專利名稱：全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船舶發(fā)電機(jī)組報驗(yàn)的裝置，特別涉及全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)造船企業(yè)對船舶發(fā)電機(jī)組的測試報驗(yàn)一般使用鹽水缸來消耗有功功率，使用可調(diào)電抗器來消耗無功功率。其測試報驗(yàn)一直處于人工操作狀態(tài)，自動化程度不高。測試報驗(yàn)時調(diào)節(jié)有功功率和無功功率都是人工通過遙控線路控制閥門和電機(jī)實(shí)現(xiàn)的。 通過閥門的開閉實(shí)現(xiàn)鹽水缸水位的升降，改變鹽水和極板的接觸面積，從而實(shí)現(xiàn)鹽水缸電阻的加減；通過電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)可調(diào)電抗器電抗的加減。但是，鹽水缸是一個非線性對象，由于溫度上升、水蒸發(fā)和鹽水濃度分布不均等因素的影響，人工操作閥門將鹽水缸功率穩(wěn)定在測試點(diǎn)變得十分困難。原本采用的遙控線路多達(dá)12根，在每次測試前都要校線，既麻煩又浪費(fèi)時間。測試的數(shù)據(jù)手動記錄，不能保證一組電力參數(shù)(包括電壓、電流、有功功率、無功功率和功率因數(shù))同時被記錄，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不高，難以保證發(fā)電機(jī)組有效通過報驗(yàn)。傳統(tǒng)的鹽水缸是一級鹽水缸，直接通過加水閥門和減水閥門控制缸內(nèi)水位的高低，直接加水風(fēng)險系數(shù)大，而且易造成水位波動劇烈，使鹽水缸功率變動幅度大，更難穩(wěn)定在測試點(diǎn)。造船企業(yè)所造船舶的發(fā)電機(jī)組容量有大有小，為滿足大容量測試單獨(dú)建造一個大容量負(fù)荷難度大，而且將其用于小容量測試不適用，靈活性不夠。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了船舶發(fā)電機(jī)組測控的自動化，適用性好，靈活性好，具有高效、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控系統(tǒng)，包括全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控裝置和遠(yuǎn)程控制器，所述全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控裝置包括兩個鹽水缸、一個可調(diào)電抗器、三個大電流智能斷路器和一個電氣控制柜；所述兩個鹽水缸和一個可調(diào)電抗器通過公共的底座形成一個吊運(yùn)整體；每個鹽水缸、可調(diào)電抗器各自連接一個大電流智能斷路器；所述電氣控制柜分別與三個大電流智能斷路器連接；每個鹽水缸、可調(diào)電抗器的三相通過匯流排匯聚后與發(fā)動機(jī)組連接；所述遠(yuǎn)程控制器分別與電氣控制柜、發(fā)動機(jī)組連接。所述鹽水缸為雙層水箱結(jié)構(gòu)，分為上、下兩層，上為工作缸，下為儲水缸，工作缸和儲水缸通過管道構(gòu)成連通器；工作缸內(nèi)懸置極板，極板通過工作缸內(nèi)鹽水導(dǎo)電；工作缸內(nèi)壁設(shè)有工作缸零水位指示開關(guān)和工作缸高水位指示開關(guān)；工作缸上部裝有一個補(bǔ)水電磁閥，用于控制往工作缸內(nèi)補(bǔ)水；
儲水缸內(nèi)壁有設(shè)有儲水缸低水位指示開關(guān)、儲水缸工作位指示開關(guān)和儲水缸高水位指示開關(guān)，儲水缸上部裝有充氣電磁閥、放氣電磁閥和加速放氣電磁閥，分別用于控制往儲水缸充氣、放氣和加速放氣。所述可調(diào)電抗器配備小功率電機(jī)，通過電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電抗加減。所述電氣控制柜包括PLC控制器、變送器、開關(guān)電源、繼電器、固態(tài)繼電器、接觸器和斷路器；所述變送器將模擬量模塊采集的鹽水缸有功電流、電抗器無功電流和發(fā)電機(jī)組匯流排電壓轉(zhuǎn)換為4 20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號，并輸入PLC控制器；所述開關(guān)電源為PLC控制器的數(shù)字量輸出信號提供+24V直流電源；所述PLC控制器通過繼電器、固態(tài)繼電器控制鹽水缸的電磁閥，通過接觸器控制電抗器的電機(jī)；所述斷路器用于控制電氣控制柜內(nèi)220V和380V 交流電源的接入。所述遠(yuǎn)程控制器包括筆記本電腦、觸摸屏和路由器；筆記本電腦、觸摸屏、PLC控制器通過船舶專用的8芯雙屏蔽電纜與路由器連接；筆記本電腦和船舶發(fā)電機(jī)組的適配器通過RS485總線連接。