基于PLC的船舶电站自动化系统设计方案设计与实现

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基于PLC的船舶电站自动化系统方案设计与实现_毕业设计论文 精品

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山东交通学院毕业生毕业论文(设计)题目:基于PLC的船舶电站自动化系统方案设计与实现院(系)别信息科学与电气工程学院专业电气工程及其自动化二○一三年六月原创声明本人李枝贺郑重声明:所呈交的论文“基于PLC的船舶电站自动化系统方案设计与实现”,是本人在导师刘洋的指导下开展研究工作所取得的成果。

除文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果,对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明,本人完全意识到本声明的法律后果,尊重知识产权,并愿为此承担一切法律责任。

论文作者(签字):日期:年月摘要本文以两台发电机组的船舶电站为例,在论述自动化电站功能和要求的基础上,设计了集散控制式系统。

下位机以PLC作为主要控制装置,上位机用工业PC机作为管理装置。

本文将电站的控制功能模块化,再设计出各模块的流程,然后将各模块有机的结合,以实现电站的综合自动控制。

在这种点对点的控制系统中,下位机可以完成发电机组的起动、停机控制、调频调载以及机、电故障处理等;上位机进行机组的并联运行、解列、重载询问等。

同时,上位机的人机界面可以显示、记录机组的运行状态和主要参数。

这种集散式控制系统充分体现了分散控制和集中管理的优点。

关键词:船舶电站,自动控制系统,PLCAbstractThis thesis take marine electric power plant which base on two generators for an example and designed a distributed control system after discussed the function and requirement of automatic ship power station. The station uses PLC as main control device and industrial computer as management device. This thesis make the control function modular firstly, and then designed each module control process, combined the modules organic finally in order to realize the synthetic automatic control function. In this point-to-point control system, the PLC can accomplish the function which including automatic start and stop the generator, the frequency and load regulation, and treatment of machine or electric fault, etc.The upper computer realized automatic paralleling, disengaging, and asking overload, etc. Meanwhile Human-Machine Interaction can display and record the generators state and various parameters. This distribution control system fully embodies the advantages of distributed control and central management.Key Words: Ship Power Station, Automatic Control System, PLC目录前言 (1)1 课题的组成及背景 (3)1.1 船舶电站自动化系统的定义、组成和特点 (3)1.2 船舶电站自动化的发展与展望 (3)1.3 PLC在船舶电站自动化系统中的应用 (4)1.3.1 PLC 概述 (4)1.3.2 PLC 的工作原理 (5)1.3.3 PLC 在船舶电站自动化系统中应用的优势 (5)1.4 本课题背景及选题意义 (5)1.5 本文的主要内容和结构安排 (6)2 船舶电站自动化管理系统 (7)2.1 船舶电站自动化管理系统的总体构成 (7)2.2 船舶电站自动化管理系统主要功能 (7)2.3 集散式船舶电站管理系统 (9)2.3.1 集散式电站 (9)2.3.2 信号的采集及处理 (10)2.3.3 检测单元的设计 (11)3 集散式船舶电站管理系统的功能流程 (13)3.1 机组的自动起动模块及流程图 (13)3.2 并车运行模块及流程图 (14)3.3 调频调载模块及流程图 (17)3.4 重载询问模块及流程图 (18)3.5 自动解列和自动停机模块及流程图 (19)3.6 电力管理系统参数在线监视与在线修改 (20)3.6.1 OP393的连接与登录 (22)3.6.2 定时器的在线监视与在线修改 (23)3.6.3 数据块的在线监视与在线修改 (25)3.7 船舶电站管理系统的监控单元设计 (26)3.7.1 上位机监控系统功能 (26)3.7.2 工业PC机控制软件和监测软件结构 (27)3.7.3 监控界面简介 (28)3.8 安全保护系统 (29)3.8.1 欠压保护 (29)3.8.2 过流保护 (29)3.8.3 逆功率保护 (29)3.8.4 故障报警的设置 (30)4 系统联调与测试 (31)4.1 系统仿真 (31)4.2 系统调试 (32)总结 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (36)山东交通学院毕业设计(论文)前言为实现船舶电站自动化的各种功能,船舶电站自动化技术经历了由继电器、接触器组成的有触点控制系统到有分立元件和集成元件组成的无触点控制系统。

