【正文】 成測(cè)量誤差，這些問(wèn)題實(shí)際上是可以由 PLC控制器來(lái)解決 。這種設(shè)計(jì)可以保證在規(guī)定的越前時(shí)間內(nèi)發(fā)出指令 ， 但也存在一定的誤差 ， 包括自動(dòng)裝 187。只有相位不符合時(shí)，捕捉相位條件直到條件滿足。 (31) S =15,1 165。 以內(nèi)。 =/〃 待并發(fā)電機(jī)電壓相量與電網(wǎng)電壓相量完全重合則需滿足上面三個(gè)條件 ,此時(shí)并車的沖 擊電流為零，這種為理想的準(zhǔn)同步并車。 設(shè)待并發(fā)電機(jī)的瞬時(shí)電壓 =^sin(6)r/+v/0i?)187。實(shí)際上準(zhǔn)同 步時(shí)，待并發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的頻差并不一定理想，也就是說(shuō)在觀察同步表的轉(zhuǎn)向及旋轉(zhuǎn)速度 時(shí)并不一致，但此時(shí)只要它們的沖擊電流在一定的范圍內(nèi)，是可以同步的 ?這種準(zhǔn)同步并 車的方式產(chǎn)生的沖擊電流小 ， 但操作時(shí)間有些過(guò)長(zhǎng) ， 對(duì)于船舶電站來(lái)說(shuō)，安全第一，要保 障供電的連續(xù)性，因此廣泛采用的是此方式 ㈨ ? 船舶同步發(fā)電機(jī)組的并聯(lián)運(yùn)行主要有三大部分內(nèi)容：并車時(shí)的操作、并聯(lián)運(yùn)行時(shí)的無(wú) 功功率自動(dòng)分配、有功功率的自動(dòng)分配及頻率調(diào)整。 機(jī)組的自動(dòng)準(zhǔn)同步并車 并車種類 船舶在不同運(yùn)行工況下所需的電量是不同的，隨時(shí)進(jìn)行增減機(jī)組，通過(guò)主配電板匯流 排共同向所有設(shè)備供電。經(jīng)過(guò)對(duì)其他軟件的比較，最終選 擇了功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)單的工控組態(tài)軟件 MCGS來(lái)設(shè)計(jì)上位機(jī)的監(jiān)控畫面。當(dāng)某一較大的負(fù)荷停止運(yùn)行后，為了實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)的管理就需 要對(duì)機(jī)組進(jìn)行解列。 11. 應(yīng)急電站和主電站的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。但 當(dāng)發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障并停機(jī)后，系統(tǒng)會(huì)發(fā)生分級(jí)卸載 ， 逐漸卸去次要負(fù)荷，保證對(duì)船舶上 重要設(shè)備的連續(xù)供電。單機(jī)運(yùn)行時(shí)不存在功率分配問(wèn)題，只有頻率的二次 調(diào)整，恒頻精度在土 ,并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，既有頻率調(diào)整也有功率分配 ， 原動(dòng)浙江工業(yè)大學(xué)碩 i?學(xué)位論文 機(jī)調(diào)速器和 自動(dòng)調(diào)頻調(diào)載裝 S共同工作，使頻差小于士 ,功差小于土 %。 4. 發(fā)電機(jī)組自動(dòng)準(zhǔn)同步并車。在監(jiān)控程序的管理下 ， 當(dāng)主發(fā)電站發(fā)生故障（比如阻塞）時(shí) 能自動(dòng)的起動(dòng)另一臺(tái)機(jī)組。 (2) 以一問(wèn)一答的通信方式取得各臺(tái) PLC 元件的數(shù)據(jù)； (3) 能寫入各臺(tái) PLC 元件數(shù)據(jù)； (4) 利用 MCGS 的圖形表示 PLC 元件數(shù)據(jù)： ?? (5) 利用程序?qū)?PLC 元件的數(shù)據(jù)記錄或存于數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)； (6) 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳送 PLC 元件的數(shù)據(jù)。 搡作者經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)顯示的圖像了解或控制設(shè)備的動(dòng)作 ,而且監(jiān)控中的圖像具有可視化 的效果 ， 則可以大幅提升操作者 的使用性。 (3) EXCEL 無(wú)法使用其他應(yīng)用元件 將 PLC 的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送給其他計(jì)算機(jī)時(shí) ， 則必須應(yīng)用其他軟件（如 VB)來(lái) 完成。 上位機(jī)的選擇 自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)中 ， PLC因適用性高所以常用于第一線的控制器，但尚有一些功能上的限 制，如存儲(chǔ)器容童、數(shù)據(jù)處理分析能力、報(bào)表打印，而這些限制可以利用 Computer Link 解決。 模塊，此模塊可以把輸入的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。這些測(cè)控模塊包括模擬量輸 入 /輸出模塊、溫度調(diào)節(jié)模塊、數(shù)字置輸入 /輸出模塊、報(bào)警系統(tǒng)等 【 |39。相互間還可通 過(guò)數(shù)據(jù)連成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。采用 RS485方式實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī) PLC 的通信 ， 主站與船舶總監(jiān)控室 (工 程師工作站 )以及船長(zhǎng)室、輪機(jī)長(zhǎng)室監(jiān)控機(jī)的通信可由工控組態(tài)軟件 MCGS的網(wǎng)絡(luò)版實(shí)現(xiàn) ? 本系統(tǒng)選用三臺(tái)三菱 FX2N 來(lái)分別監(jiān)控三臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇發(fā)電 機(jī)組的臺(tái)數(shù)，正常運(yùn)行時(shí) 只起動(dòng)一臺(tái)機(jī)組 ， 當(dāng)重載時(shí)并上一臺(tái)機(jī)組，或者在行機(jī)組發(fā)生故 率和分 頻整功 率和分 頻整功 動(dòng)車置 自并裝 調(diào)有配 調(diào)有配 動(dòng)車置 自并裝 調(diào)有配 韋和分 頻整功 浙江工業(yè)大學(xué)碩十學(xué)位論文 障時(shí)并上一臺(tái)機(jī)組而自身解列，兩臺(tái)機(jī)組因某些原因而無(wú)法起動(dòng)時(shí)運(yùn)行備用機(jī)組。