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摘要：近年来，随着科学技术的不断发展，船舶机舱实现了从有人值守到无人值守的自动化机舱，经历了几十年的发展过程。船舶电站自动化是实现机舱自动化、进而实现无人值班机舱的必要条件。本文主要介绍船舶电站自动化的功能、原理和使用。
关键词：船舶；电站；自动化
0 引言
随着船舶的大型化、高速化、自动化、网络化方向的不断发展，越来越多的船用设备需要电能来驱动和控制，所以对于船舶电站自动化的要求也越来越高。电站是船舶及其电力系统的核心。船舶电站自动化是船舶机舱自动化的重要组成部分。随着控制理论、数据处理、人工智能、网络通信等新技术不断应用到船舶上来，船舶电站自动化的作用也显得尤为重要。为实现船舶电站自动化的各种功能，船舶电站自动化技术不断进步。
80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STL公司的ISC系统、美国SPERRY公司的航行管理系统等。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、频载控制和系统监测等全部自动化任务。美国ONAS公司也推出了智能化电站控制系统POWER COMMAND，实现电站全自动化。国内目前所造的许多船舶的控制装置和系统主要应船东要求购自国外。我国是船舶制造、维修、运输大国，因而对于船舶电站自动化系统的研究和应用是非常有必要的也是一份迫切的工作。
1 船舶电站自动化基本功能
发电机组依据电站运行情况和实际负荷需要，按预定的顺序自动起动备用机组，并能自动投入、自动停机；故障状态下自动解列、停机的控制；发电机组之间的自动并车、电压及无功功率的自动调节、并联运行中功率的自动分配、转移与电网频率的自动调整，重载询问（投入大负载时的自动询问装置）；船舶电站的综合保护（包括发电机组机电故障的自动处理与报警）；运行状态显示及故障监视（包括全船断电，欠频监视），系统给定参数的监视与修改。
实现上述基本功能的船舶电站自动化系统（也称作船舶电力自动管理系统PMS-Power Management System）
2 船舶电站自动控制装置的系统组成
早期由数字电路-模拟集成电路构成的电力自动管理系统大致可以分成总体控制方式和积木块式两种。
总体控制方式中，有负责系统整体功能的总体控制单元和与其相连的对每台发电机组分别负责的起停控制器、并联运行控制器等子系统。
积木式自动化电站由5种（4种）功能块组成，功能分别为自动起动-停车装置、并车装置、电网监视器、负荷控制器、功率分配器；功能块以独立或模块形式出现，主要采用集成模拟技术和数字技术实现的。多数厂家已将并车装置与功率分配器合并成一个独立的并联运行控制器出现，即系统则由4个功能块组成。
近年来，安装在远洋船舶的大部分电力自动都是基于微机或PLC控制技术实现的。
主要功能是船舶电网监视（全船断电，频率过低等）；根据负载状况或故障（过电流，过负荷）状况自动起动发电机组；发电机的过电流、逆功率保护，按照三个等级对非重要负载自动卸载，依据电网功率余量自动或手动停止发电机组；发电机自动并车，自动调频调载；短路保护；在液晶显示操作单元上可以显示故障诊断信息；大负荷起动时的自动问讯控制，停机时具有自动逐步转移负载功能，在起动发电机组时，可设置多次起动尝试；PMA 71还具有和WGA 23d型轴带发电机控制装置相连，控制轴带发电机起动、停车以及和柴油发电机组并车切换等功能 。
3 GENOP 71型发电机保护/并车单元
为了提高运行速度和可靠性，對一些要求高的控制任务往往采用专用模块来实现。这些专用模块在PLC的CPU工作的同时，作为下一级的模块，能并行地处理自己承担的控制任务，也与PLC的CPU模块交换控制信息。PMA 71电力自动管理系统中，GENOP 71单元就是特别为发电机控制设计的智能模块。