基于S7_1200PLC的船舶电站并车装置的设计与实现

基于S7_1200PLC的船舶电站并车装置的设计与实现

然后对电网和待并发电机的电压方波 UW 和 UF 的边沿进行检测, 通过测量两方波信号对应的 上升沿之间的时间差,就可以获得提前发出合闸 指令的时间 49
船电技术|应用研究
如图 2 所示。
Vol.34 No.11
2014.11
的计数值,此时得到的计数值就可以换算出 tz 。 本文设计的自动并车装置原理框图如图 3 所 示。

主要技术环节的实现与分析
3.1 高速计数器的组态与配置 本文选取的 S7-1200 PLC 的 CPU 模块为 CPU 1214C DC/DC/DC,该模块具有 14 点数字输入和 10 点 数 字 输 出 , 并 提 供 了 六 个 高 速 计 数 器 ( HSC1~ HSC6) ,其独立于 CPU 的扫描周期进 行计数,可测量的单相脉冲频率最高为 100 kHz。 经综合考虑,本文采用高速计数器 HSC6 来测量
在图 2 中,设电网电压和待并发电机电压的 周期分别为 TW 、 TF ,待并发电机电压滞后于电 网电压的时间为 tz ,主开关的固有动作时间为 tk , 若要求在同相点合闸, 此时 tz 的值是唯一的, 且可以由一个以 TW 、TF 和 tk 为变量的函数关系 确定,即: t z f (TW , TF , t k ) ( 1) 具体的推导过程如下: 假设 tz 对应的相角差为 ,可得
1 自动准同步并车信号检测的原理
将一台发电机组投入电网并联运行时,不能 随便将待并发电机的主开关与电网相接通,否则 可能会产生较大的冲击电流,严重时会造成整个 船舶电力系统崩溃。所以在将待并发电机投入电 网运行之前,它的某些参数必须满足一定的要求 才允许进行并车操作。 经理论和实践证明,准同步并车的三个限制 错误!未找到引用源。 条件为 : 1) 待并发电机电压与电网电压之差应不得 大于额定电压的 10%; 2) 待并发电机频率与电网频率之差应严格 限制在 ±1%额定频率值以内; 3) 待并发电机电压的初相位与电网电压的 初相位之差应限制在 ±15°以内。 下面将分别对电压、频率、相位这三个参数 的采集与处理方法进行详细论述。 1.1 电压信号的采集与处理 到目前为止,因为船用自励恒压发电机的电 压都能保证在并车的允许范围内,所以在一般情 况下,都省去调压部分,只设大电压差闭锁环节 错误!未找到引用源。 。 本文设计主要采用交流电压变送器检测电压 信号,其获取与测量过程大致如下:首先,将待 并发电机侧与母排侧的电压分别经互感器降至 100 V;其次,将互感器二次侧的电压信号送至电 压变送器的输入端进行处理与转换;最后,将电 压变送器的输出端输出的标准直流电压信号经 AI/AQ 模块 SM 1234 输入 PLC 之中,从而完成 电压信号的测量。本文选用北京低压电器厂提供 的型号为 CTA01 的交流电压变送器, 其输入电压 的量程为 100 V,输出形式为 0~5 V 的标准直流 电压信号。 为了实现大电压差闭锁环节, 本文将 PLC 采 集到的母排电压信号与待并机电压信号进行比较 即可判断出电压差条件是否满足要求。 当 PLC 检