所述全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控裝置為多個，每個全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控裝置的電氣控制柜之間通過船舶專用的8芯雙屏蔽電纜連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果I、將PLC控制器、觸摸屏和計(jì)算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)集成于一個裝置上，實(shí)現(xiàn)船舶發(fā)電機(jī)組的全自動測試報驗(yàn)，形成全自動組合式船舶發(fā)電機(jī)組測控裝置。2、將船舶報驗(yàn)的鹽水缸和可調(diào)電抗器傳統(tǒng)工藝加以簡化以達(dá)到高效、節(jié)能目的， 具有重要的發(fā)明意義和應(yīng)用前景；另外還具有節(jié)能、高效的優(yōu)點(diǎn)一個發(fā)電機(jī)組的報驗(yàn)時間由原來的5 7天縮短為2 3天，人力節(jié)省5個左右，燃油費(fèi)節(jié)省4萬左右，碼頭費(fèi)節(jié)省6萬左右，危險系數(shù)由10%降為1%，每艘船節(jié)省15萬左右，已投入使用的裝置，按每年報驗(yàn)18艘船計(jì)算，每年節(jié)省270萬左右。3、可根據(jù)需要選擇全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控裝置的個數(shù)，采用獨(dú)立或組合的模式，以滿足不同測試容量的需求。


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具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例I如圖I所示，本實(shí)施例全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控系統(tǒng)采用獨(dú)立模式，包括一個全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控裝置和遠(yuǎn)程控制器7，所述全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控裝置包括兩個鹽水缸I、一個可調(diào)電抗器2、三個大電流智能斷路器3和一個電氣控制柜4 ;所述兩個鹽水缸I和一個可調(diào)電抗器2通過公共的底座8形成一個吊運(yùn)整體；每個鹽水缸I、可調(diào)電抗器 2各自連接一個大電流智能斷路器3 ;所述電氣控制柜4分別與三個大電流智能斷路器3連接；每個鹽水缸I、可調(diào)電抗器2的三相通過匯流排5匯聚后與發(fā)動機(jī)組6連接；所述遠(yuǎn)程控制器7分別與電氣控制柜、發(fā)動機(jī)組連接。如圖2所示，鹽水缸為雙層水箱結(jié)構(gòu)，分為上、下兩層，上為工作缸31，下為儲水缸 34，工作缸31和儲水缸34通過管道構(gòu)成連通器；工作缸31內(nèi)懸置極板37，極板37通過工作缸31內(nèi)鹽水導(dǎo)電，并依據(jù)鹽水與極板31的接觸面積控制導(dǎo)電電流的大小；工作缸31內(nèi)壁有工作缸零水位指示開關(guān)ZL和工作缸高水位指示開關(guān)HL ;工作缸上部裝有一個補(bǔ)水電磁閥32，用于控制往工作缸內(nèi)補(bǔ)水；儲水缸34內(nèi)壁有設(shè)有儲水缸低水位指示開關(guān)LL、儲水缸工作位指示開關(guān)GL和儲水缸高水位指示開關(guān)CL，儲水缸上部裝有充氣電磁閥33、放氣電磁閥36和加速放氣電磁閥35，分別用于控制往儲水缸充氣、放氣和加速放氣。鹽水缸采用氣壓式控制，通過充氣電磁閥33向儲水缸充氣將儲水缸34中的水平穩(wěn)壓入工作缸31，實(shí)現(xiàn)鹽水缸功率和電流的增大；通過加速放氣電磁閥35和放氣電磁閥36將儲水缸中的空氣排出，水在自身重力的作用下回到儲水缸，實(shí)現(xiàn)鹽水缸功率和電流的減小。 所述可調(diào)電抗器配備小功率電機(jī)，通過電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電抗加減。電氣控制柜包括PLC控制器、變送器、開關(guān)電源、繼電器、固態(tài)繼電器、接觸器和斷路器；所述變送器將模擬量模塊采集的鹽水缸有功電流、電抗器無功電流和發(fā)電機(jī)組匯流排電壓轉(zhuǎn)換為4 20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號，并輸入PLC控制器；所述開關(guān)電源為PLC控制器的數(shù)字量輸出信號提供+24V直流電源；所述PLC控制器通過繼電器、固態(tài)繼電器控制鹽水缸的電磁閥，通過接觸器控制電抗器的電機(jī)；所述斷路器用于控制電氣控制柜內(nèi)220V和380V交流電源的接入。所述PLC控制器為電氣控制柜的核心，運(yùn)行根據(jù)船舶發(fā)電機(jī)組測試報驗(yàn)工藝編寫的程序，采集鹽水缸和可調(diào)電抗器的狀態(tài)信號，同時通過模擬量輸入模塊采集鹽水缸和可調(diào)電抗器的電流以及匯流排的電壓，并通過繼電器、固態(tài)繼電器和接觸器控制鹽水缸和可調(diào)電抗器動作，改變接入船舶發(fā)電機(jī)組的有功功率和無功功率大小。電氣控制柜正面分布狀態(tài)信號指示燈、模擬電流表和開關(guān)，通過開關(guān)實(shí)現(xiàn)鹽水缸功率和可調(diào)電抗器電流的手動調(diào)節(jié)。