第1章绪论
1.1课题研究背景
船舶电力推进技术和以往的推动方式不同，它是由原动机带动发电机发电，经变频器把满足要求的电流送到推进电动机，从而驱动螺旋桨的推进方式。电力推进技术发展到今天已经差不多有200年了。电力推进船舶的实验吋期大概是从1838年到20世纪初，在这段时期船舶电力推进装置的动力源大多数为蓄电池，推进电机为直流电机，功率一般都比较小。20世纪到第二次世界大战期间是电力推进技术迅速发展的时期。二战期间，美国制造的300多艘舰艇上采用电力推进技术的大约占了三分之一。电力推进在船舶的应用不只表现在军舰上面，还被应用在部分商船、军辅船、潜艇上。
第二次世界大战后，电力推进技术的发展有一阵子陷入了低谷，因为船舶的电力推进装置增多了能量变换环节，这就导致电力推进装置具有价格昂贵、传动效率低、维护保养工作量大等众多缺点，所以大量的舰船又开始采用柴油机、汽轮机或燃气轮机进行直接传动推进。近年來，随着科学技术的进歩，大功率交流电机的变频技术随着电力电子技术的迅速发展而日益成熟，所以可以采用交流电机的电力推进技术被更加广泛的用于各种船舶上面。据统计，近年来新建的游轮、游船、渡轮、集装箱船有30%采用电力推进系统。很多专家表示，船舶采用电力推进系统后，使用计算机网络管理更加方便，为船舶系统实现全面的自动控制提供帮助。另外使用电力推进系统，还使船舶的自动化、智能化、信息化水平得到提高。因此，随着船舶电力推进系统应用范围的不断扩大，为将来绿色船舶提供动力的可能性大大提高。
1.2课题目的与意义
本课题来源于实验室与中国船舶31工染团公司712研究所的合作项船舶电力排进监控系统选型设计软件"。船舶推进系统是一个系统，系统成设备根功能可以划分为：发屯分系统、配屯分系统、推进分系统。配电系统主要山配电板和功率管理系统（可选）組成；推进分系统由推进变压器、软启动器、变频器（含制动电阻）、推进电机和推进控制系统、综合报警系统组成。因为船舶电力推进系统的复杂性，监控系统所要监控的信息种类、内容也相对比较复杂，从而监控系统选型设计时所要注意的问题比较多，这无形中就增大了电力推进监控系统设计者的工作量。如果存在一个软件已经把电力推进监控系统选型设计所要注意的问题归类细化，并且封装成各个功能模块的智能模块话，设计者使用此软件进行电力推进监控系统设计时就可以省去很多时间。电力推进技术的发展在国内还处于刚刚起歩的阶段，关于电力推进系统这//|&|-的专业知识内容相对不是很丰富，具有电力推进系统专业背景的船舶电力推进监控系统设计者的数量更是有限。有很多从事船舶系统设计者可能不具备电力推进监控系统设计的经验，如果存在一款电力推进监控选型设计软件的话会给没有太多经验的他们提供很大的帮助。总之，开展针对电力推进监控系统选型软件设计的这个研究课题具有十分重要和深远的意义。
1.3国内外研究现状
电力推进系统凭借它的经济性、操纵性良好等优点一直被广泛应用在船舶推进上面。20世纪80年代至20世纪末，国外超过30%新建的民用游船、客轮、集装箱船、滚装船、破冰船等大型船舶的动力装置都采用了电力推进技术。1980年的"海上革命"更加进一歩激励了船舶电力推进系统的快速发展。1986年，德国西门子公司研制了230r/ min机电一体化的交流永磁同歩推进电机，并在1997年进行了实船运行试验；另外1760kW永磁同步推进电机装于U112潜艇试用。瑞士BBC公司1986年为瑞典潜艇设计了 1500kW、 180r / min永磁同歩推进电动机，ABB公司已研制400KW到3MW的永磁同步动机用于其"Compact Azipod'吊舱式电力推进系统。1994年美国海军提出综合全电力系统(IPS),采用模块化的设计将推进用电和其他辅助用电结合起来，设计者通过合理选用各种模块英国首次在23型公爵级护卫舰上采用柴电燃联合推进系统(CODLAG系统)，巧妙地把传统的大功率推迸与较小功率电力推进相结合，满足了舰船的设计要求，又降低了技术风险，积累了电力推进的设计与使用经验在23型护卫舰采用CODLAG系统取得成功之后，英国海军进一歩发展了与IPS相类似的综合全电力推进系统(IFEP),采用更为先进的电力电子装置和能量存储装置，通过设备的通用性、标准化、模块化来实现舰船的综合优化性能。
第2章船舶电力推进系统概述
2.1电力推进系统的优越性
