基于S7-300PLC的船舶电站监控系统设计

发布时间：2017-05-13 14:05

  本文关键词：基于S7-300PLC的船舶电站监控系统设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代电子技术和计算机技术的成熟,船舶科技也在不停地发展。而作为船舶的动力来源,船舶电站也出现了许多高水平的创新。人们开始逐渐重视对船舶电力系统运行过程的监管与控制。基于提高船舶电站运行的稳定性和高效的监控管理,提高船舶电站的自动化程度的考虑,本论文设计了一套基于西门子S7-300 PLC的智能监控系统。该系统采用了先进的电子科技技术和网络控制技术,系统的安全性、经济型和可靠性得到了保证。本文以西门子S7-300 PLC为基础构建子站,监控系统由一个主站和三个子站组成,每个PLC控制一台柴油发电机组。通过使用西门子公司的编程软件Step7为PLC编程,编写了电站监控系统的各功能模块程序,如发动机组的自起动、发电机组的并车、自动调频调载和自动停机和解列,实现了系统的自动控制。主站以基于WinCC组态软件的上位工控机为基础,设计了便于操作、形象生动的人机界面。该界面能够很好地对各种智能仪表监控,所以数据的采集、设备的状态能够在第一时间得到有效的反馈,系统的可靠性进一步加强,实现了对船舶电站远程监控的功能。对于发电机并车中的频率调节过程,本文设计了权重自调整模糊PID复合控制器。结合MATLAB仿真软件,对系统建模及仿真,比较了模糊PID复合控制算法与普通模糊控制、PID控制算法的响应曲线,体现了该算法的优越性。
【关键词】：船舶电站 自动控制 PLC WinCC 模糊控制
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U665.12;TP277
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 船舶电站监控系统概述10-14
• 1.1.1 船舶电站简述10
• 1.1.2 船舶电站监控系统的发展历程10-13
• 1.1.3 船舶电站监控系统的研究现状13-14
• 1.2 PLC在船舶电站监控系统中的应用14-16
• 1.2.1 PLC的应用现状14
• 1.2.2 PLC在船舶电站监控系统的应用前景14-16
• 1.2.3 西门子S7-300的特点16
• 1.3 本文研究的主要内容16-17
• 2 船舶电站的工作原理17-23
• 2.1 电站的工作功能17-18
• 2.2 发电机组并车18-20
• 2.2.1 并车简介18
• 2.2.2 准同步并车条件18-19
• 2.2.3 自动准同步并车原理19-20
• 2.3 频率及有功功率自动调整20-22
• 2.3.1 频率变化对船舶电力系统的影响20-21
• 2.3.2 有功功率分配和调节的原则21
• 2.3.3 自动调频调载的原理与方法21-22
• 2.4 电压及无功功率自动调整22
• 2.5 本章小结22-23
• 3 船舶电站监控系统的总体设计23-33
• 3.1 电站监控系统总体设计方案23-24
• 3.2 PLC测控单元及配置24-28
• 3.2.1 测控原理24-25
• 3.2.2 PLC控制信号25-26
• 3.2.3 PLC的模块配置26-27
• 3.2.4 PLC的I/O接口分配27-28
• 3.3 上位机的选择28
• 3.4 并车装置的硬件设计28-32
• 3.5 本章小结32-33
• 4 船舶电站监控系统的PLC实现33-43
• 4.1 PLC编程语言33
• 4.2 PLC监控系统程序总体框架33-34
• 4.3 子模块的程序设计34-41
• 4.3.1 发电机组自启动模块程序设计34-35
• 4.3.2 自动准同步并车模块程序设计35-39
• 4.3.3 自动调频调载程序设计39-40
• 4.3.4 自动解列与自动停机程序设计40-41
• 4.4 本章小结41-43
• 5 基于WinCC的上位机监控功能设计43-53
• 5.1 WinCC概述43-46
• 5.1.1 WinCC的特点43-44
• 5.1.2 监控程序的设计步骤44-46
• 5.2 WinCC与S7-300之间通信的实现46-49
• 5.2.1 通信实现的条件46
• 5.2.2 WinCC与PLC的通信原理46-47
• 5.2.3 WinCC与S7-300PLC连接实现步骤47-49
• 5.3 WinCC监控界面设计49-52
• 5.3.1 主监控界面49-50
• 5.3.2 发电机组手动操作界面50-51
• 5.3.3 发电机组状态界面51
• 5.3.4 报警记录界面51-52
• 5.4 本章小结52-53
• 6 模糊控制在船舶电站并车中的应用53-62
• 6.1 电站并车系统的数学模型53-55
• 6.2 权重自适应模糊PID复合控制器的工作原理55-56
• 6.3 权重自适应模糊PID复合控制器的算法设计56-59
• 6.3.1 模糊控制器部分的设计56-59
• 6.3.2 权重自调整模块设计59
• 6.4 控制系统的仿真架构59-60
• 6.5 仿真系统响应曲线比较60-61
• 6.6 本章小结61-62
• 7 结论62-63
• 参考文献63-65
• 致谢65

