5000吨起重铺管船电气设备原理与使用维护系列丛书 船舶自动化及推进控制系统 第6分册PDF电子书下载

第一篇 自动化系统 5

第一章 K-Chief 700自动化系统介绍 5

第一节 系统概览 5

1.1.1 介绍 5

第二节 系统设计 7

1.2.1 K-Chief 700理念 7

第三节 操作站 11

1.3.1 操作站 11

1.3.2 事件 24

1.3.3 趋势图 26

1.3.4 时间序列 28

1.3.5 报告 28

1.3.6 系统控制功能 29

1.3.7 在线用户组指南 32

1.3.8 上下文帮助 32

1.3.9 第三方应用的集成 33

1.3.10 计算机操作站 35

第四节 历史站 36

1.4.1 历史（记录）站 36

第五节 现场站 37

1.5.1 现场站概览 38

1.5.2 RIO设备 40

1.5.3 RCU模块 41

1.5.4 输入输出模块 51

1.5.5 其他模块 77

1.5.6 RIO拓扑范例 91

1.5.7 危险区域的硬件模块 93

1.5.8 I/O系统概览 94

第六节 网络 95

1.6.1 网络预览 95

第七节 电源 98

1.7.1 电源 98

第八节 配置和维护工具 100

1.8.1 配置和维护工具 100

第九节 应用 102

1.9.1 介绍 102

1.9.2 报警监测 102

1.9.3 值班呼叫系统 103

1.9.4 操作员安全报警 104

1.9.5 功率管理系统 106

1.9.6 机械控制 126

1.9.7 压载水控制 134

1.9.8 船舶性能监控 135

1.9.9 船舶模式控制 141

1.9.10 加热、通风和空调控制 142

1.9.11 操作员训练器 143

1.9.12 外部模拟器 144

第十节 远程诊断 145

第二章 K-Chief 700使用操作 147

第一节 系统描述 147

2.1.1 K-Chief 700概览 147

2.1.2 分布式架构 148

2.1.3 主系统组件 148

第二节 K-Chief 700用户界面 150

2.2.1 概述 150

2.2.2 操作站图形 152

2.2.3 OS操作员面板 158

第三节 基本的监视和控制 163

2.3.1 图形结构 163

2.3.2 操作菜单按钮 169

2.3.3 模拟测量 171

2.3.4 废气监测模块 172

2.3.5 数字测量模块 173

2.3.6 脉冲测量模块 175

2.3.7 电动机和泵控制模块 176

2.3.8 阀控模块 181

2.3.9 PID控制器模块 186

2.3.10 顺序控制模块 188

2.3.11 顺序步进模块 188

2.3.12 序列管理员模块 189

2.3.13 序列方式模块 192

2.3.14 顺序过程图像 193

第四节 功率管理 194

2.4.1 概述 194

2.4.2 发电机控制模块 196

2.4.3 配电屏模块 200

2.4.4 断路器模块 202

2.4.5 用户设备 203

2.4.6 典型的操作步骤 204

第五节 推进控制 211

2.5.1 用户界面 212

2.5.2 侧推过程图 213

2.5.3 全回转推进器过程图 214

2.5.4 主推进过程图 214

2.5.5 推进器/推力控制 216

2.5.6 典型步骤 218

第六节 冗余和临界评估系统 219

2.6.1 用户界面 220

2.6.2 状态图 224

第七节 液货和压载控制 227

2.7.1 液货控制 227

2.7.2 压载水控制和压载水交换 229

2.7.3 用户界面 229

2.7.4 全局控制模块 230

2.7.5 液体舱模块 231

2.7.6 典型的步骤 234

第八节 延伸报警系统 237

2.8.1 值班呼叫系统 237

2.8.2 操作员安全警报系统 243

第三章 背景船功率管理系统（PMS） 245

第一节 功率管理系统简介 245

3.1.1 功率管理 245

3.1.2 高级发电机监控（AGS） 246

3.1.3 PMS主要功能 246

3.1.4 电力管理原理 247

第二节 电站装置 248

3.2.1 系统运行模式 248

3.2.2 电力单线图 249

3.2.3 PMS接口要求 250

3.2.4 背景船PMS模式功能描述 251

第三节 柴油机组的控制和监测 255

3.3.1 柴电处于非备用/备用时 255

3.3.2 柴油机的启动 255

3.3.3 发电机主开关的连接 258

3.3.4 发电机主开关的断开 259

3.3.5 柴油机停止 260

