船舶电站自动控制装置的研究与设计

摘要

随着船舶电气化和自动化的发展,船舶电气设备的应用逐渐增加,船舶电站容量也随之逐渐提高。船舶电站自动控制装置对船舶安全可靠运行起着极其重要的作用。本文在对现有的国内外船舶电站自动控制装置进行充分分析和研究的基础上,根据中国船级社《钢制海船入级规范》的相关要求,以船舶电站中的辅发电机组、轴带发电机和应急发电机组的控制装置为研究对象,以可编程控制器(PLC)为控制核心,对船舶交流电站自动控制装置进行设计。
　　 本交流电站自动控制装置由一个主站和五个子站组成,主站采用工业PC机,子站采用S7-300PLC,一台控制轴带发电机,一台控制应急发电机组,另外三台分别控制一台辅发电机组。同时对控制装置所需的电流、电压和频率等检测变送器进行选型设计。
　　 本文通过设计流程图,采用软件STEP7V5.3编程实现辅发电机组自动起停、并车、频载调节及解列;轴带发电机自动合闸、解列及频载调节;应急发电机组自动起停等功能。另外采用组态软件WinCCflexible设计人机操作界面,实现上位机对各下位机控制。
　　 最后本文对辅发电机组和应急发电机组进行数学建模,并采用MATLAB/Simulink对所建模型进行模拟仿真,验证所建模型的正确性。另外采用WinCCflexible以及PLCsim联合仿真验证所设计控制过程的合理性。