【正文】 .......... 4 PLC 的工作原理 .............................................................................................. 5 PLC 在船舶電站自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì) ................................................. 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(dòng)化管理系統(tǒng) .................................................................................................... 7 船舶電站自動(dòng)化管理系統(tǒng)的總體構(gòu)成 ..................................................................... 7 船舶電站自動(dòng)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(hào)的采集及處理 ........................................................................................ 10 檢測(cè)單元的設(shè)計(jì) .............................................................................................11 3 集散式船舶電站管理系統(tǒng)的功能流程 .............................................................................. 13 機(jī)組的自動(dòng)起動(dòng)模塊及流程圖 ............................................................................... 13 并車運(yùn)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(dòng)解列和自動(dòng)停機(jī)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(shí)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(jì) ....................................................................... 26 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)功能 .................................................................................... 26 工業(yè) PC 機(jī)控制軟件和監(jiān)測(cè)軟件結(jié)構(gòu) ......................................................... 27 監(jiān)控界面簡(jiǎn)介 ................................................................................................ 28 安全保護(hù)系統(tǒng) ........................................................................................................... 29 IV 欠壓保護(hù) ........................................................................................................ 29 過流保護(hù) ........................................................................................................ 29 逆功率保護(hù) .................................................................................................... 29 故障報(bào)警的設(shè)置 ............................................................................................ 30 4 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)與測(cè)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(jì) (論文 ) 1 前 言 為實(shí)現(xiàn)船 舶電站自動(dòng)化的各種功能，船舶電站自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)歷了由繼電器、接觸器組成的有觸點(diǎn)控制系統(tǒng)到有分立元件和集成元件組成的無觸點(diǎn)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(diǎn)。 眾所周知， PLC 適用于多種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)控自動(dòng)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(duì)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(jī)，它的組成與計(jì)算機(jī)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(yùn)要求的出現(xiàn)，對(duì)船舶要求也有所提高。 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 2 船舶電站自動(dòng)化管理系統(tǒng) 船舶電站自動(dòng)化管理系統(tǒng)的總體構(gòu)成 船舶電站的自動(dòng)化管理系統(tǒng)一般由電站自動(dòng)控制、監(jiān)測(cè)報(bào)警和安全系統(tǒng)組成： (1)控制系統(tǒng)：能實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)起動(dòng)、并車和解列，還可以實(shí)現(xiàn)電站功率的自動(dòng)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(dòng)分級(jí)卸載：確保重要設(shè)備連續(xù)供電，在過載的情況時(shí)將非重要負(fù)載自動(dòng)切斷。另外，本系統(tǒng)還具有如下優(yōu)點(diǎn)： (1)改善了系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，單元故障只影響局部，而且具有自診斷、報(bào)警功能； (2)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展方便。在自動(dòng)起動(dòng)過程中，還必須對(duì)機(jī)組是否成功起動(dòng)進(jìn)行 檢測(cè)，若不是三次起動(dòng)，在一定時(shí)間間隔后，重新起動(dòng)；若機(jī)組起動(dòng)三次仍不成功，則向上位機(jī)報(bào)告，聯(lián)系另一臺(tái) PLC，起動(dòng)其相應(yīng)的機(jī)組。要根據(jù)主開關(guān)合閘時(shí)間來確定設(shè)定的提前時(shí)間，可用核定超前時(shí)間法。電站供電質(zhì)量由并聯(lián)運(yùn)行的機(jī)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(duì)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(hào)；當(dāng)山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 21 船舶陳舊時(shí)，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(huì)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(hào)，若編程員只編制一個(gè)數(shù)據(jù)塊提供用戶現(xiàn)場(chǎng)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(hào)。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(yùn)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(hù)和過壓、欠頻、頻率預(yù)調(diào)故障報(bào)警。逆功超基于 PLC 的船舶電站自動(dòng)化系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 30 過限值，延時(shí)確認(rèn)后將逆功機(jī)組切除。 系統(tǒng)仿真 將 PLC 與計(jì)算機(jī)相連，打開系統(tǒng)軟件，新建一個(gè)項(xiàng)目，并建立連接，確保數(shù)據(jù)能夠順利傳輸。另外，報(bào)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(shí)報(bào)警系統(tǒng)必須第一時(shí)間 發(fā)出報(bào)警，以便及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行處理?；厥准韧?，心中倍感充實(shí)，能在眾多專業(yè)知識(shí)淵博、能力和水平很高的老師們的熏陶下度過，實(shí)是榮幸之極。 功能測(cè)試主要測(cè)試系統(tǒng)是否實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能，諸如能否實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，自動(dòng)檢測(cè)和報(bào)警以及在機(jī)組故障的時(shí)候產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作等。 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 31 4 系統(tǒng)聯(lián)調(diào)與測(cè)試 為了對(duì)所設(shè)計(jì)硬件結(jié)構(gòu)及所編程序的正確性進(jìn)行檢測(cè)，必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)調(diào)與仿真測(cè)試 [9]。規(guī)范規(guī)定：“電流過載 10％ 50％之間，經(jīng)少于 2min 的延時(shí)斷路器應(yīng)分?jǐn)啵唤ㄗh整定在發(fā)電機(jī)額定電流的 125％ 135％，延時(shí) 1530 秒斷路器分?jǐn)唷薄Ｉ衔贿€要有自動(dòng) /手動(dòng)切換按鈕來轉(zhuǎn)換控制方式，自動(dòng)狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)起動(dòng)、并機(jī)、解列和停車等控制功山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 29 能由系統(tǒng)的功能模塊程序自動(dòng)執(zhí)行；而手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，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(chǎng)裝置的情況；可以實(shí)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(shí)現(xiàn)了集中的操作和監(jiān)控管理 。下圖為定時(shí)器的監(jiān)控與修改操作流程 。解列和故障停車流