舟山擁有眾多良好的深水港資源，這些成為工業(yè)發(fā)展所需能源、原材 料及外貿(mào)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)闹饕修D(zhuǎn)港 ,未來(lái)的發(fā)展方向是成為以水水中轉(zhuǎn)和工業(yè)港為特色的綜 合性港口《 隨著船舶業(yè)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代技術(shù)的不斷更新 ， 研究船舶電站的自動(dòng)化控制有著非常 重要的意義 .而電站在船舶中占領(lǐng)著非常重要的地位，一旦電站出現(xiàn)嚴(yán)重故陣，整所船會(huì) 處于癱瘓狀態(tài) ， 人的生命安全得不到保 障。 2. 通過(guò) PLC 與單片機(jī)的性能比較，采用了先進(jìn)的 PLC系統(tǒng)控制船舶電站，并且使用組 態(tài)軟件 MCGS 來(lái)實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控，性能可靠、操作方便?？刂茻艄獾牧涟悼梢圆捎?PLC內(nèi)的脈寬調(diào)制 ， 即 PWM功能。 FX 系列 PLC 有多種規(guī)格數(shù)據(jù)寄存器，包括變址寄存器、特殊寄存器、文件寄存器、 鎖存數(shù)據(jù)寄存器、通用數(shù)據(jù)寄存器，字母以 D 幵頭。接線方便，只需用扁平電纜線連接，各模塊的高度及寬度都 相同，只是長(zhǎng)度不一樣，安裝后非常的整齊美觀。另外， PLC 可以與上位機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)集敝控制 ， 進(jìn)一步還可得到網(wǎng)絡(luò)化管理(11】 。 (3) 編程簡(jiǎn)單易學(xué) ， 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試周期短 現(xiàn)在我們所設(shè)計(jì)的船舶電站選用 FX 系列功能最強(qiáng)、速度最快的微型可編程監(jiān)控器 FX2N,可以用于 I/O 點(diǎn)數(shù)多、監(jiān)控功能復(fù)雜、要求聯(lián)網(wǎng)通信的系統(tǒng)。 另外， PLC 在硬件和軟件方面還采用了以下強(qiáng)有力的措施，來(lái)提高其可靠性 1】 《 硬件方面， I/O 模塊采用光電 隔離技術(shù)，以及光敏晶閘管、小型繼電器等器件來(lái)隔絕 PLC 內(nèi)部電路與工業(yè)設(shè)備間的電氣：器件選擇嚴(yán)格，采用模塊化形式，當(dāng)某個(gè)模塊發(fā)生故 障時(shí)，可以立刻得到更換，縮短故障維修時(shí)間：供電電源采用開(kāi)關(guān)電源，比起線性電源來(lái) 說(shuō)它的性能優(yōu)良，功耗小 ， 并對(duì)輸入電路采取各類形式的濾波 ， 降低干擾；各個(gè)PLC 模塊 采用屏蔽技術(shù) ， 減少輻射的千擾。 PLC 在船舶電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用前景 可編程序監(jiān)控器 (PLC)是通用型工業(yè)監(jiān)控器件，因其抗干擾能力強(qiáng)、功能齊全、應(yīng)用 靈活、使用方便、維修簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，能夠直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境，因此得到廣泛的應(yīng)用。 機(jī)械工業(yè)是我國(guó)的基礎(chǔ)工業(yè)之一，近年來(lái)逐漸發(fā)展成為國(guó)內(nèi)工業(yè)的增長(zhǎng)點(diǎn)，每年以驚 人的速度增長(zhǎng)。歐美國(guó)家制造的 PLC大多是大中型 ， 在一些大型的系統(tǒng)中 會(huì)經(jīng)常采用。 PLC 概述 PLC 的應(yīng)用現(xiàn)狀 當(dāng)前，我國(guó)的 PLC市場(chǎng)基本上都是國(guó)外產(chǎn)品，比如 LG、 三菱、西門子等。 我國(guó)研究船舶電站監(jiān)控系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)也比較多，設(shè)計(jì)的電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，可根據(jù)電網(wǎng) 的負(fù)荷情況來(lái)決定增加還是減少發(fā)電機(jī)組的投入，進(jìn)入并機(jī)狀態(tài)后隨時(shí)監(jiān)視電網(wǎng)的狀態(tài) , 進(jìn)行電網(wǎng)有功功率和頻率的自動(dòng)調(diào)整、電網(wǎng)無(wú)功功率和電壓的自動(dòng)調(diào)整，確保電網(wǎng)的運(yùn)行 穩(wěn)定。 一些具有先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的主要造船國(guó)家 的研究機(jī)構(gòu)和高校都在開(kāi)展相應(yīng)的研究工作，他們擁有數(shù)字仿真裝置，或者是半數(shù)字仿真 裝置，也就是部分是實(shí)物，可以供研究人員進(jìn)行開(kāi)發(fā)操作，各種測(cè)試儀器也是非常的精密 , 有不同類型的負(fù)載模擬器。觸點(diǎn)型監(jiān)控系統(tǒng)、集中型監(jiān)控 系統(tǒng)、集散型監(jiān)控系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線型監(jiān)控系統(tǒng)是船舶電站監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的四個(gè)階段。其中網(wǎng) 絡(luò)化是未來(lái)船舶的發(fā)展重點(diǎn) ， 它的自動(dòng)化化水平高、易于維護(hù)、安全可靠。 船舶機(jī) 艙自動(dòng)化系統(tǒng)及設(shè)備技術(shù) 船舶電站自動(dòng)化從屬與機(jī)艙自動(dòng)化⑷，包括動(dòng)力系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)測(cè)量、報(bào)瞀顯示 等。母站下面連接幾個(gè)子站，分 別監(jiān)控各自設(shè)備。 