【正文】 懇請閱讀此篇論文的老師、同學(xué)，多予指正，不勝感激！參考文獻[1] [M] .武漢：海軍工程大學(xué)，1992.[2] [C] .廈門：廈門大學(xué)，2007.[3] 劉光起、[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.[4] [C].大連：大連海事大學(xué)，2003.[5] [J].北京：電子工業(yè)出版社，2007.[6] 黃倫坤、[J].北京：人民交通出版社，1998.[7] Simens Simatic S7200PLC System[C].2005.[8] 翁華平、陳三定、[M].廣船科技，2008.[9] [M].大連：大連海事大學(xué)，2009.[10] [M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.附 錄基于PLC的船舶電站及其自動化系統(tǒng)方案設(shè)計與實現(xiàn)的PLC梯形圖如下圖所示：37。在此，謹(jǐn)向劉洋老師致以誠摯的感謝！最后，感謝所有在畢業(yè)論文寫作中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)。正是劉洋老師的辛勤栽培、才有了我論文的順利完成。正是由于你們，我才能在專業(yè)知識方面取得顯著的進步，在此向你們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！這篇論文是在我的指導(dǎo)老師劉洋點撥下完成的。致 謝大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，交通學(xué)院的學(xué)習(xí)生活將成為我人生中一段重要旅程。作為上位機的工業(yè)電腦與控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享，在不同的控制界面可以顯示和修改控制參數(shù)，在機組出現(xiàn)故障時，報警和相應(yīng)的處理，通過工業(yè)電腦也能實施控制動作。本文設(shè)計了一兩臺發(fā)電機組為例的船舶電站，分別由PLC控制，以PLC為下位機與以工業(yè)電腦為上位機通過組態(tài)軟件實現(xiàn)通信。在此基礎(chǔ)上，選擇在基于PLC控制的船舶電站集散式管理系統(tǒng)。由于長時間的顛簸或者是受到各種腐蝕，系統(tǒng)線路容易發(fā)生老化產(chǎn)生短路或斷路，該系統(tǒng)必須要能夠保證線路和各個器件的可靠性，確保系統(tǒng)能夠長時間穩(wěn)定的工作。環(huán)境適應(yīng)性測試也是必不可少的一個重要測試。本系統(tǒng)用到多種定時器，要確保該定時器能夠在時間上準(zhǔn)確無誤的發(fā)出信號指令?？煽啃詼y試主要測試系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)調(diào)試基本包括系統(tǒng)功能調(diào)試、可靠性調(diào)試和環(huán)境適應(yīng)性調(diào)試。系統(tǒng)仿真的結(jié)果說明本設(shè)計基本實現(xiàn)了設(shè)計的目標(biāo)，滿足設(shè)計的要求。 自動檢測報警系統(tǒng)[10]功能的實現(xiàn)：人為的設(shè)置機組故障，觀察自動檢測報警系統(tǒng)是否發(fā)出一系列的聲光報警信號，并對監(jiān)測結(jié)果進行記錄、打印，對超限參數(shù)進行記錄?？刂葡到y(tǒng)功能的實現(xiàn)：系統(tǒng)運行后，打開主控模塊的電源主開關(guān)，系統(tǒng)可自動進行起動，并車等一系列的控制操作。按照電機員使用此系統(tǒng)的步驟進行模擬測試，檢驗此系統(tǒng)是否實現(xiàn)了機組的自動起動，并車運行，調(diào)頻調(diào)載，重載詢問，自動解列和自動停車，自動檢測報警，安全保護動作的產(chǎn)生等等問題，通過一次次的查錯、修改，最終完成了的目標(biāo)。將系統(tǒng)上電，把各個模擬報警器和開關(guān)、按鈕準(zhǔn)確無誤的與PLC的I/O相連接。因此，在所設(shè)計成果投入使用之前，對本系統(tǒng)進行仿真與調(diào)試是非常必要的。船舶電力系統(tǒng)在運行中，可能出現(xiàn)各種不正常運行和故障情況，主要有過載、短路、過壓、欠壓、過頻、欠頻和逆功率故障等。