3.3.6 柴电报警启动 263

3.3.7 柴油机的安全停止 264

3.3.8 柴电的负荷限制 265

3.3.9 柴电的燃油误差 265

3.3.10 柴电的报警抑制 265

3.3.11 柴电的排气温差 265

3.3.12 信号验证和故障处理 265

3.3.13 柴电报警和监控 266

第四节 配电屏的控制 266

3.4.1 断路器控制 266

3.4.2 依据负荷的启停 267

3.4.3 防止失电措施 267

3.4.4 失电的恢复 269

3.4.5 负荷的分配 270

3.4.6 信号验证及故障处理 272

3.4.7 配电盘报警和监控 272

第五节 用户设备控制 273

3.5.1 重载用户设备的启动阻塞（重载问询） 273

3.5.2 动态负荷的控制 275

3.5.3 负荷卸载（优先脱扣） 276

3.5.4 用户设备的失电恢复 276

第六节 能源管理 276

3.6.1 高级发电机监控（AGS） 276

第七节 背景船PMS的配置 284

3.7.1 柴电 286

3.7.2 配电屏配置 291

3.7.3 用户控制配置 294

3.7.4 AGS配置 299

第八节 PMS的调试 303

3.8.1 柴油发电机控制 303

3.8.2 高压配电板控制 307

3.8.3 低压电力分电 310

3.8.4 高级发电机管理 311

第四章 背景船集成控制和监视系统（ICMS） 315

第一节 K-Chief 700描述 323

4.1.1 系统介绍 323

4.1.2 功能介绍 323

4.1.3 现场站（FS） 324

4.1.4 操作站（OS） 324

4.1.5 历史记录站（HS） 325

4.1.6 网络分配单元（NDU） 325

4.1.7 恶意软件保护系统（MPS） 325

4.1.8 报警和打印 325

4.1.9 报警设备 325

4.1.10 延伸报警系统（EAS） 325

4.1.11 K-Chief 700的冗余理念 326

4.1.12 访问控制 328

4.1.13 命令控制 329

4.1.14 事件和报警系统 329

4.1.15 趋势系统 331

4.1.16 操作员健康报警系统 331

4.1.17 版本控制 331

4.1.18 运行时间服务 332

4.1.19 报告系统 332

4.1.20 时钟分配系统 332

第二节 背景船K-Chief 700配置 332

4.2.1 操作站配置 333

4.2.2 RCU服务器配置 333

4.2.3 打印机配置 334

4.2.4 现场站配置 334

4.2.5 网络分配单元（NDU） 335

4.2.6 背景船K-Chief 700综述 335

第五章 背景船压载和舱底水系统 342

第一节 通用系统功能 342

5.1.1 泵组的遥控 342

5.1.2 阀门的遥控 343

5.1.3 压载舱液位测量 343

5.1.4 自动吸排海水（至预定值） 345

5.1.5 关闭所有功能 345

5.1.6 压载水处理装置 346

5.1.7 抗横倾系统 346

5.1.8 运行超时报警 346

第二节 压载系统 346

5.2.1 全船压载控制系统 347

5.2.2 抗横倾系统（AHS） 347

第三节 舱底水系统 349

5.3.1 控制 349

第六章 背景船机械和辅助系统 350

第一节 通用系统功能 350

6.1.1 原理 350

6.1.2 控制模式 351

6.1.3 典型接口 352

6.1.4 阀门的遥控 356

6.1.5 典型的值班/备用配置 356

6.1.6 典型的超前/滞后配置 357

6.1.7 PID控制 358

6.1.8 运行时间统计 359

6.1.9 激活/抑制报警 359

6.1.10 连锁 360

第二节 其他系统 360

第二篇 K-Thrust推力控制系统 362

第一章 推力控制系统说明 362

第一节 概述 362

第二节 系统理念 362

1.2.1 基本系统 362

1.2.2 康士伯产品家族 364

第三节 K-Thrust硬件模块 366

1.3.1 车钟面板 366

1.3.2 功能面板 367

1.3.3 车钟 368

1.3.4 指示设备 368

1.3.5 遥控面板控制器 368

1.3.6 非随动面板 369

1.3.7 本地控制面板 370

1.3.8 推进器控制器 370

1.3.9 带扩展I/O端口的双控制器 372

1.3.10 K-Pos控制器 372

1.3.11 操作站 372

1.3.12 cJoy操作终端 373