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 朱立伟;张智勇;包左军;龚柏岩;;公路监控系统现行国家及交通行业标准分析[J];交通标准化;2009年19期

2 金凤廷;;日本高速公路的监控系统[J];交通标准化;1990年03期

3 李雪英;;住宅小区监控系统的发展[J];科技创业家;2014年08期

4 刘美彪;介绍-大厦的消防监控系统[J];电气时代;2000年06期

5 刘敏;我省汽轮发电机组振动监控系统的运行分析[J];浙江电力;2000年01期

6 张志强,江为民;沙湾梯调监控系统对电站的控制过程[J];四川水力发电;2001年S1期

7 李婷;天生桥一级水电站监控系统设计[J];云南水力发电;2001年02期

8 李军;分布式计算机监控系统在500kV变电站中的应用[J];江苏电机工程;2002年06期

9 王达志,司徒忠;异地监控系统的设计与实现[J];机电工程技术;2002年01期

10 马风格,李桂香;鄂州电力通信网监控系统的开发[J];实验技术与管理;2003年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 周秀云;;浅谈监控系统发展[A];第二十届中国（天津）'2006IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2006年

2 周秀云;;浅谈监控系统发展[A];第二十届中国（天津）’2006IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2006年

3 李民;;监控系统在城域范围的应用[A];天津市电视技术研究会2009年年会论文集（1）[C];2009年

4 王峥瀛;周文;谭华;汤正阳;;三峡梯调监控系统完善方案及实现[A];中国水力发电工程学会信息化专委会2009年学术交流会论文集[C];2009年

5 林荔;陈汇;;福建省气象资料上行监控系统[A];第28届中国气象学会年会——S1第四届气象综合探测技术研讨会[C];2011年

6 于雪龙;林则亮;吴强;陈华;龙靖;;水利闸(站)群监控系统的设计与实现[A];第六届全国计算机应用联合学术会议论文集[C];2002年

7 杨佳;华钢;;货轮监控系统的设计和应用[A];第十五届全国煤矿自动化学术年会和中国煤炭学会煤矿自动化专业委员会学术会议论文集[C];2005年

8 陈云波;;合肥电信动力监控系统改进的几点构想[A];2005年安徽通信论文集[C];2006年

9 朱晓军;丁铭雄;李成喜;;矿友煤炭产量监控系统的设计[A];AECC专题学术研讨会论文集[C];2007年

10 薛彦波;何凤有;吕现钊;王敦胜;;煤化工煤储运监控系统研究[A];中国计量协会冶金分会2008年会论文集[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 孙宜华 通讯员 谭晓平;年底前八成乡镇配备监控系统[N];连云港日报;2007年

2 记者 杨丽英 张春亮;山西开工建设企业须安装污染源监控系统[N];中国冶金报;2007年

3 伊鸣;升级监控系统减轻煤企负担[N];中国煤炭报;2008年

4 林荫;山西省 三级森林监控系统启用[N];中国安全生产报;2009年

5 赵彦东 记者 马怀华;我市煤矿产量及税费监控系统在全省推广[N];鸡西日报;2010年

6 通讯员 钟臣彪;长汀建设校园“全球眼”监控系统[N];闽西日报;2010年

7 记者 陈岩　王皓;哈尔滨联通建设泊车监控系统[N];人民邮电;2010年

8 梁健　小全;泾阳建成社会救助动态监控系统[N];咸阳日报;2011年

9 江建方;危废信息化监控系统建成[N];中国环境报;2014年

10 记者 吕峰 通讯员 王天润 雷孝民;河南南召：研发监控系统拓展监督途径[N];检察日报;2014年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 于兴治;国家行政监控系统的分析理论与应用研究[D];大连理工大学;2010年

2 冯宪阳;基于WSN的物流车辆监控系统效率优化研究[D];大连海事大学;2015年

3 常光辉;大规模分布式可信监控系统研究[D];重庆大学;2011年

4 王彦;大型能耗监控系统通信网络及控制策略研究[D];湖南大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 黄向宇;基于Web技术的光伏发电监控系统的研究[D];华南理工大学;2015年

2 李儒;智能路灯监控系统设计[D];西安石油大学;2015年

3 刘合良;基于以太网的建筑设备一体化监控系统设计与研究[D];北京建筑大学;2015年

4 林楠;基于PSC的煤矿井下供电监控系统研究与应用[D];昆明理工大学;2015年

5 梁国威;知识库驱动的临床用药监控系统研究[D];浙江大学;2015年

6 徐梅;医院输液监控系统的设计与研究[D];河北联合大学;2014年

7 李越;汽车整车物流运输协同监控系统的研究与实现[D];西南交通大学;2015年

8 张乾;基于Modbus TCP和WEB的监控系统应用及设计[D];长江大学;2015年

9 袁延梅;基于互联网和WSN的户用光伏电站监控系统[D];曲阜师范大学;2015年

10 丰敏波;基于J2EE的网上论坛舆情监控系统分析与设计[D];上海交通大学;2015年

  本文关键词：基于S7-300PLC的船舶电站监控系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：362731