基于PLC的渔船电力推进控制系统设计

摘要

我国渔船的现有数量在世界上是最多的，渔船的燃油消耗量与海洋渔业生产的成本密切相关，耗油量越多渔业生产成本越高。而我国目前绝大多数渔船配备的柴油机由于老化等原因，出现动力效率低下、油耗高，造成排放污染严重。渔船上的控制设备及其自动化水平也都比较落后。海洋捕捞渔船的能耗非常高，因此世界各国高度重视渔船节能技术的研究。电力推进系统具有操纵性好、机动性强、可靠性高、节能、环保、振动小、噪音低等优点，且世界各国都在积极发展低碳经济，电力推进系统因其诸多优点，必将成为世界船舶工业的重点发展方向。在渔业先进发达的一些国家，渔船上已经推广使用电力推进驱动，而我们国内在此领域的研究和应用才刚刚起步。国内绝大部分电力推进系统市场都由国外供应商占有，因此，设计开发电力推进控制系统显得尤为重要，本文针对渔船电力推进控制系统进行了以下几个方面的研究:　　首先，通过电力系统分析软件进行建模，计算出电力推进系统的电力负荷、短路电流值、分析断路器的选择性。根据电力负荷计算结果来选择发电机组及推进电机容量，根据短路电流值确定断路器的接通能力和分断能力。　　其次，通过对各方案分析比较，选择性价比最高的方案，再进行电力推进控制系统硬件设计，包括硬件组成、电力推进控制系统与其它系统之间的接口。　　最后，进行软件设计，采用借能运行特殊控制方式来实现推进变频器的低电压穿越。利用PLC对电力推进控制系统进行模糊自适应PID控制，对功率、转速、转矩进行合理控制和限制，充分保证船、机、桨三者之间最佳匹配，让船舶运行在最佳工况。

目录

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摘要

第一章绪论

1．1前言

1．2课题研究的背景及意义

1．3国内外研究现状及发展趋势

1．4论文的主要研究内容

第二章电力推进系统动力系统设计

2．1发电机组及推进电机容量选择

2．1．1电力负荷计算

2．1．2潮流压降计算

2．2断路器选择及设定

2．2．1短路电流计算

2．2．2选择性分析

2．3变频器控制方式选择

2．3．1变频器控制方式分析比较

2．3．2谐波分析计算

第三章电力推进控制系统硬件设计

3．1电力推进控制系统工作原理框图

3．2 PLC主控制器设计

3．2．1 PLC的CPU选型设计

3．2．2 PLC的I／O模块设计

3．2．3 PLC控制原理设计

3．3显示单元设计

3．4变频器设计

3．4．1变频器选型

3．4．2变频器控制电路设计

3．5遥控单元设计

第四章电力推进控制系统软件设计

4．1主控制程序设计

4．1．1主程序流程框图

4．1．2 PID控制原理

4．1．3模糊控制原理

4．1．4 PLC实现模糊自适应PID原理

4．1．5主控制程序编写

4．2变频器参数配置设计

4．3人机界面HMI组态设计

第五章电力推进控制系统功能与模拟仿真

5．1电力推进控制系统功能介绍

5．2电力推进控制系统模拟仿真

5．3电力推进控制系统样机制作

第六章论文总结和展望

6．1论文总结

6．2论文展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文及获得的研究成果

附录