1.3.13 K-Thrust设备显示 373

第二章 推力控制系统功能 374

第一节 介绍 374

第二节 控制位置 374

2.2.1 控制命令转移 374

第三节 遥控功能 375

2.3.1 侧推 375

2.3.2 伸缩推 376

2.3.3 推进器 377

2.3.4 主推进器 379

2.3.5 舵机 381

2.3.6 启停顺序 381

2.3.7 手动同步命令 381

2.3.8 随动伺服控制 382

第四节 自动控制功能 382

2.4.1 K-Thrust模式 382

2.4.2 状态保持和操纵杆控制 383

2.4.3 K-Thrust到外部自动舵的接口 383

2.4.4 K-Thrust到舵机的接口 383

第五节 设备和系统监视 383

2.5.1 安全功能 383

2.5.2 系统故障检测和指示 383

2.5.3 反馈监视 384

2.5.4 输出到航行数据记录仪 384

第三章 推力控制系统用户界面 385

第一节 多功能面板 385

3.1.1 命令状态灯 386

3.1.2 TAKE按钮 386

3.1.3 提取/释放按钮 386

3.1.4 带有状态指示灯的控制系统（模式）选择按钮 386

3.1.5 消声按钮 388

3.1.6 面板的亮度调节 388

3.1.7 灯光测试按钮 388

第二节 操纵杆面板 388

3.2.1 声音报警指示 389

3.2.2 声响命令传输指示器 389

3.2.3 故障和报警 389

3.2.4 系统和操作状态灯 390

3.2.5 推进单元的面板指示 391

3.2.6 配置的推进单元 391

3.2.7 紧急停止按钮 391

3.2.8 运行灯 392

3.2.9 功能和状态灯按钮 392

第三节 手动操作手柄 396

3.3.1 单，左/右或前/后 396

3.3.2 双，左/右或向前/向后 397

3.3.3 双，螺距和转速 397

3.3.4 单，向前/向后和360°旋转 398

3.3.5 单，向前和360°旋转 398

3.3.6 单，可旋转 399

第四节 非随动面板 401

第五节 反馈指示器 402

第六节 本地面板 403

第四章 系统功能和操作程序 404

第一节 控制系统的选择 404

4.1.1 手动控制 404

4.1.2 DP控制系统 405

4.1.3 联合操纵杆系统 405

4.1.4 操舵装置 405

4.1.5 自动舵 406

4.1.6 速度引航 406

第二节 启动和停止功能 407

4.2.1 启动按钮 407

4.2.2 停止按钮 407

4.2.3 辅助启动按钮 408

4.2.4 辅助停止按钮 408

第三节 转移指令控制 408

4.3.1 驾驶台内的转移 408

4.3.2 集控室和驾驶台之间的转移 410

第四节 无扰转移控制命令 413

4.4.1 自动斜坡功能 414

第五节 功率模式功能 414

4.5.1 功能选择 415

第六节 巡航模式功能 415

4.6.1 舵/方位角和紧急停车检测极限 415

4.6.2 功能选择 416

第七节 同步命令功能 416

4.7.1 功能选择 417

第八节 锁杆功能 418

4.8.1 功能选择 418

第九节 展开功能 419

4.9.1 功能选择 419

第十节 收回功能 419

4.10.1 功能选择 419

第十一节 组合功能 420

4.11.1 功能选择 420

第十二节 独立功能 420

4.12.1 功能选择 420

第十三节 转速功能 421

4.13.1 功能选择 421

第十四节 转速低功能 421

4.14.1 功能选择 421

第十五节 DP控制功能 422

4.15.1 DP手动按钮 422

4.15.2 DP使能按钮 422

第十六节 电轴 422

4.16.1 功能选择 423

第十七节 运行信号的丢失 423

第五章 背景船推进控制系统（K-Thrust RCS） 424

第一节 介绍 425

5.1.1 遥控系统一般原理 425

5.1.2 RCS主要任务 426

第二节 系统概述 426

5.2.1 RCS控制器 429

5.2.2 控制位置 430

5.2.3 驾驶台控制盘 430

5.2.4 ECR屏（3＃和4＃集控室控制） 437

5.2.5 显示 439

5.2.6 KM就近控制（机旁控制） 439

5.2.7 随动（FU）的后备控制（位于前主驾）总共1个 441

第三节 RCS功能 442

5.3.1 具体项目解决方案 442

5.3.2 支持的RCS系统模式 442

5.3.3 启停用的特定配置 443