如圖3，遠(yuǎn)程控制器包括筆記本電腦21、觸摸屏22和路由器25 ;筆記本電腦、觸摸屏、PLC控制器23通過船舶專用的8芯雙屏蔽電纜與路由器25連接；筆記本電腦21和船舶發(fā)電機(jī)組的適配器通過RS485總線連接。本實(shí)施例中筆記本電腦、觸摸屏、路由器和PLC 控制器組成控制系統(tǒng)。筆記本電腦和觸摸屏通過路由器的LAN 口連接在同一個沖突域，PLC 控制器通過路由器連接在與筆記本電腦和觸摸屏所在沖突域不同的沖突域中，兩個沖突域通過路由器實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。筆記本電腦運(yùn)行船舶發(fā)電機(jī)組計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，它使用組態(tài)王或其它組態(tài)軟件開發(fā)，監(jiān)測鹽水缸和可調(diào)電抗器的狀態(tài)，控制鹽水缸I電磁閥和可調(diào)電抗器2電機(jī)動作，船舶發(fā)電機(jī)組計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具有四種運(yùn)行態(tài)監(jiān)視、手動、半自動和全自動，監(jiān)視狀態(tài)時只有監(jiān)測功能，手動狀態(tài)時具有監(jiān)測與控制功能，但對鹽水缸和可調(diào)電抗器的操作均通過手動控制相應(yīng)的電磁閥和電機(jī)實(shí)現(xiàn)，處于半自動狀態(tài)時，首先設(shè)定鹽水缸的功率大小和可調(diào)電抗器的電流大小，然后啟動半自動，系統(tǒng)自動控制鹽水缸和可調(diào)電抗器，使其功率或電流達(dá)到設(shè)定值，處于全自動狀態(tài)時，只須啟動全自動，不用再進(jìn)行其它任何操作，系統(tǒng)自動完成船舶發(fā)電機(jī)組的測試報驗(yàn)，并自動記錄和保存數(shù)據(jù)，寫入數(shù)據(jù)庫，打印測試報驗(yàn)報表。觸摸屏采用工業(yè)上常用的產(chǎn)品，穩(wěn)定性和可靠性高，它具有三種運(yùn)行態(tài)手動、半自動和定量保持，手動功能與電氣控制柜和筆記本電腦的手動功能一樣，半自動功能與筆記本電腦的半自動功能一樣，定量保持功能模擬汽車巡航控制，在任意時刻啟動定量保持，則將鹽水缸和可調(diào)電抗器的當(dāng)前值作為設(shè)定值，并保持住。船舶發(fā)電機(jī)組適配器是船舶電站本身具備的， 負(fù)責(zé)采集船舶發(fā)電機(jī)組的電力參數(shù)，筆記本電腦通過RS485總線與它通信，讀取船舶發(fā)電機(jī)組的電力參數(shù)。本發(fā)明的工作過程如下I.報驗(yàn)前準(zhǔn)備向鹽水缸I中注水至儲水缸高水位指示燈亮，將可調(diào)電抗器手動回零，連接補(bǔ)水管路和壓縮空氣管路，將船舶發(fā)電機(jī)組負(fù)載線接至匯流排，連接電氣控制柜中的PLC控制器至遠(yuǎn)程控制器。2.上電報驗(yàn)根據(jù)需要選擇電氣控制柜正面面板、遠(yuǎn)程控制器、觸摸屏和筆記本電腦中的一個作為調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)鹽水缸I功率和可調(diào)電抗器2電流至所需的大小，選擇手動、半自動、全自動或定量保持功能，完成船舶發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷測試、電壓測試、并機(jī)測試和突加突卸測試。3.報驗(yàn)單獲取根據(jù)報驗(yàn)過程中船舶發(fā)電機(jī)組的電力參數(shù)，手動記錄報驗(yàn)數(shù)據(jù)， 或從筆記本電腦中提取報驗(yàn)數(shù)據(jù)，填寫報驗(yàn)單，完成船舶發(fā)電機(jī)組的報驗(yàn)工作。4.斷電養(yǎng)護(hù)斷開船舶發(fā)電機(jī)組負(fù)載線和全自動組合式船舶發(fā)電機(jī)組測控裝置的電力供應(yīng)，以備下一次報驗(yàn)。本實(shí)施例的測試容量為2X2000KW+1X2500KVA。實(shí)施例2如圖4所示，本實(shí)施例全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控系統(tǒng)采用組合模式，包括兩個全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控裝置和遠(yuǎn)程控制器。其中每個全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控裝置的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I同，在此不再贅述。如圖5所示，在組合模式下，筆記本電腦21、觸摸屏22、路由器25和兩個PLC控制器23組成控制系統(tǒng)。筆記本電腦21和觸摸屏22通過路由器25的LAN 口連接在同一個沖突域，PLC控制器23通過路由器25連接在與筆記本電腦21和觸摸屏22所在沖突域不同的沖突域中，兩個沖突域通過路由器25實(shí)現(xiàn)互聯(lián)；兩個PLC控制器23通過路由器25連接在同一個沖突域。本實(shí)施例的測試容量為4X2000KW+2X2500KVA。