【正文】 六，隨時(shí)檢測(cè)運(yùn)行狀態(tài)，觀測(cè)是否有輕載、重載或者故陣發(fā)生，如輕載 ， 則調(diào)用自動(dòng)解列 模塊，開(kāi)閘停機(jī)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。對(duì)于軟件工程來(lái)說(shuō)，維修費(fèi)用占整個(gè)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的 90%以上的資金， 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)不僅使程序的運(yùn)行可靠性增高 ， 而且后期的維護(hù)方便。 指令系統(tǒng)：整個(gè) PLC 的指令集就是指令系統(tǒng)，它是一個(gè)整體 ， 包括指令如何執(zhí)行、執(zhí) 行的順序，最終能夠?qū)崿F(xiàn) PLC 的功能。 小結(jié) 本章主要對(duì)船舶電站自動(dòng)化系統(tǒng)中的并車(chē)情況進(jìn)行了詳細(xì)的分析，研究了并車(chē)的方 法、并車(chē)的條件，通過(guò)對(duì)待并發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)間的電壓差、頻率差、相位差的分析 ， 詳解了 在不 同滿足其中之一條件下所產(chǎn)生的問(wèn)題。電網(wǎng)功率富裕時(shí)可直接合上大功率設(shè)備，負(fù)荷率在 以?xún)?nèi)。起動(dòng)后能自動(dòng)投入電網(wǎng)工作 ， 這樣不僅為迅速供電 ， 為 航行安全提供了保證 ， 同時(shí)又能使故障機(jī)自動(dòng)停機(jī)。同一類(lèi)型發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行功率應(yīng)該平均分配，不同類(lèi) 型的發(fā)電機(jī)應(yīng)該按各自的容量來(lái)分配負(fù)荷。 電壓調(diào)整可通過(guò)線性回歸法。 bp (32) 其中 兩種方法的提前量獲取并沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，本系統(tǒng)采用恒定超前相角裝置來(lái)獲取提前 量時(shí)間 ， 保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。假設(shè)其他條件符合，只 有頻率差沒(méi)有達(dá)到要求，根據(jù) 頻差的正負(fù)大小來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的速度，調(diào)節(jié)速度也就是調(diào)節(jié)頻率 （ / = 77/7/60),直到頻 差符合條件。頻率相差太大時(shí)自整定不能完全 發(fā)揮作用，因失步而跳閘 ?甚至整個(gè)電網(wǎng)失電，威脅到船舶的安全行駛 ,一般頻差在 177。 當(dāng)不同的并車(chē)條件發(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的后果：當(dāng)待并機(jī)組跟電網(wǎng)有相位差時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大 的沖擊電流：當(dāng)待 并機(jī)組跟電網(wǎng)之間的相差較大時(shí)，過(guò)大的電壓差將在并車(chē)時(shí)產(chǎn)生很大的 沖擊電流，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)輸入上會(huì)形成很大的沖擊轉(zhuǎn)矩 ， 而船舶機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性一般不大 , 兩臺(tái)機(jī)組間的轉(zhuǎn)子容易發(fā)生扭軸：當(dāng)待并機(jī)組與電網(wǎng)有頻差過(guò)大時(shí)，自整步作用又不夠 , 將造成機(jī)組跳閘，甚至整所船斷電，無(wú)法保證船舶的安全性。以下主要 對(duì)發(fā)電機(jī)組的并車(chē)情況進(jìn)行詳細(xì)的分析。 13. 發(fā)電機(jī)組自動(dòng)解列。具有自動(dòng)電力系統(tǒng)管理的船舶電站 ， 正常情況下不會(huì)發(fā)生卸載。禁止二臺(tái)及以上發(fā)電機(jī)組同時(shí)接入 , 禁止短路后嘗試多次接入 ? 3. 自動(dòng)檢測(cè)有關(guān)的電氣參數(shù)，記錄諸如電壓電流之類(lèi)的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生故障時(shí)有聲光報(bào)瞀 功能，監(jiān)控各個(gè)發(fā)電機(jī)組。計(jì)算機(jī)通信模式 的優(yōu)點(diǎn)為 (1) 計(jì)算機(jī)能以一個(gè)通信口與多臺(tái) PLC 數(shù)據(jù)通信，但最多為 16臺(tái) PLC。 (2) 局限性 以網(wǎng)絡(luò)鏈接模式來(lái)達(dá)到計(jì)算機(jī)集中監(jiān)控時(shí) ,其所能監(jiān)控的元件數(shù)量會(huì)受數(shù)據(jù)共享數(shù)的 限制。 (3) 發(fā)電機(jī)信號(hào)：電壓、電流、頻率、有功功率等。 上位機(jī)又能夠集中管理所有的 PLC， 協(xié)調(diào)它們的工作 ^在上位機(jī)的監(jiān)控畫(huà)面中，能夠 觀察到機(jī)組的運(yùn)行情況，比如電網(wǎng)電壓、電流、頻率等參數(shù)，可以以報(bào)表的形式打印，還 有點(diǎn)擊按鈕可以控制設(shè)備起停，實(shí)現(xiàn)船舶電站的自動(dòng)化管理 ?