若出現(xiàn)以上報警，則通過報警復(fù)位開關(guān)復(fù)位后，程序重新運行，完成相應(yīng)的功能操作。頻率預(yù)調(diào)應(yīng)在一定的調(diào)節(jié)時間內(nèi)完成，否則視為預(yù)調(diào)故障。本系統(tǒng)整定欠頻報警限值為46Hz。本系統(tǒng)整定過壓報警限值為10％。 故障報警的設(shè)置除了啟動失敗、并車失敗和電站逆功率報警外，電站自動化系統(tǒng)還要設(shè)置過壓、欠頻和頻率預(yù)調(diào)故障報警。同時發(fā)出報警指示。發(fā)電機組在逆功情況下運行對原動機是不利的，也會造成另一臺機組因過載而跳閘，引起全船供電中斷。本系統(tǒng)取125％為保護動作限值，延時確認(rèn)時間為20秒。所以應(yīng)設(shè)置保護環(huán)節(jié)，當(dāng)電流參數(shù)越限時，延時確認(rèn)后主開關(guān)跳閘。 過流保護當(dāng)電網(wǎng)負(fù)載過大或并聯(lián)機組間負(fù)荷分配很不均勻等原因，可造成發(fā)電機過流。根據(jù)船舶規(guī)范規(guī)定:“當(dāng)電壓降低至額定電壓的70％35％時，應(yīng)經(jīng)系統(tǒng)選擇性保護要求的延時后動作”。但在某些情況下，如電網(wǎng)突加負(fù)載時，發(fā)電機電壓可能下降很大，這時應(yīng)視為正常，欠壓保護不該動作。所以一旦出現(xiàn)欠壓現(xiàn)象，立即采取保護措施。 欠壓保護當(dāng)調(diào)壓器失靈或電網(wǎng)中發(fā)生持續(xù)性短路故障等原因，都將出現(xiàn)欠壓現(xiàn)象。在本系統(tǒng)的安全監(jiān)測及保護程序中，對各種參數(shù)進行監(jiān)測，一旦發(fā)生參數(shù)越限，立即執(zhí)行相應(yīng)的保護動作并給出報警指示。上位機的這些界面使得整個電站系統(tǒng)處于管理人員的實時監(jiān)管之下，也使得管理人員的工作更加便捷。通過與上位機連接的鼠標(biāo)和鍵盤，可以查看各個界面，也可以在這些界面上實行操作，讀數(shù)據(jù)在線修改以滿足對系統(tǒng)新的要求。(5)數(shù)據(jù)報表界面：一個可以反應(yīng)過程中的數(shù)據(jù)、狀態(tài)等，并對數(shù)據(jù)進行記錄。(4)故障報警界面：設(shè)置各項報警指示燈，在故障時，指示燈由綠變紅。(2)原理界面：在此界面可以很清楚的知道與機組相關(guān)設(shè)備的系統(tǒng)原理圖，各處開關(guān)的分、合閘情況，和有各種重要參數(shù)的顯示。監(jiān)控界面[7]包括：(1)主監(jiān)控界面：用來監(jiān)控每臺機組并顯示機組和電網(wǎng)的各項參數(shù)。監(jiān)測軟件框圖如下所示： 數(shù)據(jù)庫模塊圖 Database module figure整個監(jiān)測軟件以數(shù)據(jù)庫為核心，各個功能模塊圍繞數(shù)據(jù)庫，形成星型狀態(tài)連接，這使軟件有很強的可移值性和維護性，可獨立對部分程序模塊替換、修改，而不會影響其它模塊。程序框圖如下所示： 控制結(jié)構(gòu)框圖 Control structure block diagram控制軟件是一個實時性很強的軟件，為了實現(xiàn)機組并車等特定功能，對計算速度要求嚴(yán)格。 工業(yè)PC機控制軟件和監(jiān)測軟件結(jié)構(gòu)控制軟件由三個層次構(gòu)成：功能模塊層，可以實現(xiàn)電站各種管理要求；數(shù)據(jù)傳輸層，采集各數(shù)字、模擬量的數(shù)據(jù)；管理層，通過對下兩層之程序的調(diào)用，完成主程序的調(diào)度、管理功能。監(jiān)控系統(tǒng)可以顯示測量值、設(shè)定值、趨勢曲線、故障狀態(tài)、控制輸出值等，還可以設(shè)置主監(jiān)控界面、原理界面、并車界面、故障報警界面、數(shù)據(jù)報表界面，流程圖畫面。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下: 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖 System structure diagram自動控制系統(tǒng)和自動監(jiān)測系統(tǒng)組成了電站自動化系統(tǒng)，集散式電站的上位PC監(jiān)控系統(tǒng)與下位PLC控制系統(tǒng)一起同步工作，通過連線把彼此之間數(shù)據(jù)實現(xiàn)共享。