基于PLC MCGS PPU的船舶电站的设计

基于PLC MCGS PPU的船舶电站的设计

基于PLC MCGS PPU的船舶电站的设计
PLC(可编程逻辑控制器)是一种可编程的电子设备,广泛应用于工业控制系统中。

MCGS(中国工业自动化集团有限公司)是中国领先的自动化控制软件开发商,提供了PLC
脚本及人机界面设计工具。

PPU(功率管理单元)是船舶电站中的重要部件,用于监视和调节船舶各个电源单元的功率。

基于PLC MCGS PPU的船舶电站设计,需要结合船舶的实际需求和各个电源单元的特点,确保船舶能够正常运行并满足电力需求。

设计人员需要了解船舶的电力需求和各个电源单元的输出能力。

根据船舶的功率需求,确定需要的电源单元数目和功率等级。

然后,将电源单元和PLC进行连接,使用MCGS软件进行编程,实现电力监测和控制功能。

在设计过程中,还需要考虑电源单元之间的互联和通信,以确保各个电源单元能够协
同工作,平衡负载,提高电站的可靠性和稳定性。

设计人员需要进行系统的测试和调试,确保船舶电站的各项功能和性能都正常工作。

在实际运行中,还需要不断地进行维护和监测,及时解决可能出现的故障和问题,确保船
舶电站能够长期稳定运行。

基于PLC MCGS PPU的船舶电站设计是一个综合性工程,需要设计人员具备扎实的电力和自动化控制知识,能够将不同的部件和系统进行有效的集成和控制。

通过合理的设计和
优化,可以提高船舶的供电可靠性和效率,确保船舶的正常运行。

基于PLC的船舶电站自动并车系统的设计

基于PLC的船舶电站自动并车系统的设计

基于PLC的船舶电站自动并车系统的设计船舶电站自动并车系统是一种基于PLC(可编程逻辑控制器)的自动化系统,用于实现船舶电站的并车操作。

本文将介绍船舶电站自动并车系统的设计原理和实施方案。

一、设计原理船舶电站自动并车系统的设计原理是通过PLC控制器控制各种电气设备的运行,实现船舶电站的并车操作。

主要包括以下几个步骤:1.传感器检测:通过传感器检测船舶电站的各种参数,如电源输入电压、电流、频率等。

同时,也可以检测到电站的开关状态、发电机的运行状态等。

2.PLC控制:PLC控制器根据传感器检测到的参数,判断电站的工作状态,并根据需求控制各种电气设备的运行。

例如,当电源输入电压低于设定值时,PLC可以控制启动备用发电机。

3.并车流程:当电源输入电压、频率稳定且达到设定值时,PLC控制器可以启动各个发电机,并逐步将电负荷分配到各个发电机上,实现电站的并车操作。

在并车过程中,PLC可以根据实时的电流和电压信息进行调整,以保证电站的运行稳定。

4.报警和保护:在并车操作中,如果电站中一些电气设备出现故障或者工作异常,PLC可以及时发出警报,并执行相关的保护措施,以避免事故的发生。

二、实施方案船舶电站自动并车系统的实施方案主要包括以下几个方面:1.硬件设计:选择适合船舶环境的PLC控制器、传感器、开关等硬件设备,并进行合理的布置和连接。

同时,也需要根据电站的具体情况设计相应的电气回路,确保系统的安全可靠。

2.软件设计:根据并车系统的需求,编写PLC控制程序,实现各个电气设备的自动控制和并车流程的自动化。

在软件设计中,需要考虑到系统的鲁棒性、实时性和扩展性等方面,以确保系统的稳定运行。

3.测试和调试:在实际使用前,对船舶电站自动并车系统进行全面的测试和调试。

通过仿真和实际操作的方式,验证系统的功能和性能,并进行必要的优化和调整。

4.运行和维护:一旦系统正式投入使用,需要定期进行系统的运行和维护。

包括定期检查传感器的工作状态、PLC控制器的程序运行情况等,以确保系统的可靠性和稳定性。

基于PLC的船舶电站自动化系统方案设计与实现设计

基于PLC的船舶电站自动化系统方案设计与实现设计

基于PLC的船舶电站自动化系统方案设计与实现设计随着船舶工业的发展,船舶电站自动化系统在船舶的运行中起着至关重要的作用。

本文将基于可编程逻辑控制器(PLC)的船舶电站自动化系统进行方案设计与实现。

船舶电站一般包括柴油发电机、电动机驱动设备、变压器、电池组等主要组成部分。

船舶电站的自动化系统设计需要实现对这些设备的智能控制与监测,并确保船舶电站的高效稳定运行。

首先,需要设计一个稳定可靠的电源供给系统。

