船舶电站功率管理系统理论研究与设计

发布时间：2017-05-24 12:30

  本文关键词：船舶电站功率管理系统理论研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着船舶大型化和自动化的发展,船舶电气设备的逐渐增加,船舶电站容量也随之逐渐提高。船舶电站功率管理系统对船舶安全可靠运行起着极其重要的作用。本文在深入研究国内外船舶电站功率管理系统的基础上,对系统进行充分分析和研究,根据中国船级社《钢制海船入级规范》的相关要求,以船舶电站中的辅发电机组研究对象,以可编程控制器(PLC)为控制核心,对船舶交流电站功率管理系统进行设计。 本文在船舶电站功率管理系统的理论研究中主要进行柴油发电机组调速系统的研究,建立柴油发电机组调速系统的数学模型,然后在仿真软件MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,对柴油发电机组调速系统进行仿真研究并进行实验结果的分析。 本文设计的交流电站自动功率管理系统由一个主站和四个子站组成,主站采用工业PC机,子站采用S7-300PLC,共有三台分别控制一台辅发电机组。同时对自动管理系统所需的电流、电压和频率等检测变送器进行选型设计,还有对发电机的短路、过载、逆功等进行了保护的设计。 本文通过设计流程图,采用软件STEP7V5.3编程实现辅发电机组自动起停、并车、频载调节及解列；对重载访问进行了程序设计。另外采用组态软件WinCC flexible设计船舶电站功率管理系统人机界面,以实现对船舶电站功率管理系统的远程、自动控制和监控报警。 最后本文采用WinCC flexible以及PLCSIM进行船舶电站功率管理系统的联合仿真,来在线模拟船舶电站功率管理系统的实际运行效果,以验证所设计控制过程的合理性。
【关键词】：船舶电站 转速控制 PLC WinCC flexible
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U665.12
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 船舶电站概述9-10
• 1.1.1 船舶电站的特点9-10
• 1.1.2 船舶电站的功能10
• 1.2 选题的背景及意义10-11
• 1.3 本文主要的内容及工作11-13
• 第二章 船舶电站功率管理系统的工作原理及功能13-20
• 2.1 主发电机组控制单元13-18
• 2.1.1 发电机组自动启停功能13-14
• 2.1.2 发电机组自动准同步并车14-18
• 2.1.3 并联发电机组的频载调节18
• 2.2 重载访问和系统保护18-20
• 第三章 柴油发电机组调速系统的仿真研究20-33
• 3.1 柴油机发电机组电子调速器的结构与原理20-21
• 3.2 柴油发电机组调速系统数学模型研究21-28
• 3.2.1 柴油机组调速系统数学模型的建立21-27
• 3.2.2 转速反馈单元的模型27
• 3.2.3 执行器的模型27-28
• 3.2.4 PID控制器模型28
• 3.3 柴油发电机组调速系统的仿真研究28-33
• 3.3.1 转速控制系统仿真模型的建立28-31
• 3.3.2 突加突减负荷仿真与结果分析31-33
• 第四章 船舶电站功率管理系统硬件设计33-47
• 4.1 西门子S7-300系列PLC简介33-35
• 4.1.1 S7-300PLC的基本组成33
• 4.1.2 S7-300PLC的工作原理33-34
• 4.1.3 PLC应用设计流程34-35
• 4.2 船舶电站功率管理系统总体设计35-38
• 4.2.1 上位工业PC机35-36
• 4.2.2 下位机S7-300PLC36-38
• 4.3 功率管理系统硬件组态38-42
• 4.3.1 主发电机PLC组态及接口设置39-40
• 4.3.2 负载管理及相关保护PLC组态和接口设置40-42
• 4.3.3 模拟量输入模块的参数设置42
• 4.4 参数检测元件的选择42-47
• 4.4.1 电压检测元件42-43
• 4.4.2 电流检测元件43
• 4.4.3 频率检测元件43-44
• 4.4.4 功率检测元件44-45
• 4.4.5 恒定超前时间的检测实现45-47
• 第五章 船舶电站功率管理系统软件设计47-68
• 5.1 主发电机组单元的软件设计47-61
• 5.1.1 发电机组自动启动模块49-52
• 5.1.2 自动准同步并车模块52-53
• 5.1.3 自动调频调载模块53-58
• 5.1.4 自动解列及停机模块58-60
• 5.1.5 频率监测模块程序设计60-61
• 5.2 负载管理单元的软件设计61-68
• 5.2.1 重载访问模块件设计62-63
• 5.2.2 剩余功率计算程序设计63
• 5.2.3 电压监测及保护程序设计63-65
• 5.2.4 过载保护的程序设计65-66
• 5.2.5 短路保护程序设计66-68
• 第六章 基于WinCC flexible人机界面设计与联合仿真68-81
• 6.1 系统PLC程序的调试68-70
• 6.2 基于组态软件WinCC flexible的人机界面设计70-77
• 6.2.1 人机界面与PLC之间的通讯70-72
• 6.2.2 功率管理系统人机界面设计72-77
• 6.3 PLCSIM与WinCC flexible联合仿真调试77-81
• 总结与展望81-82
• 参考文献82-85
• 附录 部分程序清单85-95
• 致谢95-96
• 研究生履历96

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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2 尚安利;张达宽;栾诚;;电力推进船舶功率管理系统综述[J];船电技术;2011年10期

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本文编号：390820