5.3.4 无扰动发送 443

5.3.5 功率模式 443

5.3.6 同步命令功能 444

5.3.7 锁住操作杆 444

5.3.8 独立的联合操纵杆控制 444

5.3.9 报警显示 445

第四节 RCS逻辑 445

5.4.1 指令信号的故障安全动作 445

第五节 RCS控制接口 446

5.5.1 DP/IJS 446

5.5.2 推进器控制的扩展 447

5.5.3 推进控制系统总览 447

5.5.4 推进器的启动/停止 447

5.5.5 安全停车/应急停车 454

5.5.6 滑油和液压泵控制 455

5.5.7 推进器的冷却 455

5.5.8 操作杆复位按钮 455

5.5.9 推进器失电重启 455

5.5.10 推进器负荷限制 455

5.5.11 故障检测/失效保护动作 456

5.5.12 其他特定项目功能 458

第六节 与外部系统的接口 459

5.6.1 外部控制系统 459

5.6.2 航行数据记录仪（VDR） 459

第三篇 背景船动力定位、集成自动化及推力控制系统故障模式与影响分析 461

第一章 FMEA介绍 461

第一节 目的 461

第二节 分析 461

第三节 系统概述 462

第二章 FMEA方法 463

第一节 FMEA分析 463

2.1.1 高级别的FMEA使用初步安全分析（PSA） 463

2.1.2 组件级别的详细的FMEA分析 463

第二节 表格说明 463

2.2.1 FME（C）A表格 464

第三节 故障模式 464

第四节 分析条件 464

2.4.1 软件控制系统优先权 465

2.4.2 可靠的DP控制系统软件 465

2.4.3 在分析中的限制和讨论级别 465

第三章 结论 466

第四章 集成自动化系统（IAS）——K-Pos/K-Thrust/K-Chief 467

第一节 基本原理 467

第二节 ICMS主要职责 467

第三节 集成自动化系统（IAS） 468

第四节 ICMS系统布局 468

4.4.1 操作站 468

4.4.2 位置参考系统和传感器 469

4.4.3 控制器和现场站 470

4.4.4 RCU冗余 471

第五章 ICMS现场接口 472

第一节 动力定位 472

第二节 船舶控制 472

5.2.1 常用传感器信号故障处理 472

5.2.2 故障安全设定 474

第六章 ICMS的高级FMEA 475

第一节 系统（普通） 475

6.1.1 PSA紧急备用开关 476

6.1.2 K-Thrust操作面板的PSA（基本安全分析） 476

6.1.3 K-Chief操作站的故障安全分析 478

6.1.4 HiPAP OS PSA分析 478

6.1.5 ICMS网络的PSA分析 479

6.1.6 UPS系统的PSA分析 479

第二节 K-Pos系统 481

6.2.1 动力定位控制器原理框图 481

6.2.2 主DP系统DPC-2的PSA分析 482

6.2.3 DPC-1备用DP系统的PSA 484

6.2.4 cJoy系统的PSA 485

6.2.5 罗经的PSA 485

6.2.6 风速风向仪的PSA 486

6.2.7 运动参考单元的PSA分析 487

6.2.8 差分GPS的PSA 488

6.2.9 HiPAP的PSA 489

6.2.10 RADius的PSA 489

6.2.11 K-Pos DP FMEA总结 490

第三节 K-Thrust推进器控制系统 493

6.3.1 遥控系统的基本原理 493

6.3.2 RCS控制器软件平台 493

6.3.3 通信链路 493

6.3.4 操作面板的IO 493

6.3.5 RCS主要任务 493

6.3.6 RCS控制器机柜 494

6.3.7 命令的防故障动作 494

6.3.8 反馈信号的故障安全动作 495

6.3.9 信号故障模式分析 495

6.3.10 推进器控制现场处理站的PSA分析 496

6.3.11 K-Thrust FMEA总结 498

6.3.12 主推推进控制系统FMEA总结 498

6.3.13 伸缩推推进控制系统FMEA总结 499

6.3.14 管道推推进控制系统FMEA总结 500

第四节 K-Chief系统电力管理 500

6.4.1 电力装置 500

6.4.2 操作模式 501

6.4.3 柴油发电机的信号校验和故障处理 503

6.4.4 配电板信号校验和故障处理 503

6.4.5 PMS的PSA分析 504

6.4.6 K-Chief 700 FMEA总结 505

附录 509

附录1 509

附录2 510

附录3 511