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控系統(tǒng)，其特征在于，包括全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控裝置和遠(yuǎn)程控制器，所述全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控裝置包括兩個鹽水缸、一個可調(diào)電抗器、三個大電流智能斷路器和一個電氣控制柜；所述兩個鹽水缸和一個可調(diào)電抗器通過公共的底座形成一個吊運(yùn)整體；每個鹽水缸、可調(diào)電抗器各自連接一個大電流智能斷路器；所述電氣控制柜分別與三個大電流智能斷路器連接；每個鹽水缸、可調(diào)電抗器的三相通過匯流排匯聚后與發(fā)動機(jī)組連接；所述遠(yuǎn)程控制器分別與電氣控制柜、發(fā)動機(jī)組連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控系統(tǒng)，其特征在于，所述鹽水缸為雙層水箱結(jié)構(gòu)，分為上、下兩層，上為工作缸，下為儲水缸，工作缸和儲水缸通過管道構(gòu)成連通器；工作缸內(nèi)懸置極板，極板通過工作缸內(nèi)鹽水導(dǎo)電；工作缸內(nèi)壁設(shè)有工作缸零水位指示開關(guān)和工作缸高水位指示開關(guān)；工作缸上部裝有一個補(bǔ)水電磁閥，用于控制往工作缸內(nèi)補(bǔ)水；儲水缸內(nèi)壁有設(shè)有儲水缸低水位指示開關(guān)、儲水缸工作位指示開關(guān)和儲水缸高水位指示開關(guān)，儲水缸上部裝有充氣電磁閥、放氣電磁閥和加速放氣電磁閥，分別用于控制往儲水缸充氣、放氣和加速放氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控系統(tǒng)，其特征在于，所述可調(diào)電抗器配備小功率電機(jī)，通過電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電抗加減。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控系統(tǒng)，其特征在于，所述電氣控制柜包括PLC控制器、變送器、開關(guān)電源、繼電器、固態(tài)繼電器、接觸器和斷路器；所述變送器將模擬量模塊采集的鹽水缸有功電流、電抗器無功電流和發(fā)電機(jī)組匯流排電壓轉(zhuǎn)換為4 20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號，并輸入PLC控制器；所述開關(guān)電源為PLC控制器的數(shù)字量輸出信號提供 +24V直流電源；所述PLC控制器通過繼電器、固態(tài)繼電器控制鹽水缸的電磁閥，通過接觸器控制電抗器的電機(jī)；所述斷路器用于控制電氣控制柜內(nèi)220V和380V交流電源的接入。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控系統(tǒng)，其特征在于，所述遠(yuǎn)程控制器包括筆記本電腦、觸摸屏和路由器；筆記本電腦、觸摸屏、PLC控制器通過船舶專用的8芯雙屏蔽電纜與路由器連接；筆記本電腦和船舶發(fā)電機(jī)組的適配器通過RS485總線連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5任一項(xiàng)所述的全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控系統(tǒng)，其特征在于，所述全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控裝置為多個，每個全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控裝置的電氣控制柜之間通過船舶專用的8芯雙屏蔽電纜連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控系統(tǒng)，包括全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控裝置和遠(yuǎn)程控制器，所述全自動船舶發(fā)電機(jī)組測控裝置包括兩個鹽水缸、一個可調(diào)電抗器、三個大電流智能斷路器和一個電氣控制柜；每個鹽水缸、可調(diào)電抗器各自連接一個大電流智能斷路器；所述電氣控制柜分別與三個大電流智能斷路器連接；每個鹽水缸、可調(diào)電抗器的三相通過匯流排匯聚后與發(fā)動機(jī)組連接；所述遠(yuǎn)程控制器分別與電氣控制柜、發(fā)動機(jī)組連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了船舶發(fā)電機(jī)組測控的自動化，適用性好，靈活性好，具有高效、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01R31/00GK102608463SQ20121006984
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者史步海, 曹小飛, 李會倫, 洪和平, 郭清達(dá) 申請人:華南理工大學(xué)