船舶電站監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展歷程及趨勢(shì) 近年來(lái) ， 計(jì)算機(jī)控制己被迅速地推廣和普及 ， 通信和網(wǎng)絡(luò)己經(jīng)成為控制系統(tǒng)不可缺少 的重要組成部分。 (3) 特殊電站，主要是對(duì)船上的一些信號(hào)設(shè)施供電 ， 比如測(cè)向儀、雷達(dá)、無(wú)線 電、電話、報(bào)警系統(tǒng)等。 平時(shí)只使用 一臺(tái)發(fā)電機(jī)組對(duì)設(shè)備進(jìn)行供電，當(dāng)船舶電站系統(tǒng)產(chǎn)生重載的情況下 ， 就需并聯(lián)上第 二臺(tái)機(jī)組，視情況而定，假設(shè)是發(fā)生了故陣，則需并上第二臺(tái)機(jī)組后自身解列，第 三臺(tái)機(jī)組是備用發(fā)電機(jī)組，當(dāng)前兩臺(tái)機(jī)組都不能使用的情況下開(kāi)啟，通過(guò)應(yīng)急配電 板分配電力 ? 發(fā)電機(jī)通過(guò)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)而產(chǎn)生電力發(fā)出的電力再通過(guò)配電板進(jìn)行分配 ， 目 前我國(guó)船舶使用的大多是交流發(fā)電機(jī)，交流電壓是 380V,國(guó)外的一些船舶使用的是 440V。 蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)容量小 121,主要供給照明設(shè)備。預(yù)計(jì)到 2020年 ，中國(guó)的造船產(chǎn)量達(dá)到 5000萬(wàn)噸， 占世界市場(chǎng)的份額將達(dá)到 32%,另外日本、韓國(guó)的造船產(chǎn)量也占有很大份額。 .................................................... 22 子模塊的程序設(shè)計(jì) .....................................................24浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 自起動(dòng)模塊的程序設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 24 自動(dòng)準(zhǔn)同步并車橫塊的程序設(shè)計(jì) ................................................................................................. 25 自動(dòng)調(diào)頻調(diào)轂裝置程序設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 29 自動(dòng)解列與自動(dòng)停機(jī)程序 ........................................................................................................... 32 安全檢測(cè)及電機(jī)保護(hù) ...................................................................................................................... 33 捕 ............................................................................. 34 第 5章基于 MCGS的監(jiān)控系統(tǒng) .............................................. 35 MCGS 的主要特性 ................................................................ 35 主控窗口 ................................................................................................................................. 37 設(shè)備窗口 ................................................................................................................................. 37 用戶窗口 ................................................................................................................................. 37 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) .............................................................................................................................. 38 運(yùn)行策略 .......................................................................................................... .....................38 PLC 計(jì)算機(jī) 通信模式的配線 .......................................................... 39 上位機(jī)與 PLC 的通倌 ................................................................................................................ 40 監(jiān)控畫面的顯示 ....................................................................................................................... 43 捕 ............................................................................. 44 第 6章監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性研究 ....... ? ................................... 45 監(jiān)控系統(tǒng)的主