在船舶中,可使用的电源包括柴油发电机和电池组。

PLC可以实现对柴油发电机的自动启停控制,根据负荷的变化自动调整发电机运行的负荷,并监测柴油发电机的运行状态。

同时,PLC还可以监测电池组的电量,并在电池组电量不足时自动启动柴油发电机进行充电。

其次,需要实现对电动机驱动设备的智能控制。

船舶电站中的电动机包括主发电机和各种辅助电动机。

PLC可以实现对这些电动机的自动启停控制、速度调节和转向控制。

通过监测电动机的工作状态和负荷状况,PLC可以实现对电动机的优化控制,提高电站的能效。

另外,需要设计一个完善的安全监测系统。

船舶电站的运行过程中可能会出现各种故障,如过载、短路、漏电等。

PLC可以实现对电站设备的智能监测和故障检测,及时发现和处理故障,并通过自动化报警系统进行报警。

同时,PLC还能够监测电站的环境温度、湿度等参数,确保电站的安全运行。

最后,需要设计一个用户友好的人机界面。

通过在船舶电站的控制室中安装一个显示屏和操作面板,可以实现对电站自动化系统的远程监控和控制。

船员可以通过该界面实时了解电站设备的运行状态,进行操作参数的设定,并收集和保存电站设备的运行数据,为船舶电站的维护和管理提供依据。

综上所述,基于PLC的船舶电站自动化系统方案设计与实现,可以实现对船舶电站中各种设备的智能控制与监测,提高电站的能效和安全性。

通过合理设计自动化系统的功能和界面,能够简化船员的操作流程,提高船舶电站的运行效率和可靠性。

基于PLC的船舶电站自动监控系统设计与研究的开题报告

基于PLC的船舶电站自动监控系统设计与研究的开题报告

基于PLC的船舶电站自动监控系统设计与研究的开
题报告
标题:基于PLC的船舶电站自动监控系统设计与研究
引言:
船舶电站是船舶上提供电力的重要设备,在船舶的运行中扮演着至
关重要的角色。

传统的船舶电站监控需要手动实现,存在很多人为因素
影响,因此研究开发一种基于PLC的船舶电站自动监控系统能够提高船
舶电站的可靠性和安全性。

该系统可以实现自动监控各种电气参数,同
时通过PLC控制实现自动化,提高效率和减少操作人员的工作强度。


研究旨在设计一种基于PLC的船舶电站自动监控系统,结合电气技术和
计算机技术,实现船舶电站智能监控和管理。

研究目的和意义:
1.设计一种基于PLC的船舶电站自动监控系统,实现电气参数自动
监测,提高安全性和可靠性。

2.优化船舶电站管理,提高智能化水平,减少人为错误和工作强度。

3.为船舶电站的安全运行提供技术支持和指导,降低运营成本,提
高航行效率。

研究内容和主要技术路线:
1.调研船舶电站现状和自动化监控系统的发展情况。

2.设计基于PLC的船舶电站自动监控系统,包括硬件和软件部分。

3.通过实验室实验验证该系统的可行性和有效性,对系统进行性能
测试和调试。

4.针对不同的船舶电站进行优化,并对系统进行不断地改进和更新。

预期完成结果:
1.完成基于PLC的船舶电站自动监控系统设计和开发。

2.验证该系统的可行性,性能指标达到预期要求。

3.实现船舶电站智能化管理,优化运行效率,提高安全性和可靠性。

4.提供技术支持和指导,降低运营成本,推动船舶电站智能化发展。

基于PLC和PPU的船舶电站自动化系统设计

基于PLC和PPU的船舶电站自动化系统设计

第33卷第5期2016年10月江苏船舶JIANGSU SHIPVol.33 No.5Oct.2016基于P L C和P P U的船舶电站自动化系统设计崔守娟、蔡婷婷\栾荣华2(1.镇江高等职业技术学校,江苏镇江212016;2.江苏磁谷科技股份有限公司,江苏镇江212000)摘要:基于船舶向大型化和多功能化发展,设计1个可靠性高、功能齐全的电站自动化控制系统。

以拖带供应 船的电力系统为平台,详细阐述了船舶电站的设计过程和实现方法,采用西门子公司S7-200型可编控制器(Pro­grammable Logic Controller,PLC)和丹麦 DEIF公司多功肯爸控制器 (Paralleling and Protection U nit,PP〇) 模块组成的 电站自动化管理单元,设计了电站自动化程序控制流程,并具体编写了电站自动模式的部分功能子程序,对其他 船型的设计和研究提供了参考意义。

