【正文】 ....................................................................................................... 49 m .................................................................................................................................................... 51 致謝 ..................................................................................................................................................52 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果 ........................................................................................ 53第 1 章緒 論 船舶電站監(jiān)控系統(tǒng)概述 船舶電站簡述 船舶在交通運(yùn)輸中依然保持著重要的地位。 采用模塊化的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)了 PLC控制系統(tǒng)的各功能流程，完成 PLC控制程序編寫 ， 包括 發(fā)電機(jī)組的自起動、自動準(zhǔn)同步并車、自動調(diào)頻調(diào)載以及自動解列等模塊程序，實(shí)現(xiàn)了船 舶電站的自動控制；利用 MCGS工控組態(tài)軟件設(shè)計(jì)了上位機(jī)監(jiān)控軟件，人機(jī)界面友好 ，便 于操作。 日期 :2020 年 3月 30 日 參 學(xué)位論文版權(quán)使用授 權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定 ， 同意學(xué)校保留 并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人承擔(dān)本聲明的法律責(zé)任。 監(jiān)控系統(tǒng)由一個(gè)主站（上位機(jī)）和三個(gè)子站組成，每個(gè)子站由一臺三菱 FX2N PLC構(gòu) 成，獨(dú)立控制一臺發(fā)電機(jī)組，包括一臺柴油機(jī)和一臺發(fā)電機(jī)，主站和子站之間采用 RS485 通信連接 ^論文設(shè)計(jì)了該電站自動化監(jiān)控系統(tǒng) ， 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的釆集以及對相關(guān)設(shè)備的控制。 .............................................................................................. I 第 1章緒論 .............................................................. 1 船舶電站監(jiān)控系統(tǒng)概述 ..................................................................... 1 船舶電站簡述 ............................................................................................................................1 船舶電站溢控技 術(shù)的發(fā)展歷程及趨勢 ............................................................................................3 浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 船舶機(jī)自動化系統(tǒng)及設(shè)備技術(shù) .............................................. 3 國內(nèi)外船舶電站監(jiān)控技術(shù)的研究現(xiàn)狀 ............................................................................................4 PLC ............................................................................. 5 PLC 的應(yīng)用現(xiàn)狀 .................................................................................................................... 5 PLC 在船舶電站自動化》控系統(tǒng)中的應(yīng)用前錄 ........................................................................... 5 三菱 FX2N 的特點(diǎn) .....................................................................................................................6 描 .................................................................... ................... 8 第 2韋船舶電站自 .動化系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) ..................................... 10 電站自動化系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 ............................................................. 10 ....................................... ...................................... 11 上位機(jī)的選擇 .........................................................13 自動化電站實(shí)現(xiàn)功能 ....................................................14 小結(jié) ...............................................................15 第 3章電站自動化系統(tǒng)的工作分析 .......................................... 16 機(jī)組的自動準(zhǔn)同步并車 ..................................................16 并車種類 ......................................................... 16 準(zhǔn)同步并車條件 ..................................................... 17 自動準(zhǔn)同步并車裝置 .................................................. 17 電壓及無功功率自動調(diào)整 ................................................18 頻率及有功功率自動調(diào)整 ................................................19 其它監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)策略 ................................................20 發(fā)電機(jī)組的自動起動 .................................................. 