船舶电站管理系统的设计与研究

发布时间：2017-03-20 07:09

  本文关键词：船舶电站管理系统的设计与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着现代造船技术的发展,船舶对电站管理系统的可靠性和经济性要求越来越高,因此船舶电站的控制、监视和管理的重要性显得越来越突出。本论文在对现有的国内外船舶电站自动控制装置进行充分研究和分析的基础上,基于可编程控制器(PLC)、先进的工业控制技术和计算机技术设计了一套集散式船舶电站管理系统。 本文设计的电站管理系统由一个主站和三个子站组成。主站计算机是以Windows XP作为操作系统的工业PC控制机,使用图形操作界面实现数据采集、查询、显示、记录等功能。每个子站由一台S7-300 PLC构成,独立控制一台发电机组,子站S7-300 PLC进行数据检测和控制。利用西门子公司的编程软件Step7设计了PLC控制程序,实现了电站的综合控制功能,主要设计了自动起动模块、自动准同步并联运行模块、自动调频调载模块、自动解列模块和自动停机模块等。 本文利用Simatic Net、Step7、WinCC等软件和Profibus总线实现了工业PC控制机和S7-300 PLC之间以及三个S7-300 PLC之间的通讯。根据船舶电站管理系统的控制功能和操作规范,并利用WinCC进行了工业PC控制机监控单元的设计。 最后通过模拟试验,验证了基于可编程控制器(PLC)设计的集散式船舶电站控制系统运行的可靠性和经济性。
【关键词】：船舶电站 集散式 PLC WinCC
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：U665.12;TP311.52
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 船舶电站管理系统概述9-10
• 1.2 集散式控制系统10-13
• 1.2.1 集散控制系统的基本组成10-11
• 1.2.2 集散控制系统的特点11-13
• 1.3 本文研究的主要工作13-14
• 第2章 船舶电站管理系统的主要功能及工作原理14-37
• 2.1 船舶电站管理系统的主要功能14-15
• 2.2 电站的功率管理15-21
• 2.2.1 备用发电机的起动需求15-18
• 2.2.2 多余发电机的解列需求18-19
• 2.2.3 重载起动询问19-21
• 2.3 船舶同步发电机的准同步并联运行21-29
• 2.3.1 同步发电机并联运行的条件21-22
• 2.3.2 并联运行分析22-24
• 2.3.3 并联运行对原动机的要求24-25
• 2.3.4 原动机调速器及其调速特性25-29
• 2.4 同步发电机频率及有功功率自动调整29-36
• 2.4.1 调频调载概述29-30
• 2.4.2 并联运行发电机之间有功功率的分配30-34
• 2.4.3 有功功率的转移34-36
• 2.5 同步发电机电压及无功功率自动调整36-37
• 第3章 船舶电站管理系统的硬件设计37-52
• 3.1 船舶电站管理系统的总体构成37-39
• 3.2 信号的采集及处理39-41
• 3.2.1 S7-300 PLC与发电机组之间的信号传输39-40
• 3.2.2 测量单元的设计40
• 3.2.3 检测信号的处理40-41
• 3.3 自动准同步并联运行控制单元的功能实现41-46
• 3.3.1 电压信号的检测43
• 3.3.2 频率信号的检测43-45
• 3.3.3 相位信号的检测45-46
• 3.4 自动调频调载单元的功能实现46-52
• 3.4.1 自动调频调载的调节规则46-47
• 3.4.2 有功功率的检测单元47-50
• 3.4.3 频率调节的实现50
• 3.4.4 有功功率的转移和分配50-52
• 第4章 船舶电站管理系统的软件设计52-65
• 4.1 自动起动模块的子程序设计53-56
• 4.2 自动准同步并联运行的子程序设计56-59
• 4.2.1 并联运行的程序设计56-58
• 4.2.2 频率检测及稳频子程序设计58-59
• 4.3 自动调频调载的程序设计59-62
• 4.4 自动解列和停机的子程序设计62-65
• 第5章 船舶电站管理系统的监控单元设计65-80
• 5.1 组态软件的选择65-66
• 5.2 组态软件WinCC66
• 5.3 监控程序的设计步骤66-69
• 5.4 上位机与三台PLC的通讯设计69-78
• 5.4.1 配置Simatic Net PC Station69-71
• 5.4.2 配置控制台(Configuration console)的设计71-72
• 5.4.3 Step7环境下的系统组态72-73
• 5.4.4 Profibus网络组态73-76
• 5.4.5 组态WinCC76-78
• 5.5 电站管理系统的监控界面设计78-80
• 5.5.1 主监控界面79
• 5.5.2 发电机组操作界面79-80
• 第6章 总结80-82
• 参考文献82-86
• 附录 程序清单86-94
• 致谢94-95
• 研究生履历95

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