基于舰船环形区域配电系统的智能监控技术

摘要

随着电力传动技术的发展，现代舰船电气化程度越来越高，电力系统已成为现代舰船不可缺少的重要组成部分。为了满足舰船日益增长的供电要求，不但需要配备性能优良、工作可靠的供配电系统，而且更应注重于建立一个安全可靠的舰船电力监控系统。传统的船舶电力监控系统是建立在干馈式电网的基础上的，但现代舰船的规模越来越大，以及新型电力系统应用，原来的舰船电力监控系统已不能发挥其作用。因此，设计针对新型电力网络的舰船电力监控系统是十分必要的。 本文首先对舰船电网拓扑结构的可靠性进行分析，以环形区域配电系统为模型，设计了三种区域配电网结构，并借鉴陆地上电网可靠性评估成果，采用网络等效简化思想计算可靠性性能指标，并通过对比选择出高性能的电网结构。而后，本文研究舰船环形区域配电系统的监控系统的体系结构。根据舰船电力系统的要求，分析现有现场总线及工业以太网的特点，确定现场总线与工业以太网相结合的网络结构，确定监控计算机、智能节点、现场总线之间的连接方式，搭建电力系统监控网络。然后，本文提出了配电系统的监控的具体设计方案。在硬件设计部分，根据环形区域配电系统的要求和CAN总线的特点，设计了以计算机并行口(EPP模式)为接口的计算机通讯卡和以TMS320F2812芯片为处理核心的区域智能测控模块。在软件设计部分，采用集成开发环境Visual Basic 6.0和WinDriver驱动开发软件编写了上位机监控软件，实现系统监控、数据显示记录、系统设定、网络通讯等功能，并介绍了区域智能模块软件功能。 本文通过对现场总线的研究探讨，结合舰船环形区域配电系统的特点，以CAN 现场总线和工业以太网技术为核心建立了舰船配电网监控系统。系统在开发过程中，充分利用了目前计算机信息领域的许多最新技术，如现场总线技术、网络技术、数据库技术、DSP 技术等，该系统具有智能化、数字化、模块化等特点，同时系统的用户界面良好，操作管理十分方便。