上位機(jī)要是應(yīng)用 WWW版本的 MCGS工控組態(tài)軟件 ， 能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化 ， 駕駛室、船長(zhǎng)室等都可瀏覽監(jiān)控畫(huà)面 ，并對(duì) 下位機(jī)進(jìn)行操作％，此系統(tǒng)有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)： (1) 可靠性 ?各控制器相互獨(dú)立，發(fā)生故陣只有局部影響，不會(huì)引發(fā)大的電站運(yùn)行 事故，保障系統(tǒng)的 可靠運(yùn)行， (2) 系列化 ?基本模塊、擴(kuò)展模塊都做成除寬度不一致，其他尺寸都一樣的外形， 便于連接，有各種輸入輸出模塊、信號(hào)檢測(cè)模塊等，功能強(qiáng)大，應(yīng)用方便。 它處 于東海之濱，背靠經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的長(zhǎng)三角，與上海、寧波等大中城市隔海相望，是中國(guó)對(duì)外幵 放的主要海上門(mén)戶。它內(nèi)置恒定掃描時(shí)間、中斷程序、輸入輸出刷新 等功能。 (2)先進(jìn)美觀的外部結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品以模塊化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化 ， 配備各種硬件裝置供用戶選用，根據(jù)需要可以組成 功能不同、規(guī)模不同的系統(tǒng)。 PLC的通用性很強(qiáng) ， 供電電源也是采用通用性的開(kāi)關(guān)電 源， DC24V,岸上已廣泛使用，全世界都可以買(mǎi)到 PLC 產(chǎn)品以及電源備件；微機(jī)系統(tǒng)是專(zhuān) 用產(chǎn)品 ， 需配備系統(tǒng)所需各種電子電路板 (信號(hào)處理板、微機(jī)主板、各種開(kāi)關(guān)量、模擬量 的輸入、輸出板等 )即備件的成本費(fèi)用高。 目前我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)水平還是落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家的 ,未來(lái) PLC在自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng) 用應(yīng)該有一個(gè)很大的發(fā)展空間。 曰本的 PLC 主要以小型為主，比如本系統(tǒng)采用的 FX 系列，但此系列的 PLC功能強(qiáng)大 , 且容易擴(kuò)展，有許多的擴(kuò)展模塊，比如 FX0N3A 輸入輸出模塊 ， 既有數(shù)字量輸入輸出也有 模擬量的輸入輸出，非常實(shí)用。這些系統(tǒng)中 都包括電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)，也就是說(shuō)在這些代表發(fā)展方向的系統(tǒng)中，電站都是由計(jì)算 機(jī)直接監(jiān)控。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶電力系統(tǒng)的有效管理和 監(jiān)控，一般在服務(wù)器上安裝工控組態(tài)軟件 ， 設(shè)計(jì)整所船舶的設(shè)備構(gòu)件，連通工控機(jī)與控制 器之間的網(wǎng)絡(luò)，除了現(xiàn)場(chǎng)操作外，其他的都可在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上監(jiān)控，包括發(fā) 電機(jī)組的運(yùn)行參 數(shù)、故陣報(bào)警，實(shí)現(xiàn)了對(duì)船舶電站的分散控制和集中管理。保障船舶的行駛安全 ， 提高船舶航行的經(jīng)濟(jì)性。這時(shí) 又沒(méi)有岸電供電，就需要有停泊電站對(duì)船上的一些必要設(shè)備供電。 本系統(tǒng)采用的就是 3臺(tái)發(fā)電機(jī)，電網(wǎng)電壓為 380V,頻率為 50Hz。 2020年，造船 產(chǎn)量達(dá)到 880 萬(wàn)載重噸，占世界造船總額的 14%，連續(xù) 10 列世界第三位 2020年， 船舶制造產(chǎn)量占全世界的 23%。 關(guān)鍵詞：船舶電站，監(jiān)控系統(tǒng)， PLC, MCGS THE DESIGN OF PLCBASED AUTOMATIC MONITORING SYSTEM OF SHIP POWER STATION ABSTRACT 浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 The ship still plays an important role in the traffic. With the development of electronic information technology and automation monitoring technology, monitoring system is used widely. As ships are getting more and more largescaled and antomated， the requirement of automatic technology of ship power station is also increasingly. Power station is one of the key parts in a ship. The monitoring system of ship power station plays an important monitoring system of ship power station based on PLC is designed in this paper. The monitoring system is posed of one master