新型船舶发电机组干式负荷装置智能测控系统研究

发布时间：2017-07-18 02:26

  本文关键词：新型船舶发电机组干式负荷装置智能测控系统研究

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【摘要】：随着计算机技术的广泛应用和船舶制造的的战略提速,人们对船舶的电气化、信息化和自动化的需求越来越高,而船舶发电机组作为船舶的心脏,它的稳定性和可靠性至关重要。因此,在船舶出厂、航行之前,对船舶发电机组进行严格的测试具有重大意义。本论文以理论研究和方案设计与实现相结合的方法,从理论角度深入分析了船舶发电机组测试的两种负载试验方式,总结了干电阻负载试验和水电阻负载试验的优缺点,结合船舶的发电机组的发展趋势和技术要求,选择了干电阻负载试验方法。采用电气控制技术、触摸屏技术、SCADA技术、数据库技术和工业控制网络技术实现了船舶发电机组测试的自动化、智能化和信息化。结合船厂提供的技术指标,提出了船舶发电机组测试系统的三负载装置组合使用的设计方案,具备单独模式和组合模式,适应不同的测试需求,功率跨度大,灵活性好,设备利用率高。针对干电阻区别于水电阻调节方式的自身特点,我们借鉴了数字电路中D/A权电阻解码网络电路原理,分析了干电阻作为发电机组测试负载的控制特性,采用分段控制方式,把模糊控制和二分查找算法结合起来,提出了一种解决干电阻负载试验连续可调的新思路。控制网络的设计中,采用工业以太网总线和Modbus/TCP协议,利用分割网段,隔离冲突域的方式,结合多客户端/多服务器的工作模式,并对控制网络的负载特性和时延特性进行分析,满足工业网络对实时性和确定性的要求。另外,引入了心跳包机制,来对控制网络中可能出现的中断和拥塞进行诊断,以便做出应对措施。监控系统实现了对船舶发电组负载试验的自动控制和调节,根据测试要求自动记录发电机组的各项参数,进行数据处理,自动生成发电机组性能分析报表,支持打印和储存,达到了自动化管理的目的。新型船舶发电机组干式负荷装置智能测控系统提高了发电机组测试的自动化、智能化与信息化程度,在准确获取发电机组各项性能参数的同时,大幅减轻了工人的劳动强度,具有节能增效的优点,有利于船厂实现产业升级。
【关键词】：船舶发电机组 干电阻负载试验 模糊控制 Modbus/TCP 心跳包机制
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U665.1;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 课题的研究背景与现状11-12
• 1.2 智能测控系统的研究意义12-14
• 1.3 主要技术要求14
• 1.4 本文研究内容14-15
• 1.5 本章小结15-16
• 第二章 智能测控系统方案研究16-33
• 2.1 负载装置16-21
• 2.1.1 水电阻负载16-18
• 2.1.2 干电阻负载18-20
• 2.1.3 可调节电抗器选型20-21
• 2.1.4 负载装置设计21
• 2.2 电气控制与数据采集设备21-24
• 2.2.1 PLC选型和设计21-22
• 2.2.2 触摸屏的选型22-23
• 2.2.3 测试仪表选型23
• 2.2.4 其他设备选型23-24
• 2.3 计算机监控系统24-27
• 2.3.1 人机界面系统25
• 2.3.2 运行策略25-26
• 2.3.4 数据曲线报表系统26-27
• 2.4 功能设计27-28
• 2.5 系统模式28-31
• 2.5.1 单独模式28-30
• 2.5.2 组合模式30-31
• 2.6 总体设计方案31-32
• 2.7 本章小结32-33
• 第三章 干阻负载的控制与调节33-47
• 3.1 干阻负载试验连续调节的实现33-37
• 3.1.1 D/A转换电路的工作原理33-35
• 3.1.2 干阻负载连续调节的方式35-36
• 3.1.3 干阻负载的设计36-37
• 3.2 干阻负载控制分析和策略37-39
• 3.2.1 被控对象特性37-38
• 3.2.2 控制策略概述38-39
• 3.3 干阻负载控制实现39-45
• 3.3.1 基于模糊控制的主负载调节39-41
• 3.3.2 基于二分查找法的权电阻调节41-43
• 3.3.5 干阻负载控制调节实现43-45
• 3.4 本章小结45-47
• 第四章 控制网络47-66
• 4.1 基于工业以太网的控制网络47-52
• 4.1.1 工业以太网47-48
• 4.1.2 Modbus/TCP协议48-49
• 4.1.3 控制网络结构49-51
• 4.1.4 控制网络通信机制51-52
• 4.2 控制网络实现52-61
• 4.2.1 监控中心站通信实现52-54
• 4.2.2 监测子站通信实现54-56
• 4.2.3 多台PLC间的通信实现56-58
• 4.2.4 通信保活机制58-61
• 4.3 控制网络分析61-65
• 4.3.1 负载分析61-64
• 4.3.2 时延分析64-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第五章计算机监控系统66-80
• 5.1 监控系统的功能66
• 5.2 人机界面设计66-68
• 5.2.1 参数设置界面67
• 5.2.2 工况模拟界面67-68
• 5.3 报警处理68-69
• 5.4 报表系统69-71
• 5.5 测试内容71-78
• 5.5.1 负载试验71-73
• 5.5.2 电压试验73-74
• 5.5.3 并机试验74-76
• 5.5.4 突加突卸试验76-78
• 5.6 性能分析报告78-79
• 5.7 本章小结79-80
• 总结与展望80-82
• 总结80-81
• 展望81-82
• 参考文献82-86
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果86-87
• 致谢87-88
• 附件88

【参考文献】

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本文编号：555642