船舶变频海水系统仿真软件设计和实现,这是一篇与软件设计论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
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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30 000 t 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Visual Studio 2010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： The training and operation training software of the traditional ship seawater system works under the condition of power frequency mode, which can not meet new emission reduction regulations and related convention requirements. A multipurpose ship with dead weight of 30 000 t is used as the simulated object. The mathematical model of the variable frequency seawater system is established by the seawater system principle, the law of conservation of energy and the basic theory of heat traner. The operation and monitoring functions of the system are simulated by computer simulation technology. Using C# language and Visual Studio 2010 as development environment, the relevant interface design and functional simulation of the system are realized. The comprehensive operation and function test is done. The results show that the software of the system can reflect working conditions and actual dynamic process in the variable frequency mode. The system plays an important role in improving the operation level of crew and ensuring the reliability and safety in the operation process.
Key words： ship； seawater system； variable frequency mode； system simulation
0 引 言
船舶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（如主机、缸套等）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（主机功率为100%最大持续功率（MCR）,海水温度为32 ℃）所需的冷却能力大于船舶实际航行工况（主机功率为约85%MCR,海水平均温度为24 ℃）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.
针对海水系统变頻节能,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]对船舶冷却系统进行建模,并提出了控制策略,但实际的可操作性不强；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30 000 t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,并对该系统的操作和监控功能进行仿真；在Visual Studio 2010开发环境下运用C#语言设计开发船舶海水管路系统仿真界面、变频海水泵操控界面和系统监控界面等,并对开发的变频海水系统仿真软件进行操作与功能测试,从而在实现系统节能的同时实现对船员的培训操作,提高系统操作的安全性和可靠性.
1 变频海水系统中设备的数学建模
变频海水系统的核心在于建立海水系统各关键设备的数学模型,进而根据船舶的不同工况以及柴油机的不同功率求出某一特定工况下的冷却需求,对船舶的主海水泵进行变频调速,实现系统节能.
结论：关于本文可作为相关专业软件设计论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文软件设计论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
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