岸电上船自动控制系统的设计与实现

摘要

本研究针对岸电上船自动控制系统，以西门子S7-1200 PLC作为控制器，开发设计了岸电上船自动控制系统的核心控制单元，并对岸电上船自动控制系统各主要功能环节的设计进行了详细阐述。核心控制单元实时地检测船舶发电机和岸基电源的各种参数，再加以采集、处理、判断，并给出合理的措施，处理岸电上船自动控制系统运行过程中出现的各种问题，从而保证岸电上船自动控制系统平稳、高效地运行。设计的岸电上船自动控制系统核心控制单元具备可视化的人机交互监控功能，岸基电源和船舶发电机自动并联运行功能，岸基电源和船舶发电机之间负荷自动转移和解列控制功能，从而可以实现岸基电源和船舶发电机的无缝连接。设计的岸电上船自动控制系统核心控制单元以大连海事大学轮机工程学院船舶电站实验室的船舶自动化物理仿真电站为实验平台进行调试。经反复实验，证明此核心控制单元能够可靠、高效地工作，达到了预期制定的目标。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的背景

1．2 国内外研究现状和发展趋势

1．2．1 国外岸电上船技术的现状和发展趋势

1．2．2 国内岸电上船技术的现状和发展趋势

1．3 本课题主要的研究内容及工作

第2章 岸电上船自动控制系统的基本组成和工作原理

2．1 岸基电源系统

2．1．1 岸基电源的分类和组成

2．1．2 岸基电源设备的布局方式

2．2 电缆管理系统

2．2．1 电缆管理系统简介

2．2．2 电缆快速连接技术

2．2．3 电缆柔性连接技术

2．3 船舶受电系统

2．3．1 船舶受电系统简介

2．3．2 船舶受电操作流程

2．4 岸基电源与船舶发电机切换技术

2．4．1 岸基电源与船舶发电机不带电切换供电

2．4．2 岸基电源与船舶发电机带电切换供电

2．5 本章小结

第3章 岸电上船自动控制系统核心控制单元的硬件设计

3．1 实验平台的搭建

3．2 硬件组态

3．2．1 硬件组态过程

3．2．2 PLC信号接口分配

3．3 通信模块的硬件设计

3．3．1 硬件连接

3．3．2 添加并组态PLC

3．3．3 组态网络连接

3．4 相序检测和保护装置的硬件设计

3．4．1 相序指示器

3．4．2 相序指示器的工作原理

3．4．3 负序继电器

3．5 船舶发电机和岸基电源并联运行环节的硬件设计

3．5．1 并联运行环节的硬件设计原理和功能实现

3．5．2 信号检测硬件电路

3．6 负载转移与解列环节的硬件设计

3．6．1 负载转移环节的设计

3．6．2 解列环节的设计

3．7 本章小结

第4章 岸电上船自动控制系统核心控制单元的软件设计

4．1 总体编程设计

4．1．2 程序结构介绍

4．1．3 控制程序的总体流程

4．2 船舶发电机与岸基电源并联运行环节的软件设计

4．2．1 自动并联运行的主程序设计

4．2．2 恒定超前时间检测的软件设计

4．2．3 恒定超前时间计算及并联运行程序设计

4．3 自动转移负载与解列环节的软件设计

4．3．1 负载由船舶发电机转移到岸基电源的软件设计

4．3．2 负载由岸基电源转移到船舶发电机的软件设计

4．3．3 调速脉冲信号的产生

4．4 监控系统的设计

4．4．1 监控系统的主要功能

4．4．2 监控系统的通信

4．4．3 监控系统的界面设计

4．5 本章小结

第5章 岸电上船自动控制系统核心控制单元的调试及实验结果

5．1 调试实验平台简介

5．2 系统综合调试

5．2．1 自动并联运行环节调试

5．2．2 负载转移环节调试

5．2．3 调速脉冲宽度的设定

5．3 实验结果

5．4 有待完善的环节

5．5 本章小结

结论

参考文献

致谢

作者简介