船舶综合电力推进系统标志着当今船舶动力的发展方向，它的特点是将推进动力与电站动力这两个原来相互分离的两部分合二为一。现代的船舶综合电力維进已不是早期意义上的电力推进，而是将R用Hi和推进用电结合在一个电力系统内，其意义不亚于船舶由风帆动力转为蒸汽机动力，它是造船技术发展史上的又一个革命性的跨越.与以往的船舶动力系统相比，电力推进系统优越性表现在以下几个方面：
(1) 电力推进系统的经济性良好。在一艘船上如果使用多台中速柴油机用于发电，可凭借用电负荷确定发电机运行台数数量，使机组一直保持在于高效工作区运行，以来实现最大的经济性。在相同功率的情况下，使用电力推进技术的船舶要比采用内燃机推进的船舶减少10%左右的耗油量，船体阻力也会减少5%-10%，运输效率提高15%，航速也会提高0.5节。
(2) 电力推进系统的操纵性好。船舶使用电力推进系统后，可推进电机转速很容易调节，在正反转各种转速的情况下都能使其转矩保持恒定状态，从而使电机得到最佳的工作特性，使船舶的操纵控制更加优良、方便。电力推进系统使船舶的起动加速性能也大大提高，制动速度更加快速，正反车速度切换速度也有了很大进步。
第3章系统选型设计基础 .......................................27-49
3.1 软件系统概述 .......................................27-28
3.2 软件设计流程 .......................................28-30
3.3 软件系统数据管理技术研究 .......................................30-37
3.4 系统设备选型相关技术研究....................................... 37-45
3.5 软件开发工具介绍....................................... 45-49
第4章 选型设计软件的各个模块....................................... 49-83
4.1 软件系统管理模块的设计....................................... 49-50
4.2 电力推进系统生成平台 .......................................50-52
4.3 网络与自动化选型模块设计....................................... 52-67
4.4 软件系统评价模块设计....................................... 67-69
4.5 方案生成模块的设计....................................... 69-71
4.6 案例匹配分析....................................... 71-83
第5章 结论与展望 .......................................83-85
5.1 本文工作的总结....................................... 83
5.2 展望....................................... 83-85
结论
主要工作：
(1) 根据软件用户的需求及电力推进监控系统的规格要求，设计了软件的^体框架及数据流成图。
(2) 本文根据电力推进监控系统选型的要求，建立了电力推进系统设备库、监控系统设备库、软件使用者信息库、系统各设备I/O表库及网络图谱图库等数据库，这些是为了选型的工作做准备的。
(3) 采用模块化设计方法，建立了监控系统网络选型模块、主控设备PLC选型模块、HMI设备选型模块及网络通信设备选型模块，这些模块化的设计降低了程序的复杂程度，又能使软件的功能进行分解，降低了功能之间的耦合性，并且模块化的设计便于开发团队的分工，大大提高了软件编程的速度。
(4) 设计了方案评价模块，用來对最后得到的选型方案进行评价，告诉用户方案的合理性、经济性等性能。
(5) 通过新建一个电力推进系统监控方案作为案例进行分析，以来展示整个电力推进监控系统选型设计软件的工作流程。