【正文】 .......... 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(xiàn) .................................................................................................................................. 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)。這種集散式控制系統(tǒng)充分體現(xiàn)了分散控制和集中管理的優(yōu)點。 眾所周知， PLC 適用于多種場合中的檢測、監(jiān)控自動化。另外，采用綜合監(jiān)控的形式，可以構(gòu)成雙重或多重冗余，對提高系統(tǒng)或者全船整體可靠性是有積極意義的。 PLC 這種專用的工業(yè)控制機，它的組成與計算機基本相同，也是由硬件和軟件系統(tǒng)兩部分組成。 本課題背景及選題意義 隨著新航運要求的出現(xiàn)，對船舶要求也有所提高。 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 7 2 船舶電站自動化管理系統(tǒng) 船舶電站自動化管理系統(tǒng)的總體構(gòu)成 船舶電站的自動化管理系統(tǒng)一般由電站自動控制、監(jiān)測報警和安全系統(tǒng)組成： (1)控制系統(tǒng)：能實現(xiàn)發(fā)電機組的自動起動、并車和解列，還可以實現(xiàn)電站功率的自動管理及電壓、頻率的穩(wěn)定，且可處理電站中出現(xiàn)的故障。自動分級卸載：確保重要設(shè)備連續(xù)供電，在過載的情況時將非重要負(fù)載自動切斷。另外，本系統(tǒng)還具有如下優(yōu)點： (1)改善了系統(tǒng)的運行可靠性，單元故障只影響局部，而且具有自診斷、報警功能； (2)構(gòu)成靈活，擴展方便。在自動起動過程中，還必須對機組是否成功起動進(jìn)行 檢測，若不是三次起動，在一定時間間隔后，重新起動；若機組起動三次仍不成功，則向上位機報告，聯(lián)系另一臺 PLC，起動其相應(yīng)的機組。要根據(jù)主開關(guān)合閘時間來確定設(shè)定的提前時間，可用核定超前時間法。電站供電質(zhì)量由并聯(lián)運行的機組頻率的恒定和有功功率成比例分配所決定。如調(diào)整脈沖的寬度：對于液壓調(diào)速器來說，新建船舶大約可調(diào)整在 ~2s 之間的不同檔次上，以匹配不同程度的頻差與功差綜合信號；當(dāng)山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 21 船舶陳舊時，調(diào)速器脈沖寬度可能要整定在 1~5s；某些保養(yǎng)不當(dāng)?shù)拇皯?yīng)調(diào)整在 5~20s，調(diào)速器才會起作用。 數(shù)據(jù)塊的在線監(jiān)視與在線修改 (1)在線監(jiān)視 在登錄、顯示初始信息狀態(tài)后，按下 DB 鍵，輸入數(shù)據(jù)字 (DW)編號，若編程員只編制一個數(shù)據(jù)塊提供用戶現(xiàn)場監(jiān)視與修改，則按 ENT 鍵，否則應(yīng)輸入需要顯示的數(shù)據(jù)字所在的數(shù)據(jù)塊編號。故在主體上采用模塊化結(jié)構(gòu)，部分功能子程序則盡量減少子程序的調(diào)用和中間結(jié)果的存放，采用直接操作輸入輸出板的方法，加快程序運行速度，提高效率。系統(tǒng)設(shè)置了欠壓、過流、逆功率繼電保護和過壓、欠頻、頻率預(yù)調(diào)故障報警。逆功超基于 PLC 的船舶電站自動化系統(tǒng)方案設(shè)計與實現(xiàn) 30 過限值，延時確認(rèn)后將逆功機組切除。 系統(tǒng)仿真 將 PLC 與計算機相連，打開系統(tǒng)軟件，新建一個項目，并建立連接，確保數(shù)據(jù)能夠順利傳輸。另外，報警系統(tǒng)也起著至關(guān)重要的作用，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時報警系統(tǒng)必須第一時間 發(fā)出報警，以便及時對故障進(jìn)行處理?；厥准韧?，心中倍感充實，能在眾多專業(yè)知識淵博、能力和水平很高的老師們的熏陶下度過，實是榮幸之極。 功能測試主要測試系統(tǒng)是否實現(xiàn)設(shè)計功能，諸如能否實現(xiàn)自動控制，自動檢測和報警以及在機組故障的時候產(chǎn)生保護動作等。 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 31 4 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)與測試 為了對所設(shè)計硬件結(jié)構(gòu)及所編程序的正確性進(jìn)行檢測，必須對系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)調(diào)與仿真測試 [9]。規(guī)范規(guī)定：“電流過載 10％ 50％之間，經(jīng)少于 2min 的延時斷路器應(yīng)分?jǐn)啵唤ㄗh整定在發(fā)電機額定電流的 125％ 135％，延時 1530 秒斷路器分?jǐn)唷?。上位還要有自動 /手動切換按鈕來轉(zhuǎn)換控制方式，自動狀態(tài)時，自動起動、并機、解列和停車等控制功山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 29 能由系統(tǒng)的功能模塊程序自動執(zhí)行；而手動狀態(tài)時，需管理人員在配電板的控制面板上操作。操作人員通過操作站，可以監(jiān)視現(xiàn)場裝置的情況；可以實現(xiàn)各種狀態(tài)量的監(jiān)視和組態(tài)，極大地方便了人員的操作，從而實現(xiàn)了集中的操作和監(jiān)控管理 。下圖為定時器的監(jiān)控與修改操作流程 。解列和故障停車流