基于PLC的船舶电站自动频载调节装置研究与实现

摘要

船舶电站自动化是无人机舱的一个重要部分，是国内外船电专家一直在探索和研究的课题。国外发达国家利用PLC配合计算机对船舶电站进行控制，已构成船舶全自动电站。本课题来源于福建省高等学校科研项目《高性能的船舶电站可编程序自动调频调载装置》，采用PLC对船舶电站进行控制，其研究对我国船舶电站自动化实现与发展是一次有意义的尝试和探索。 本文详细地阐述了调频调载的原理和实现方法。通过对当前国内外船舶电气自动化发展的最新技术的研究，提出采用PLC实现船舶电站的自动调频调载。PLC通过传感器和数据采集电路取得电站系统的实时数据，完成对船舶电站的自动调频和调载。论文的主要研究内容如下： (1)自动调频调载的原理分析(2)PID调节原理和PID参数整定(3)船舶电站自动调频调载装置的硬件设计(4)船舶电站自动调频调载装置的软件设计(5)报警与指示本装置能进行电压异常、频率异常、欠频超频等的报警。 研究工作在船舶电站动态模拟试验中心进行，所有参数取自实船应用的同步发电机组，并对实验室的二台发电机组进行调节控制，以验证本调频调载装置。 实验证明：本频载调节装置合闸点准确；当有负荷扰动时，自动调频调载装置可使电站工作在恒频状态，并且各发电机组实现均功运行。

目录

文摘

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声明

第1章绪论

1.1 船舶电站自动化概述

1.2 课题的研究目的和意义

1.3 系统的技术指标及其功能

1.4 论文的主要内容

第2章 船舶电站频率和有功功率的自动调节原理

2.1 电力系统负荷的静态频率特性和负荷调节效应

2.2 同步发电机的功角特性

2.3 原动机调速器的调速原理及其特性

2.3.1 原动机调速器的调速原理

2.3.2 原动机调速器的调速特性

2.4 船舶电站发电机自动调速系统的组成

2.4.1 中央控制器

2.4.2 输入部分

2.4.3 输出部分

2.5 船舶电站频率和有功功率的自动调节

2.5.1 PID控制原理

2.5.2 PID参数的整定

第3章 船舶电站自动调频调载装置的硬件设计

3.1 PLC的I/O接口分配

3.2 硬件电路的特点

3、3 船舶电站自动准同步并联运行装置的硬件设计

3、3、1 自动准同步并联运行的条件

3、3、2 自动准同步并联运行装置的功能

3、3、3 自动准同步并联运行的原理

3、3、4 自动准同步并联运行装置的硬件设计

3.4 船舶电站自动调频调载装置的硬件设计

3.4.1 频率检测和稳频的电路设计及功能实现

3.4.2 有功功率检测、转移和均功的电路设计及功能实现

3.4.3 解列功能的电路设计

3.5 频载调节的稳定性分析

第4章 自动调频调载装置的软件设计

4.1 自动准同步并联运行的软件设计

4.1.1 编程思想

4.1.2 控制软件的设计

4.1.3 子程序清单

4.2 自动调频调载装置的软件设计

4.2.1 编程思想

4.2.2 控制软件设计

4.2.3 子程序清单

第5章 实验及误差分析

5.1 实验条件

5.2 自动调频调载装置的样机

5.3 频载调节精度分析、实验与结论

5.3.1 理论上的精度分析

5.3.2 实验结果与给定的指标对比

5.3.3 结论

结束语

参考文献

在读期间发表的论文

致谢