关键词:船舶;电站自动化;可编控制器;多功能控制器中图分类号:U665.12 文献标志码:A〇引言船舶电站是船舶的一个重要组成部分,也是船舶技术的童要标志P随着船舶向大型化和多功能化发展,对船舶电站提出的要求也越来越高,1个可靠性高、功能齐全的电站自动化控制系统始终是船舶电站自动化的发展趋势,在这个大前提下,对电站自动化系统的研究就显得尤为重要[_s1船舶电站自动化主要功能本系统应用于某柴油机驱动的起拋锚拖带供应船航行于无限航区,进行海上船、驳的拖运工作,满足中国船级社对远洋拖船的要求。

另外,可作为近海供应拖船,用于为海上工程、海上石油平台等近海区域的海上工程设施进行守护和供应多种物资a本船设3台柴油发电机组,每台机组功率约为44〇k W;l台主机轴带发电机,功率为1 2〇0k W;1台应急发电机,功率约为99 k W^(1) 3台柴油发电机组可并车运行及相互备用。

并车采用自动准同步和手动准同步方式。

基于PLC MCGS PPU的船舶电站的设计

基于PLC MCGS PPU的船舶电站的设计

基于PLC MCGS PPU的船舶电站的设计PLC (可编程逻辑控制器) 是一种专门设计用于自动化控制系统的数字计算机。

MCGS (玛奇朵工业自动化软件) 是一种常用的 PLC 编程软件,它提供了直观易用的界面,方便用户进行程序编写和调试。

PPU (动力配电单元) 是船舶上电力供应系统的重要组成部分,它负责电力的生成、配电和控制。

船舶电站的设计基于PLC MCGS PPU,目的是实现电源的可靠供应和电气设备的安全运行。

船舶电站一般包括发电机、主开关柜、配电柜和控制柜等设备。

设计中,PLC MCGS PPU 的主要作用是数据的采集、处理和控制。

它与系统中的各个设备进行通信,获取实时数据,并通过编程逻辑对数据进行处理。

通过设定预设值和控制参数,PLC MCGS PPU 可以根据系统需求自动调整电力的供应和分配。

在电站设计中,首先需要确定系统的功率需求。

根据船舶的工作性质和电气负荷的特点,确定发电机的额定功率和数量。

发电机可以采用柴油发电机或涡轮发电机,具有稳定的性能和低噪声。

主开关柜是船舶电站的核心设备,负责发电机的并联和切换。

在设计中,需要考虑发电机的负荷均衡和备份能力。

主开关柜还可以实现对发电机的监控和故障诊断,及时发现问题并采取措施。

配电柜是船舶电站的供电中心,负责将电力分配给各个电气设备。

在设计中,需要根据电气负荷的特点和安全要求,合理划分不同的电路和断路器。

PLC MCGS PPU 可以监控各个电路的电流和电压,及时发现过载和短路等问题。

控制柜是船舶电站的控制中心,负责监控和控制各个设备的运行状态。

PLC MCGS PPU 可以通过设定控制逻辑和运行模式,实现对发电机、开关柜和配电柜等设备的自动控制。

控制柜还可以接收外部信号,并与其他船舶系统进行集成。

在整个设计过程中,安全性是一个非常重要的考虑因素。

船舶电站的设计应符合相关的国际标准和规范,确保电气设备的安全运行。

设计中还应考虑电源可靠性和节能性,提高系统的使用寿命和经济效益。

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交通学院2013届毕业生毕业论文(设计)题目:基于PLC的船舶电站自动化系统方案设计与实现院(系)别信息科学与电气工程学院专业电气工程及其自动化班级学号姓名指导教师二○一三年六月原创声明本人枝贺重声明:所呈交的论文“基于PLC的船舶电站自动化系统方案设计与实现”,是本人在导师洋的指导下开展研究工作所取得的成果。

除文中特别加以标注和致的地方外,论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果,对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明,本人完全意识到本声明的法律后果,尊重知识产权,并愿为此承担一切法律责任。