station (upper puter).and three substations. Each substation, which is cored by a Mitsubishi FX2N PLC structure, controls a generator independently which is consist of a diesel engine and a generator. The main station and substations are connected by RS485 munication. An automatic monitoring system of ship power station is introduced in this paper, which can realize real data collection and related equipment control. By using the method of modular construction, flow charts of every model in PLC control system is designed in this paper. The program is designed by using the PLC programming software including the modules of generator’s selfstarting, quasisynchronous autoparallel operation and automatic splitting. The automatic control system of power station is realized with this method. By using the configuration software MCGS, the monitoring software of PC is designed in this paper, which has the characteristics of friendly interface and convenient operation. In addition, for the antijamming, mechanical vibration, temperature and humidity interference influence of the ship power station, hardware and software are bined to overe effectively the effects of various kinds of interference on the electrical equipments, and improve the stability and reliability of the power supply in ship power station. Automatic monitoring system of ship power station designed in this paper, is applied to middle or smallsized ships. Testing result shows that the system designed meet the monitor requirements for ship power station. Key Words: ship power station。 不保密 \^。浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 基于 PLC 的船舶電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 作者姓名：葉繼英 指導(dǎo)教師：陳國(guó)定教授 浙江工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院 2020年 3月圖冒圖 _ Y1921094 Dissertation Submitted to Zhejiang University of Technology for the Degree of Master The Design of PLCBased Automation Monitoring System of Ship Power Station Candidate: YE Jiying Advisor: Professor Chen Guoding College of Information Engineering Zhejiang University of Technology Mar 2020日期辦 年；月 妒 曰 日期年 + 月日 浙江工業(yè)大學(xué) 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下 ， 獨(dú)立進(jìn)行研究工作 所取得的研究成果。 (請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打 ‘ 十） 作者簽名 導(dǎo)師簽名浙江工業(yè)大學(xué)碩十學(xué)位論文 基于 PLC 的船舶電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘要 船舶在交通運(yùn)輸中依然保持著重要的地位。 monitoring system。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。 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。 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。 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。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。 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