基于PLC的船舶电站自动化监控系统的设计

论文摘要

船舶在交通运输中依然保持着重要的地位。随着电子信息技术和计算机技术的快速发展,监控系统的应用日益广泛,船舶大型化和自动化,对其电站的自动化提出更高的要求,电站又是船舶的关键部位之一,船舶电站自动化监控系统承载着非常重要的角色。本文设计了一种基于PLC的船舶电站自动化监控系统。监控系统由一个主站(上位机)和三个子站组成,每个子站由一台三菱FX2N PLC构成,独立控制一台发电机组,包括一台柴油机和一台发电机,主站和子站之间采用RS485通信连接。论文设计了该电站自动化监控系统,实现数据的采集以及对相关设备的控制。采用模块化的设计方法设计了PLC控制系统的各功能流程,完成PLC控制程序编写,包括发电机组的自起动、自动准同步并车、自动调频调载以及自动解列等模块程序,实现了船舶电站的自动控制;利用MCGS工控组态软件设计了上位机监控软件,人机界面友好,便于操作。此外,本文还就所设计的船舶电站自动化监控系统的抗电磁干扰、机械振动干扰以及温度和湿度干扰等问题进行研究,采用硬件抗干扰和软件抗干扰相结合的方法,来有效解决各种干扰对电气设备的影响,以提高电站供电的稳定性与可靠性。本文设计的船舶电站自动化监控系统适用于中小型船舶,试用表明能达到船舶电站监控要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 船舶电站监控系统概述
• 1.1.1 船舶电站简述
• 1.1.2 船舶电站监控技术的发展历程及趋势
• 1.1.3 船舶机舱自动化系统及设备技术
• 1.1.4 国内外船舶电站监控技术的研究现状
• 1.2 PLC 概述
• 1.2.1 PLC 的应用现状
• 1.2.2 PLC 在船舶电站自动化监控系统中的应用前景
• 1.2.3 三菱FX2N 的特点
• 1.3 小结
• 第2章 船舶电站自动化系统的总体设计
• 2.1 电站自动化系统总体设计方案
• 2.2 测控单元设计
• 2.3 上位机的选择
• 2.4 自动化电站实现功能
• 2.5 小结
• 第3章 电站自动化系统的工作分析
• 3.1 机组的自动准同步并车
• 3.1.1 并车种类
• 3.1.2 准同步并车条件
• 3.1.3 自动准同步并车装置
• 3.2 电压及无功功率自动调整
• 3.3 频率及有功功率自动调整
• 3.4 其它监控功能的实现策略
• 3.4.1 发电机组的自动起动
• 3.4.2 单机运行监控
• 3.4.3 重载询问
• 3.5 系统抗干扰能力问题
• 3.6 小结
• 第4章 电站自动化系统的 PLC 设计
• 4.1 PLC 编程语言
• 4.2 PLC 监控系统程序总体框架
• 4.3 子模块的程序设计
• 4.3.1 自起动模块的程序设计
• 4.3.2 自动准同步并车模块的程序设计
• 4.3.3 自动调频调载装置程序设计
• 4.3.4 自动解列与自动停机程序
• 4.4 安全检测及电机保护
• 4.5 小结
• 第5章 基于 MCGS 的监控系统
• 5.1 MCGS 的主要特性
• 5.1.1 主控窗口
• 5.1.2 设备窗口
• 5.1.3 用户窗口
• 5.1.4 实时数据库
• 5.1.5 运行策略
• 5.2 PLC 计算机通信模式的配线
• 5.3 上位机与PLC 的通信
• 5.4 监控画面的显示
• 5.5 小结
• 第6章 监控系统的可靠性研究
• 6.1 监控系统的主要干扰源
• 6.2 抗干扰的软硬件研究
• 6.3 小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果