论文作者(签字):日期:年月摘要本文以两台发电机组的船舶电站为例,在论述自动化电站功能和要求的基础上,设计了集散控制式系统。

下位机以PLC作为主要控制装置,上位机用工业PC机作为管理装置。

本文将电站的控制功能模块化,再设计出各模块的流程,然后将各模块有机的结合,以实现电站的综合自动控制。

在这种点对点的控制系统中,下位机可以完成发电机组的起动、停机控制、调频调载以及机、电故障处理等;上位机进行机组的并联运行、解列、重载询问等。

同时,上位机的人机界面可以显示、记录机组的运行状态和主要参数。

这种集散式控制系统充分体现了分散控制和集中管理的优点。

关键词:船舶电站,自动控制系统,PLCAbstractThis thesis take marine electric power plant which base on two generators for an example and designed a distributed control system after discussed the function and requirement of automatic ship power station. The station uses PLC as main control device and industrial computer as management device. This thesis make the control function modular firstly, and then designed each module control process, combined the modules organic finally in order to realize the synthetic automatic control function. In this point-to-point control system, the PLC can accomplish the function which including automatic start and stop the generator, the frequency and load regulation, and treatment of machine or electric fault, etc.The upper computer realized automatic paralleling, disengaging, and asking overload, etc. Meanwhile Human-Machine Interaction can display and record the generators state and various parameters. This distribution control system fully embodies the advantages of distributed control and central management.Key Words: Ship Power Station, Automatic Control System, PLC目录前言 (1)1 课题的组成及背景 (3)1.1 船舶电站自动化系统的定义、组成和特点 (3)1.2 船舶电站自动化的发展与展望 (3)1.3 PLC在船舶电站自动化系统中的应用 (4)1.3.1 PLC 概述 (4)1.3.2 PLC 的工作原理 (5)1.3.3 PLC 在船舶电站自动化系统中应用的优势 (5)1.4 本课题背景及选题意义 (5)1.5 本文的主要容和结构安排 (6)2 船舶电站自动化管理系统 (7)2.1 船舶电站自动化管理系统的总体构成 (7)2.2 船舶电站自动化管理系统主要功能 (7)2.3 集散式船舶电站管理系统 (9)2.3.1 集散式电站 (9)2.3.2 信号的采集及处理 (10)2.3.3 检测单元的设计 (12)3 集散式船舶电站管理系统的功能流程 (13)3.1 机组的自动起动模块及流程图 (13)3.2 并车运行模块及流程图 (14)3.3 调频调载模块及流程图 (17)3.4 重载询问模块及流程图 (18)3.5 自动解列和自动停机模块及流程图 (19)3.6 电力管理系统参数在线监视与在线修改 (20)3.6.1 OP393的连接与登录 (22)3.6.2 定时器的在线监视与在线修改 (23)3.6.3 数据块的在线监视与在线修改 (25)3.7 船舶电站管理系统的监控单元设计 (26)3.7.1 上位机监控系统功能 (26)3.7.2 工业PC机控制软件和监测软件结构 (27)3.7.3 监控界面简介 (28)3.8 安全保护系统 (29)3.8.1 欠压保护 (29)3.8.2 过流保护 (29)3.8.3 逆功率保护 (30)3.8.4 故障报警的设置 (30)4 系统联调与测试 (31)4.1 系统仿真 (31)4.2 系统调试 (32)总结 (33)致 (34)参考文献 (35)附录 (36)前言为实现船舶电站自动化的各种功能,船舶电站自动化技术经历了由继电器、接触器组成的有触点控制系统到有分立元件和集成元件组成的无触点控制系统。

大规模集成电路的结构化、模块化,还可以使微机控制系统的体积、重量大大减少,工作可靠性提高。

控制方式由硬件控制变为软件控制为主,使功能的组合、扩展或修改变得容易:模块化、通用性好。

计算机控制由大型机集中控制方式发展到多微机分散控制方式,工作可靠性提高;进而出现由多级计算机构成的分布式控制系统,应用光纤通讯和网络技术等。

国外船舶自动化一开始大多是从电气部分着手,从最原始的手动本地操纵进化成手动遥控操纵,再进一步发展成半自动控制,最后发展到目前的最高水平电站全自动控制的无人值班机舱。

早在60年代初期,日本、德国、英国等国就有电站单元自动化装置,如:英国的MMF自动并车装置,日本的XET自动并车装置和XPT自动负荷分配装置。

到70年代中后期,人们在单元自动化装置的基础上,把它们系统地组合成成套电站自动化设备,系统可在集控室进行集中控制,如“里言斯顿”号船上的SEPA 电站自动化控制系统,日本“星光”号船上电站自动化系统。

