本文關(guān)鍵詞：船舶電站功率管理系統(tǒng)（PMS）的研究

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【摘要】：21世紀(jì)以來,國家提出了“走向藍海,融入全球”海洋發(fā)展戰(zhàn)略,我國的船舶行業(yè)也進入了更快發(fā)展階段,船舶電力系統(tǒng)作為船舶電力的心臟在船舶設(shè)計中占據(jù)著舉足輕重的地位。近年來,船舶電站功率管理系統(tǒng)(Power Management System)以高科技、功能多樣化、控制智能化、管理高效化為發(fā)展方向,采用現(xiàn)代控制系統(tǒng)配合復(fù)雜運算系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化分布控制使得PMS。由于PMS強大的功能以及廣闊的應(yīng)用前景,使得船舶電站功率管理系統(tǒng)成為當(dāng)今船舶電站自動化技術(shù)研究的核心方向之一。本文以產(chǎn)學(xué)研基金項目“1500米作業(yè)水深鉆井船平臺電站系統(tǒng)集成”為平臺,將1500米作業(yè)水深鉆井船功率管理系統(tǒng)作為研究課題,根據(jù)鉆井船功率管理系統(tǒng)的要求,對功率管理系統(tǒng)的實施方案及軟硬件設(shè)計、電站發(fā)電機組控制及大功率負(fù)載的限制控制進行了探討與研究。論文具有明確的工程應(yīng)用背景和一定的實用價值,其主要工作如下:針對1500米作業(yè)水深鉆井船為應(yīng)用背景,分析了船上工作人員對全船電力控制系統(tǒng)的功能需求,結(jié)合鉆井船的工作流程和工程作業(yè)特點,確立了船舶電站功率管理系統(tǒng)的主要功能,并對功率管理系統(tǒng)功能實現(xiàn)中的技術(shù)要點,給出了原理分析,并且為發(fā)電機組開發(fā)了雙閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制器,為負(fù)載開發(fā)了Observer-based FLR減負(fù)載控制器。根據(jù)系統(tǒng)的功能,確立了整體設(shè)計方案,構(gòu)建了整個系統(tǒng)的硬件框架和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):系統(tǒng)按功能分為下位機、PLC、上位機三個層次,以西門子S7 300PLC為控制核心,向下控制電氣設(shè)備獲取電氣信號,向上通過PROFIBUS現(xiàn)場總線與上位機通信,下位機的電氣設(shè)備完成鉆井船工程作業(yè),上位機監(jiān)控功率管理系統(tǒng)運行。搭建好硬件平臺后,在對系統(tǒng)技術(shù)要點的分析上,本文給出了系統(tǒng)功能實現(xiàn)的具體算法。論文基于模塊化設(shè)計的思想將系統(tǒng)分為發(fā)電機組、負(fù)載、監(jiān)控報警三大模塊,對三大模塊的具體功能給出了流程圖算法。最后通過編寫下位機PLC程序、基于visual Studio的上位機應(yīng)用程序,完成了PMS的設(shè)計。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試系統(tǒng)達到了預(yù)期目的,實現(xiàn)了船舶電站發(fā)電、輸電、配電、用電的完整功能。系統(tǒng)分部控制,集中管理,實時監(jiān)控,功能強大,穩(wěn)定可靠。
【關(guān)鍵詞】：船舶電站 PLC 模塊化 上位機
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U665.12
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-20
• 1.1 課題概述14-15
• 1.1.1 課題研究的背景14-15
• 1.1.2 課題的研究目的及意義15
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢15-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀及開發(fā)前景15-16
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢16
• 1.3 論文的主要工作與研究內(nèi)容16-20
• 第2章 鉆井船功率管理系統(tǒng)的總體設(shè)計20-39
