【正文】 3 PLC 在船舶電站自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用 ...................................................................... 4 PLC 概述 .......................................................................................................... 4 PLC 的工作原理 .............................................................................................. 5 PLC 在船舶電站自動化系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)勢 ................................................. 5 本課題背景及選題意義 ............................................................................................. 5 本文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排 ..................................................................................... 6 2 船舶電站自動化管理系統(tǒng) .................................................................................................... 7 船舶電站自動化管理系統(tǒng)的總體構(gòu)成 ..................................................................... 7 船舶電站自動化管理系統(tǒng)主要功能 ......................................................................... 7 集散式船舶電站管理系統(tǒng) ......................................................................................... 9 集散式電站 ...................................................................................................... 9 信號的采集及處理 ........................................................................................ 10 檢測單元的設(shè)計 .............................................................................................11 3 集散式船舶電站管理系統(tǒng)的功能流程 .............................................................................. 13 機組的自動起動模塊及流程圖 ............................................................................... 13 并車運行模塊及流程圖 ........................................................................................... 14 調(diào)頻調(diào)載模塊及流程圖 ........................................................................................... 17 重載詢問模塊及流程圖 ........................................................................................... 18 自動解列和自動停機模塊及流程圖 ....................................................................... 19 電力管理系統(tǒng)參數(shù)在線監(jiān)視與在線修改 ............................................................... 20 OP393 的連接與登錄 ..................................................................................... 22 定時器的在線監(jiān)視與在線修改 .................................................................... 23 數(shù)據(jù)塊的在線監(jiān)視與在線修改 .................................................................... 25 船舶電站管理系統(tǒng)的監(jiān)控單元設(shè)計 ....................................................................... 26 上位機監(jiān)控系統(tǒng)功能 .................................................................................... 26 工業(yè) PC 機控制軟件和監(jiān)測軟件結(jié)構(gòu) ......................................................... 27 監(jiān)控界面簡介 ................................................................................................ 28 安全保護系統(tǒng) ........................................................................................................... 29 IV 欠壓保護 ........................................................................................................ 29 過流保護 ........................................................................................................ 29 逆功率保護 .................................................................................................... 29 故障報警的設(shè)置 ............................................................................................ 30 4 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)與測試 .................................................................................................................. 31 系統(tǒng)仿真 ................................................................................................................... 31 系統(tǒng)調(diào)試 ................................................................................................................... 32 總 結(jié) ...................................................................................................................................... 33 致 謝 ...................................................................................................................................... 34 參考文獻 .................................................................................................................................. 35 附 錄 ...................................................................................................................................... 36 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 1 前 言 為實現(xiàn)船 舶電站自動化的各種功能，船舶電站自動化技術(shù)經(jīng)歷了由繼電器、接觸器組成的有觸點控制系統(tǒng)到有分立元件和集成元件組成的無觸點控制系統(tǒng)。到 80 年代中后期，隨著微機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日趨成熟，國外眾多國家相繼開發(fā)研制多微機分布式網(wǎng)絡(luò)型自動化控制系統(tǒng)，如：西門子、 AEG 等國際著名的大公司近期的產(chǎn)品，是目前國際上最新技術(shù)產(chǎn)品。 S7200 PLC 具有豐富的指令集成和內(nèi)置集成功能，如高速計數(shù)器 HSC、自整定 PID 和脈沖輸出PTO/PWN 等，實時特性和通訊能力強，擴展模塊豐富，可靠性高。 船舶電站的主要特點是容量相對較小。 (2)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化 如今，數(shù)字化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)相當成熟。未來船舶電站的自動化系統(tǒng)會向著自動故障預(yù)測、自診斷的方向發(fā)展，上位機將會實現(xiàn)專家系統(tǒng)等智能連接。 PLC 的硬件系統(tǒng)由主機、輸入輸出擴展設(shè)備及外部設(shè)備三部分組成。這種循環(huán)掃描的方式，不斷地對輸入和輸出變量進行收集、計算和輸出，使得變量滿足程序條件，并且相應(yīng)的輸出使執(zhí)行結(jié)構(gòu)動作。作為船舶上重要的裝備，船舶電站有著極其重要的作用；除了為船舶提供日常用電之外，還關(guān)系著船舶日常 工作的順利進行。 本文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排 本文主要內(nèi)容是以兩臺發(fā)電機組的電站為例，采用 PLC 的工業(yè)控制技術(shù)和工業(yè) PC 機，設(shè)計了基于 PLC 控制的船舶電站自動化的集散式管理系統(tǒng)。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，控制系統(tǒng)可自動地使處于備用狀態(tài)的機組迅速起動 (不超過 45s)，自動準同步投入電網(wǎng)運行；并網(wǎng)成功后，故障機組將負荷降低至不大于額定功 率的 10%時，自動脫離電網(wǎng)。 基于 PLC 的船舶電站自動化系統(tǒng)方案設(shè)計與實現(xiàn) 8 (2)發(fā)電機組的自動起動：當電網(wǎng)負荷增加使運行機組重載時、運行機組發(fā)生機電故障和某機組起動失敗或不能合閘時，電站管理系統(tǒng)能自動地發(fā)出起動指令使備用機組迅速自動起動，在起動成功后建立壓力后投入電網(wǎng)供電。 (8)機組自動、故障狀態(tài) 下解列、停機控制：輕載或故障需要停機時，并網(wǎng)運行機組先自動轉(zhuǎn)移負載，再按順序使運行機組逐臺退出電網(wǎng)，然后停車。 工業(yè) PC 控制機置于集控中，作為操作系統(tǒng)的操作管理裝置。采用了標準的硬件模塊和軟件模塊，可以靈活組建，而且采用了局域網(wǎng)，系統(tǒng)擴展十分方便。 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 13 3 集散式船舶電站管理系統(tǒng)的功能流程 本文首先把集散式船舶電站管理系統(tǒng)的功能劃分為不同的模塊，并把它們作為子程序，設(shè)計實現(xiàn)這些子程序的流程圖，然后，主程序?qū)⑦@些子程序有機結(jié)合，來完成對電站的自動化管理。同時，發(fā)出“起動失敗”的聲光報警。 (3)當相位差、電壓差和頻率差在系統(tǒng)設(shè)定范圍內(nèi)時，提前發(fā)出合閘指令，實現(xiàn)自動準同步并聯(lián)運行。合閘時間越短則越有利于同步操作，而 PLC 按掃描的原理工作，因此 PLC 系統(tǒng)的運算周期就是 PLC 的掃描周期。發(fā)電柴油機本身具有調(diào)速器，可以保證轉(zhuǎn)速處于規(guī)范之內(nèi)。維持電網(wǎng)頻率恒定及有功功率轉(zhuǎn)移可由原動機調(diào)速器改變油門的大小進行調(diào)節(jié)，也可另設(shè)調(diào)頻調(diào)載單元。 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 19 其流程圖如下： 起 起 起 起起 起 起 起 起起 起 起 起起 起 起 起起 起 起 起 起 起 起 起起 起 起 起 起起 起 起 起起 起 起 起起 起 起 起起 起 起 起 起起 起 起 起起起起起起起 圖 重載詢問流程圖 Overloading about flow chart 重載詢問模塊的功能是合理的管理電站 ，防止重載