GENOP 71单元承担对本台发电机控制基本任务：发电机保护功能监视短路故障、过电流、逆功率，实现故障工况下的非重要负荷分级卸载或发电机主开关延时跳闸；自动并车功能在接到PLC单元或者来自配电盘按钮发出的同步并车指令后，控制发电机和电网母线的自动并车过程；信号采集处理和通讯功能采集、处理发电机和电网的信号，通过Profibus现场总线把数据传送到PLC单元，供PLC对整个电站自动化控制判断使用。
也可采用“挑担灯”校验法检查。如图1所示。
4 船舶电站自动化主要功能简介
GENOP71单元在PMA 71型电力自动管理系统中所承担的发电机保护和自动并车功能之外，还对柴油发电机组的控制、船舶电网的监视和发电机的保护、电网功率的进行管理。
在维修柴油机、发电机、配电板时，为了防止机组的突然起动以及发电机接线端子和空气断路器的突然带电，造成人员伤害或设备的损坏，电站的运行管理维护人员必须熟悉电站工作的安全须知、警告、维修的步骤要求。
5发电机的保护功能
MA 71系统对发电机的保护功能包括在发生短路时或者发生过电流、过负荷、逆功率时，为保护发电机自动采取的措施。
MA 71的功率自动管理功能：在过电流、过载或电网频率过低时，自动起动备用机组；决定备用机组的起动顺序；当电网低负荷需要减少机组时，自动对机组进行负荷转移后，进行解列； 决定机组的解列顺序；对并联运行的机组，进行电网频率和有功功率的自动调节； 调节并联运行机组的无功功率分配。
PMA 71系统充分利用了设置在每台发电机控制屏上的PLC单元之间的相互通讯能力，取消了共用的自动并车控制屏，起动顺序的选择可以在任何一台发电机的OP 7液晶显示操作单元上，按照显示屏菜单的提示，使用按键进行设定。所选择的结果将自动传送到每台发电机的PLC单元中，而机组的停机解列顺序则会自动地被设定为与起动顺序相反。
如果在执行过程中，某台机组运行模式不在“自动”模式，或者所选机组的运行状态不对（如执行解列命令时，该机组正在停机状态），则系统会跳过该台机组，顺序中的下台机组将执行起动或者解列操作。
本文对船舶电站自动化管理系统作了介绍，希望再以后的实践应用中有所帮助。
参考文献1. 张飞；分布式船舶电站自动化系统的研究[D]；大连海事大学；2001年
关键词：船舶；电站；自动化
0 引言
随着船舶的大型化、高速化、自动化、网络化方向的不断发展，越来越多的船用设备需要电能来驱动和控制，所以对于船舶电站自动化的要求也越来越高。电站是船舶及其电力系统的核心。船舶电站自动化是船舶机舱自动化的重要组成部分。随着控制理论、数据处理、人工智能、网络通信等新技术不断应用到船舶上来，船舶电站自动化的作用也显得尤为重要。为实现船舶电站自动化的各种功能，船舶电站自动化技术不断进步。
80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STL公司的ISC系统、美国SPERRY公司的航行管理系统等。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、频载控制和系统监测等全部自动化任务。美国ONAS公司也推出了智能化电站控制系统POWER COMMAND，实现电站全自动化。国内目前所造的许多船舶的控制装置和系统主要应船东要求购自国外。我国是船舶制造、维修、运输大国，因而对于船舶电站自动化系统的研究和应用是非常有必要的也是一份迫切的工作。
1 船舶电站自动化基本功能
发电机组依据电站运行情况和实际负荷需要，按预定的顺序自动起动备用机组，并能自动投入、自动停机；故障状态下自动解列、停机的控制；发电机组之间的自动并车、电压及无功功率的自动调节、并联运行中功率的自动分配、转移与电网频率的自动调整，重载询问（投入大负载时的自动询问装置）；船舶电站的综合保护（包括发电机组机电故障的自动处理与报警）；运行状态显示及故障监视（包括全船断电，欠频监视），系统给定参数的监视与修改。
实现上述基本功能的船舶电站自动化系统（也称作船舶电力自动管理系统PMS-Power Management System）