随着微型计算机的发展和推广应用,在80年代初期国外研制成功了微型计算机单机控制系统,如:用在我国“德大”轮上的日本大发公司配套的电站自动化控制系统,远洋公司15000吨上使用的丹麦SEMCO公司的APM电动自动化系统。

到80年代中后期,随着微机网络技术的日趋成熟,国外众多国家相继开发研制多微机分布式网络型自动化控制系统,如:西门子、AEG等国际著名的大公司近期的产品,是目前国际上最新技术产品。

目前我国船舶电站自动化装置的研制和生产水平相对较低,船用电站管理系统国产化率很低,大约有90%来自国外,而国外采用PLC控制技术研制的船舶电站自动化系统,功能完善,技术先进,但是技术垄断严重。

随着计算机信息处理技术的发展,船舶电站自动化系统正朝着集散型控制系统(网络式或分布式控制系统)的方向发展。

船舶自动化电站是集自动控制、报警和监测于一体化的监控系统,涉及到现代控制技术、通讯、信息处理、数字化信息技术、计算机网络等多学科和技术。

这就需要研究控制技术、网络通讯技术等,船舶电站正以标准化、模块化、集成化、网络化等方式向船舶电站综合自动化这样高级阶段发展。

随着工业自动化产业的高速发展,自电气自动化控制领域的重要组成部分PLC问世以来,引起了国外电气行业的普遍关注,现已成为具有发展前景和影响力的一项高新技术产品。

现代PLC控制技术因其可靠性高、耐恶劣环境、使用极为灵活方便三大特点,广泛应用在自动化控制系统领域,船舶自动化控制系统更是如此。

众所周知,PLC适用于多种场合中的检测、监控自动化。

S7-200 PLC具有丰富的指令集成和置集成功能,如高速计数器HSC、自整定PID和脉冲输出PTO/PWN等,实时特性和通讯能力强,扩展模块丰富,可靠性高。

基于PLC的船舶电站系统采用模块化设计,结构紧凑,便于在线故障诊断。

基于PLC技术设计的人机界面,组态调试方便,用S7-200 PLC开发的船舶电站控制系统,性价比高,在远洋船舶得到了成功应用,表明PLC技术值得在轮机自动化中推广。

目前我国的船舶电站自动化系统还处于研究阶段,只有在局部的环节取得成果,尚不能投入全面使用,所以研究船舶电站自动化,早日实现国产化意义重大。

1课题的组成及背景1.1 船舶电站自动化系统的定义、组成和特点船舶电力系统是孤立于陆地的独立电网,它是产生、输送、分配、使用电能的装置和用电网络的总称,它由用电设备、装配电装置、发电装置和电缆等组成。

其舶电站是船舶所需的全部电能的来源,处于船舶电力系统的核心地位。

船舶电站由原动机、发电机和附属设备(组合成发电机组)及配电装置组成。

发电机组是把机械能转化成电能的发电设备;配电装置是接收船舶发电机组所产生的电能,并对所有电力负载进行配电的开关和控制设备的组合装置,也是对电力系统进行测量、监视、保护的控制装置。

船舶电站的主要特点是容量相对较小。

当起动某些大容量负载起动时,发电机转速下降,从而使发电频率和电压大幅波动,同时将冲击电网,使电网电压、频率大幅度下降,因此,要求发电机组要具有较大的承载能力和维持电站稳定运行的能力。

1.2 船舶电站自动化的发展与展望随着船舶自动化程度的不断提高,电站自动化由局部控制发展到了综合控制,由就地的控制发展到集中的控制。

集散式系统就是集计算机、通信、显示和控制技术于一体的系统。

其核心思想是集中管理、分散控制,即管理与控制相分离,上位机用于集中监视管理功能,下位机分散到现场进行分布式控制。

所以,这种集散式的管理系统体系结构有很高的可靠性,且易于扩展,上位机根据需要增减下位机台数。

船舶电气自动化系统发展的趋势:(1)系统监控的综合化由于电气设备已经日趋通用化、模块化、系列化,组态灵活;上位控制机所有功能可通过屏幕软件按钮来完成,为系统监控的综合化提供了必要的基础。

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