨装置，在极端情况下允许损失一套电力推进系统和相应螺旋桨，这种极端情况可能是由电力推进系统设备、电力推进控制系统或者螺旋桨装置的严重故障导致的。电力推进控制系统的严重故障，一般指控制系统无法正常运行，可以通过备用控制跳过控制系统直接控制电力推进系统设备的运行。

所以电力推进控制系统的原则是：一，电力推进控制系统允许出现严重故障，严重故障时采用备用控制；二，电力推进控制系统出现严重故障时能够安全停车；三，电力推进控制系统正常运行时必须准确接收重要保护信号以及保证重要保护信号动作时的安全停车。

现有的船舶电力推进控制系统设计方案主要有以下特点：

1、现有船舶电力推进控制系统普遍配置一套控制器采集电力推进系统设备信号和控制电力推进系统设备运行。正常运行时该配置可以满足控制的要求，但是控制系统严重故障时无法及时安全停车，另一方面控制器没有针对重要保护信号的短路、接地和数据溢出等保护功能，这两种情况下将造成电力推进系统失控。

2、也有船舶电力推进控制系统采用两套完全冗余的硬件配置方法，可以避免控制系统的严重故障。但是该冗余配置没有容错机制，两套控制器各自采集信号，一旦有采集的信号不一致，导致控制器计算结果不一致，可能导致控制错误的情况。而且该方法成本很高，一般是传统方案价格的两倍以上。

3、现有船舶电力推进控制系统不配置专用的监控系统，只配置触摸屏或者指示灯板作为电力推进控制系统的延伸显示。如果出现关联性复杂故障时，给船员分析故障带来了难度。

发明内容

本发明是针对现有电力推进控制系统存在的问题，提出了一种船舶电力推进监控装置及方法,该系统具有监测和控制功能。通过监测装置的回放功能来分析船舶运行数据并找出船舶异常发生的趋势和始末。通过安全控制器和主控制器的联合控制，可以保证电力推进控制系统出现严重故障时能够安全停车，也可以确保电力推进控制系统正常运行时准确接收重要保护信号以及保证重要保护信号开启时的安全停车。

本发明的技术方案为：一种船舶电力推进监控装置，包括监测装置和控制装置，控制装置包括安全控制器、安全模块、主控制器和主控制器输入输出模块，安全控制器和主控制器通过以太网与监测装置通讯，安全控制器通过安全模块与供电系统和电力推进系统连接，主控制器通过输入输出模块与供电系统和电力推进系统连接，供电系统包括发电机组和主配电板，电力推进系统包括推进变压器、推进变频器和推进电动机；

控制装置安装在一个控制箱内，安全控制器和主控制器的电源，由一路24VDC和一路220VAC转24VDC并通过二极管切换提供；