2 船舶电站自动控制装置的系统组成
早期由数字电路-模拟集成电路构成的电力自动管理系统大致可以分成总体控制方式和积木块式两种。
总体控制方式中，有负责系统整体功能的总体控制单元和与其相连的对每台发电机组分别负责的起停控制器、并联运行控制器等子系统。
积木式自动化电站由5种（4种）功能块组成，功能分别为自动起动-停车装置、并车装置、电网监视器、负荷控制器、功率分配器；功能块以独立或模块形式出现，主要采用集成模拟技术和数字技术实现的。多数厂家已将并车装置与功率分配器合并成一个独立的并联运行控制器出现，即系统则由4个功能块组成。
近年来，安装在远洋船舶的大部分电力自动都是基于微机或PLC控制技术实现的。
主要功能是船舶电网监视（全船断电，频率过低等）；根据负载状况或故障（过电流，过负荷）状况自动起动发电机组；发电机的过电流、逆功率保护，按照三个等级对非重要负载自动卸载，依据电网功率余量自动或手动停止发电机组；发电机自动并车，自动调频调载；短路保护；在液晶显示操作单元上可以显示故障诊断信息；大负荷起动时的自动问讯控制，停机时具有自动逐步转移负载功能，在起动发电机组时，可设置多次起动尝试；PMA 71还具有和WGA 23d型轴带发电机控制装置相连，控制轴带发电机起动、停车以及和柴油发电机组并车切换等功能 。
3 GENOP 71型发电机保护/并车单元
为了提高运行速度和可靠性，對一些要求高的控制任务往往采用专用模块来实现。这些专用模块在PLC的CPU工作的同时，作为下一级的模块，能并行地处理自己承担的控制任务，也与PLC的CPU模块交换控制信息。PMA 71电力自动管理系统中，GENOP 71单元就是特别为发电机控制设计的智能模块。
GENOP 71单元承担对本台发电机控制基本任务：发电机保护功能监视短路故障、过电流、逆功率，实现故障工况下的非重要负荷分级卸载或发电机主开关延时跳闸；自动并车功能在接到PLC单元或者来自配电盘按钮发出的同步并车指令后，控制发电机和电网母线的自动并车过程；信号采集处理和通讯功能采集、处理发电机和电网的信号，通过Profibus现场总线把数据传送到PLC单元，供PLC对整个电站自动化控制判断使用。
也可采用“挑担灯”校验法检查。如图1所示。
4 船舶电站自动化主要功能简介
GENOP71单元在PMA 71型电力自动管理系统中所承担的发电机保护和自动并车功能之外，还对柴油发电机组的控制、船舶电网的监视和发电机的保护、电网功率的进行管理。
在维修柴油机、发电机、配电板时，为了防止机组的突然起动以及发电机接线端子和空气断路器的突然带电，造成人员伤害或设备的损坏，电站的运行管理维护人员必须熟悉电站工作的安全须知、警告、维修的步骤要求。
5发电机的保护功能
MA 71系统对发电机的保护功能包括在发生短路时或者发生过电流、过负荷、逆功率时，为保护发电机自动采取的措施。
MA 71的功率自动管理功能：在过电流、过载或电网频率过低时，自动起动备用机组；决定备用机组的起动顺序；当电网低负荷需要减少机组时，自动对机组进行负荷转移后，进行解列； 决定机组的解列顺序；对并联运行的机组，进行电网频率和有功功率的自动调节； 调节并联运行机组的无功功率分配。
PMA 71系统充分利用了设置在每台发电机控制屏上的PLC单元之间的相互通讯能力，取消了共用的自动并车控制屏，起动顺序的选择可以在任何一台发电机的OP 7液晶显示操作单元上，按照显示屏菜单的提示，使用按键进行设定。所选择的结果将自动传送到每台发电机的PLC单元中，而机组的停机解列顺序则会自动地被设定为与起动顺序相反。
如果在执行过程中，某台机组运行模式不在“自动”模式，或者所选机组的运行状态不对（如执行解列命令时，该机组正在停机状态），则系统会跳过该台机组，顺序中的下台机组将执行起动或者解列操作。
本文对船舶电站自动化管理系统作了介绍，希望再以后的实践应用中有所帮助。
参考文献1. 张飞；分布式船舶电站自动化系统的研究[D]；大连海事大学；2001年