20 單機(jī)運(yùn)行腔控 ....................................................... 20 *齜詢銬 ...............................................................................................................................20 系統(tǒng)抗干擾能力問題 ....................................................20 糊 ................................................................ 21 第 4章電站自動化系統(tǒng)的 PLC設(shè)計(jì) .......................................... 22 PLC 編程語言 ............................................................................ 22 PLC監(jiān)控系統(tǒng)稈序總體框架 ......... 。本 系統(tǒng)采用的原動機(jī)是柴油機(jī) ， 因此船上產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)也叫柴油發(fā)電機(jī)組 .其他 圖 浙江 T業(yè)大學(xué)碩 t學(xué)位論文 2 的原動機(jī)還包括燃?xì)廨啓C(jī)或者汽輪機(jī)。 (2) 應(yīng)急電站，當(dāng)主電站發(fā)生故陣時(shí)啟用，對船上重要的設(shè)備進(jìn)行應(yīng)急供電 , 圖 浙江工業(yè)大學(xué)碩上學(xué)位論文 保陣船舶的安全行駛。 兩個(gè)母站之間相互通訊，且相互獨(dú)立，都可對設(shè)備進(jìn)行操作。最終實(shí)現(xiàn)控制 系統(tǒng)系列化、 模塊化、智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化 ， 向著船艙綜合自動化方向前進(jìn)。 網(wǎng)絡(luò)型監(jiān)控系統(tǒng)是船舶電站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向 ,也是目前新造船舶所采用的主流監(jiān) 控系統(tǒng) ， 因此現(xiàn) 代船舶電站監(jiān)控技術(shù)的特點(diǎn)就是建立在計(jì)算機(jī)通信技術(shù)基礎(chǔ)之上的網(wǎng)絡(luò) 化，以及由此帶來的數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化和智能化 . ? 國內(nèi)外船舶電站監(jiān)控技術(shù)的研究現(xiàn)狀 國外對船舶電站監(jiān)控技術(shù)的研究起步比較早 39。造成我國在該領(lǐng)域落后的主要原因是技術(shù)支持不浙江工業(yè)大學(xué)碩上學(xué)位論文 夠和研究工作浙江工 ilk大學(xué)碩士學(xué)位論文 跟不上 ， 因此，我國需加強(qiáng)船舶電站自動化監(jiān)控技術(shù)的研究。隨著企業(yè)間的競爭加劇， 小型企業(yè)為了獲得更大的效益，并且為了提高自身的競爭實(shí)力，就需要不斷地提升生產(chǎn)系 統(tǒng)的自動化。 PLC不能直接接收模擬信號，需要一塊信號處理板 ，把 采集到得模擬信號轉(zhuǎn)換成 PLC可以接收的標(biāo)準(zhǔn)信號 ,而單片機(jī)也同樣需要這樣的信號處理 板，但是海上的惡劣環(huán)境不同陸上，單片機(jī)的抗干擾問題一直得不到很好的解決，而 PLC 能夠直接應(yīng)用在惡劣的環(huán)境中。 PLC 接收外部的開關(guān)量或者是標(biāo)準(zhǔn)的模擬量 .轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后交給 CPU模塊處理 (包 括控制器、運(yùn)算器和存儲器 )， 數(shù)據(jù)處理好后輸出，控制繼電器之類的設(shè)備，完成控制過 程。各種配 S都 有很高的性價(jià)比，配置靈活，功能強(qiáng)大。 1. 深入了解船舶電站整體結(jié)構(gòu) ,分析了國內(nèi)外船舶電站監(jiān)控技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨 勢。 囝 利用 PLC和智能儀器采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備 ,PLC主要承擔(dān)發(fā)電機(jī)組的起動、 停止控制，調(diào)頻調(diào)壓，并聯(lián)運(yùn)行控制 ， 機(jī)組運(yùn)行臺數(shù)以及大功率符合投入管理，機(jī)組故陣 處理等任務(wù)。 測控單位直接跟柴油發(fā)電機(jī)、繼電器、變送器等相連 ， 完成數(shù)據(jù)的采集，管理系統(tǒng)接收這 些數(shù)據(jù)，按照事先的程序運(yùn)行 ， 將運(yùn)行結(jié)果輸出給執(zhí)行結(jié)構(gòu)。 電網(wǎng)__廠 傳 感器 |_? _ ______________ 開關(guān) 里 輸 入 ? ^ ________ 開關(guān) m輸 出 舶站統(tǒng) 船電系 ? 校擬執(zhí) 行部件 浙江工業(yè)大學(xué)碩 i?學(xué)位論文 (4) PLC 信號：幵關(guān)量的輸入 /輸出、模擬量等。 MCGS能夠在基于 Microsoft的各種 32 位 Windows平臺上運(yùn)行，通過對現(xiàn) 場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報(bào)警處理、流程控制和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供 解決實(shí)際工程問題的方案，在自動化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 自動化電站實(shí)現(xiàn)功能 。 5. 有功功率自動分配和自動恒頻。出現(xiàn)機(jī)械或者電氣故障時(shí)能夠自動 保護(hù)，以免引起裝置的進(jìn)一步損壞 , 造成不必要的損失。對電 網(wǎng)、柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、 PLC 的測量控制信號進(jìn)行了羅列。陸上的 大的電力系統(tǒng)能夠承受一定量的沖擊電流 ， 可以采用自同步 .但是船舶電站的單機(jī)容量 只有幾百千瓦 ， 無法承受自同步帶來的沖擊電流而引起的電網(wǎng)電源的下降，一般在船舶 上不會采用此方法 . 準(zhǔn)同步的方法是指待并發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)電壓大小相同、相位一致、頻 率相等時(shí)，合上 待并機(jī)組的主幵關(guān)，在自整定作用和沖擊電流的均衡下將待并機(jī)組拉入同步。(辦為相差角 ） (3) 待并機(jī)組的頻率與電網(wǎng)頻率一致，即 amp。\0%U 4r=t/i/2l^177。 (1)恒定超前時(shí)間 可采用復(fù)合微分電路使差頻電壓提前過零 ， 然后用電平檢測器檢零，提前發(fā)出合閘指 令。 與并車時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流相比，運(yùn)行時(shí)的沖擊電流要小的多 ， 環(huán)流回路呈純電感性 ， 為滯 后的無功電流。低于電網(wǎng)額定頻率時(shí) ， 轉(zhuǎn)速降低，輸出功率減少。 15%。 當(dāng)船舶電網(wǎng)恢復(fù)供電以后，自動裝置立即使應(yīng)急發(fā)電機(jī)停車，一切恢復(fù)原始狀態(tài)，以 備下次工作。 對工業(yè) PC 機(jī)來說 ， 它是在內(nèi)部時(shí)鐘節(jié)拍監(jiān)控下 ， 以極高的速度工作的，工作頻率越 高，內(nèi)外的干擾就越大。但是指令表閱讀不容易一 目了然 ， 最好有相應(yīng)的流程說明來方便記憶。梯 形圖特別適用在開關(guān)量邏輯控制。 一， 當(dāng)程序起動后 ， 先進(jìn)行初始化 ， 設(shè)置各類起動條件后開始運(yùn)行狀 態(tài)監(jiān)測。