• 2.1 系統(tǒng)實現(xiàn)總體方案20-22
• 2.2 發(fā)電機組功能及控制原理22-30
• 2.2.1 發(fā)電機組調(diào)速控制器的改進22-25
• 2.2.2 調(diào)速系統(tǒng)調(diào)差系數(shù)25-26
• 2.2.3 發(fā)電機組綜合頻率特性26-27
• 2.2.4 發(fā)電機組功率的相關(guān)計算27-28
• 2.2.5 發(fā)電機的自動啟停原理28
• 2.2.6 發(fā)電機的并網(wǎng)解列原理28-30
• 2.2.7 發(fā)電機的失電恢復(fù)原理30
• 2.3 負(fù)載模塊功能及控制原理30-37
• 2.3.1 船舶電站負(fù)載分類31
• 2.3.2 負(fù)荷頻率特性31-33
• 2.3.3 負(fù)荷的變化對船舶電站的影響33
• 2.3.4 負(fù)載功率計算33-34
• 2.3.5 減負(fù)荷控制器的改進34-37
• 2.4 報警模塊37-38
• 2.5 本章小結(jié)38-39
• 第3章 船舶電站管理系統(tǒng)的硬件設(shè)計39-51
• 3.1 船舶電站管理系統(tǒng)的總體構(gòu)成39-40
• 3.1.1 船舶電站PMS的總體構(gòu)架39
• 3.1.2 船舶電站電氣設(shè)備單線圖39-40
• 3.1.3 船舶電站監(jiān)控系統(tǒng)的冗余系統(tǒng)40
• 3.2 PLC測控單元及其詳細(xì)配置40-44
• 3.2.1 PLC的產(chǎn)生與發(fā)展41-42
• 3.2.2 PLC的主要特點42-43
• 3.2.3 PLC與其它控制系統(tǒng)的比較43-44
• 3.3 S7-300PLC控制器的介紹44-47
• 3.3.1 S7-300plc的優(yōu)點45-46
• 3.3.2 檢測信號的處理46-47
• 3.4 上位機的設(shè)計47
• 3.4.1 上位機的基本功能47
• 3.4.2 上位機的選擇47
• 3.5 總線選擇47-49
• 3.5.1 工業(yè)以太網(wǎng)48
• 3.5.2 工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)勢48-49
• 3.5.3 現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)49
• 3.6 系統(tǒng)抗干擾設(shè)計49-50
• 3.6.1 系統(tǒng)干擾信號49-50
• 3.6.2 抑制干擾的設(shè)計50
• 3.7 本章小結(jié)50-51
• 第4章 船舶電站管理系統(tǒng)的軟件算法設(shè)計51-59
• 4.1 電源模塊軟件設(shè)計51-56
• 4.1.1 發(fā)電機組自動啟動模塊52-53
• 4.1.2 自動準(zhǔn)同步并車模塊53-54
• 4.1.3 自動調(diào)頻調(diào)載模塊54-55
• 4.1.4 自動解列及停機模塊55-56
• 4.2 負(fù)載模塊算法設(shè)計56-57
• 4.2.1 重載詢問56-57
• 4.2.2 負(fù)載功率限制57
• 4.3 監(jiān)控模塊的設(shè)計57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第5章 船舶電站功率管理系統(tǒng)實現(xiàn)59-74
• 5.1 編寫PLC程序59-64
• 5.1.1 PLC硬件組態(tài)60-61
• 5.1.2 編寫符號表61
• 5.1.3 編寫功能函數(shù)61-63
• 5.1.4 OPC實現(xiàn)PLC與上位機的連接63-64
• 5.2 上位機人機界面設(shè)計64-66
• 5.2.1 上位機程序方案64
• 5.2.2 Visual Studio2008介紹64-65
• 5.2.3 編寫數(shù)據(jù)庫65-66
• 5.3 功率管理系統(tǒng)人機界面實現(xiàn)66-73
• 5.3.1 系統(tǒng)主界面66-67
• 5.3.2 發(fā)電機組模塊界面67-70
• 5.3.3 負(fù)載模塊界面70-72
• 5.3.4 報警模塊界面72-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 總結(jié)與展望74-76
• 參考文獻76-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研成果81-83
• 致謝83