上位PC機把下位機得到的數(shù)據(jù)進行計算，判斷系統(tǒng)是否正常。上位機不斷地從下位機讀取數(shù)據(jù)，并判斷數(shù)據(jù)是否在設(shè)定的范圍內(nèi)，從而完成遠程監(jiān)控任務(wù)。上圖為數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)的監(jiān)視與修改操作流程。右上部分顯示數(shù)據(jù)塊編號DBxy；左上部分顯示該數(shù)據(jù)字的當(dāng)前內(nèi)容；左下部分顯示數(shù)據(jù)字設(shè)定內(nèi)容；右下部分顯示該數(shù)據(jù)字的文本信息。計數(shù)器的有關(guān)操作與此類似，在此不做具體說明。 定時器的操作流程 The operation of the timer process如果修改時間數(shù)據(jù)時該定時器尚未啟動，則該定時器一旦啟動則按新的給定時間進行計時，如果修改時，該定時器已啟動正在計時，則這次定時器仍按老的給定時間計時，該定時器下次啟動時將啟動新的給定時間。(2)在線修改首先進入在線監(jiān)視顯示方式，如需修改定時器的給定時間，可通過操作鍵盤上的數(shù)字鍵，按下新的給定時間數(shù)值，再按ENT鍵。右上部分顯示定時器編號；左上部分顯示定時器當(dāng)前值。 定時器的在線監(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TMR鍵，輸入定時器編號，按ENT鍵。其典型顯示如圖： OP393液晶顯示屏 OP393Liquid crystal displayOP393的操作鍵盤如下圖所示： OP393鍵盤 OP393Keyboard OP393的連接與登錄將OP393的接插連接器插進S5115U的編程口連接器，OP393液晶顯示屏顯示如下：OP393上電一會后，顯示初始狀態(tài)信息然后按下鑰匙鍵，輸入5位數(shù)字密碼，再按ENT鍵。在本設(shè)計中，系統(tǒng)參數(shù)的在線監(jiān)視與修改[5]是通過PMA52自動電力管理系統(tǒng)中的便攜式用戶操作器OP393實現(xiàn)的。對發(fā)電機的過載、過流、失壓、超速、逆功率保護的各項整定值，其中各項動作整定值可以允許用戶調(diào)整，而從運行安全方面考慮時，通常在安裝調(diào)試時設(shè)定，一般不允許用戶修改。 電力管理系統(tǒng)參數(shù)在線監(jiān)視與在線修改為適合不同類型的柴油發(fā)電機組，及隨著機組累計運行時問加大而致機組性能的變化，系統(tǒng)參數(shù)的在線監(jiān)視以及機組當(dāng)前運行工況的變化隨時做出相應(yīng)的修改是必要的。解列機組時，退出電網(wǎng)的機組把負(fù)荷轉(zhuǎn)移到運行機組上，當(dāng)退出機組的功率小于10%額定功率時，主開關(guān)脫開，緊接著發(fā)出停機指令。所謂自動停機，就是并網(wǎng)輕負(fù)荷時的自動減機，出現(xiàn)嚴(yán)重故障停機時處理方法是立即跳閘停電。其流程圖如下： 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，防止重載起動的沖擊對電網(wǎng)造成故障，從而達到電站穩(wěn)定連續(xù)供電的要求。恒頻和成比例分功流程控制圖如下： 恒頻和成比例分功控制流程圖 Constant frequency and proportional to the work and control flow chart 重載詢問模塊及流程圖重載詢問：大負(fù)載投入電網(wǎng)前，管理系統(tǒng)將判斷電網(wǎng)負(fù)荷與起動的大功率負(fù)荷是否超過運行機組的最大負(fù)荷率。當(dāng)偏差值的絕對值小于設(shè)定值時，調(diào)節(jié)過程結(jié)束，若偏差值小于零時，開大柴油機油門，使柴油機加速；當(dāng)偏差值大于零時，減小柴油機油門，使柴油機減速。單機調(diào)節(jié)比較簡單，只是調(diào)用單機調(diào)頻程序，在此不用再做討論。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。5%的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)定。圖中