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1 黃麗卿,楊國豪,俞萬能,王其興;船舶電站可編程序自動頻載調(diào)節(jié)裝置[J];中國航海;2002年03期

2 馬昭勝,俞萬能;模擬船舶電站在實踐教學(xué)中的應(yīng)用與探索[J];航海教育研究;2002年04期

3 郭江榮;船舶電站以可靠性為中心的維修[J];航海技術(shù);2005年04期

4 沈琪,夏永明;船舶電站多種發(fā)電方式的聯(lián)合運行仿真系統(tǒng)組網(wǎng)與通信[J];上海海事大學(xué)學(xué)報;2005年02期

5 張涌群;;船舶電站調(diào)試的關(guān)鍵環(huán)節(jié)與對策[J];港口科技動態(tài);2006年04期

6 郭江榮;任德夫;鄭志品;;船舶電站以可靠性為中心的維修體系研究[J];浙江海洋學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2006年01期

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8 呂井勇;李軍政;;船舶電站自動調(diào)頻調(diào)載技術(shù)研究[J];船電技術(shù);2008年05期

9 呂井勇;楊濤;張民;;船舶電站自動控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計[J];機電設(shè)備;2009年05期

10 范建新;;船舶電站自主創(chuàng)新現(xiàn)狀和途徑[J];上海造船;2009年03期

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1 施偉鋒;;船舶電站仿真軟件研究與實現(xiàn)[A];加入WTO和中國科技與可持續(xù)發(fā)展——挑戰(zhàn)與機遇、責(zé)任和對策（下冊）[C];2002年

2 張春來;吳立軍;;船舶電站系統(tǒng)的典型故障分析[A];中國航海學(xué)會船舶機電專業(yè)委員會2000年度學(xué)術(shù)報告會論文集[C];2000年

3 王笑虹;關(guān)勇;;現(xiàn)代節(jié)能型船舶電站及其自動化[A];第十四屆中國科協(xié)年會第5分會場：綠色船舶與海洋裝備創(chuàng)新發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化論壇論文集[C];2012年

4 王笑虹;關(guān)勇;;現(xiàn)代節(jié)能型船舶電站及其自動化[A];2012年MIS/S&A學(xué)術(shù)交流會議論文集[C];2012年

5 安亮;;經(jīng)濟型自動化船舶電站控制方案研究[A];2010船舶航泊實踐研究論文集[C];2010年

6 文元全;朱周;;船舶電站浮動頻率運行控制器及節(jié)能探討[A];中國航海學(xué)會船舶機電專業(yè)委員會2000年度學(xué)術(shù)報告會論文集[C];2000年

7 馬昭勝;黃加亮;;模擬船舶電站在實踐教學(xué)中的應(yīng)用初探[A];中國航海學(xué)會船舶機電與通信導(dǎo)航專業(yè)委員會2002年學(xué)術(shù)年會論文集（船舶機電分冊）[C];2002年

8 楊國豪;;船舶電站原動機及調(diào)速器系統(tǒng)的模擬(英文)[A];2000年大連國際海事技術(shù)交流會論文集（第一卷）[C];2000年

9 樊印海;王勇;王丹;;集散式微機控制船舶電站設(shè)計原則[A];大連海事大學(xué)校慶暨中國高等航海教育90周年論文集（機電分冊）[C];1999年

10 朱志宇;張冰;王建華;;基于改進灰色優(yōu)勢理論的船舶電站故障診斷方法[A];現(xiàn)代船舶機電維修技術(shù)（2005）[C];2005年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 記者 于莘明;我首次研制成功船舶電站成套設(shè)備[N];科技日報;2007年

2 蕭雪;我國首次研制成功船舶電站成套設(shè)備[N];中國知識產(chǎn)權(quán)報;2008年

3 記者 張銀炎;船舶電站:自主創(chuàng)新才能叫板一流[N];中國船舶報;2008年

4 記者 張銀炎;船舶電站:自主創(chuàng)新才能叫板一流[N];中國船舶報;2008年

5 沈金平;七○四所具備中壓船舶電站系統(tǒng)供貨能力[N];中國船舶報;2010年

6 陳辰;三辰電器研發(fā)新型船舶電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)[N];中國船舶報;2010年

7 趙慧;船舶電站成套系統(tǒng)科研、產(chǎn)業(yè)化雙豐收[N];中國船舶報;2013年

8 記者 阮春生　徐曉軍 通訊員 金芳芳;青田民企一項新技術(shù)打破國際壟斷[N];麗水日報;2010年

9 胡榮山邋顧力;環(huán)保型清掃船現(xiàn)身黃浦江[N];中國水運報;2008年

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1 吳志良;船舶電站可靠性建模及故障樹分析法研究[D];大連海事大學(xué);2015年

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1 安亮;基于網(wǎng)絡(luò)控制的船舶電站的研究與設(shè)計[D];大連海事大學(xué);2009年

2 張孟秋;船舶電站管理顯示單元的設(shè)計與實現(xiàn)[D];大連海事大學(xué);2010年

3 劉立坤;智能型船舶電站控制器的研究[D];大連海事大學(xué);2010年

4 郭江榮;船舶電站可靠性研究[D];上海海事大學(xué);2004年

5 柯伯樂;多模式船舶電站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)架[D];上海海事大學(xué);2004年

6 雷正江;豪華游輪船舶電站自動化系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)[D];重慶大學(xué);2011年

7 吳賽賽;船舶電站系統(tǒng)建模仿真[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

8 高闊;基于Profmet的船舶電力管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];大連海事大學(xué);2015年

9 劉樹鋒;船舶電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[D];大連海事大學(xué);2015年

10 徐昭;船舶電站PMS發(fā)電管理模塊的設(shè)計與實現(xiàn)[D];大連海事大學(xué);2015年

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