專利名稱：全自動船舶發(fā)電機組測控系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及船舶發(fā)電機組報驗的裝置，特別涉及全自動船舶發(fā)電機組測控系統。
背景技術：
目前，國內造船企業(yè)對船舶發(fā)電機組的測試報驗一般使用鹽水缸來消耗有功功率，使用可調電抗器來消耗無功功率。其測試報驗一直處于人工操作狀態(tài)，自動化程度不高。測試報驗時調節(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實現的。通過閥門的開閉實現鹽水缸水位的升降，改變鹽水和極板的接觸面積，從而實現鹽水缸電阻的加減；通過電機的正反轉實現可調電抗器電抗的加減。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)定在測試點變得十分困難。原本采用的遙控線路多達12根，在每次測試前都要校線，既麻煩又浪費時間。測試的數據手動記錄，不能保證一組電力參數(包括電壓、電流、有功功率、無功功率和功率因數)同時被記錄，數據準確度不高，難以保證發(fā)電機組有效通過報·驗。傳統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水位的高低，直接加水風險系數大，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。造船企業(yè)所造船舶的發(fā)電機組容量有大有小，為滿足大容量測試單獨建造一個大容量負荷難度大，而且將其用于小容量測試不適用，靈活性不夠。

實用新型內容為了克服現有技術的上述缺點與不足，本實用新型的目的在于提供一種全自動船舶發(fā)電機組測控系統，實現了船舶發(fā)電機組測控的自動化，適用性好，靈活性好，具有高效、節(jié)能的優(yōu)點。本實用新型的目的通過以下技術方案實現全自動船舶發(fā)電機組測控系統，包括全自動船舶發(fā)電機組測控裝置和遠程控制器，所述全自動船舶發(fā)電機組測控裝置包括兩個鹽水缸、一個可調電抗器、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電抗器通過公共的底座形成一個吊運整體；每個鹽水缸、可調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、可調電抗器的三相通過匯流排匯聚后與發(fā)動機組連接；所述遠程控制器分別與電氣控制柜、發(fā)動機組連接。所述鹽水缸為雙層水箱結構，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成連通器；工作缸內懸置極板，極板通過工作缸內鹽水導電；工作缸內壁設有工作缸零水位指示開關和工作缸高水位指示開關；工作缸上部裝有一個補水電磁閥，用于控制往工作缸內補水；儲水缸內壁有設有儲水缸低水位指示開關、儲水缸工作位指示開關和儲水缸高水位指示開關，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。所述可調電抗器配備小功率電機，通過電機正反轉控制電抗加減。所述電氣控制柜包括PLC控制器、變送器、開關電源、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)電機組匯流排電壓轉換為4 20mA的標準信號，并輸入PLC控制器；所述開關電源為PLC控制器的數字量輸出信號提供+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；所述斷路器用于控制電氣控制柜內220V和380V交流電源的接入。所述遠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)電機組的適配器通過RS485總線連接。所述全自動船舶發(fā)電機組測控裝置為多個，每個全自動船舶發(fā)電機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。與現有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點和有益效果I、將PLC控制器、觸摸屏和計算機監(jiān)測系統集成于一個裝置上，實現船舶發(fā)電機組的全自動測試報驗，形成全自動組合式船舶發(fā)電機組測控裝置。2、將船舶報驗的鹽水缸和可調電抗器傳統工藝加以簡化以達到高效、節(jié)能目的，具有重要的實用新型意義和應用前景；另外還具有節(jié)能、高效的優(yōu)點一個發(fā)電機組的報驗時間由原來的5 7天縮短為2 3天，人力節(jié)省5個左右，燃油費節(jié)省4萬左右，碼頭費節(jié)省6萬左右，危險系數由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18艘船計算，每年節(jié)省270萬左右。3、可根據需要選擇全自動船舶發(fā)電機組測控裝置的個數，采用獨立或組合的模式，以滿足不同測試容量的需求。

圖I為本實用新型的第一個實施例的結構示意圖。圖2為本實用新型的第一個實施例的鹽水缸的結構示意圖。圖3為本實用新型的第一個實施例的控制系統的結構示意圖。圖4為本實用新型的第二個實施例的結構示意圖。圖5為本實用新型的第二個實施例的控制系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖，對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。實施例I如圖I所示，本實施例全自動船舶發(fā)電機組測控系統采用獨立模式，包括一個全自動船舶發(fā)電機組測控裝置和遠程控制器7，所述全自動船舶發(fā)電機組測控裝置包括兩個鹽水缸I、一個可調電抗器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和一個可調電抗器2通過公共的底座8形成一個吊運整體；每個鹽水缸I、可調電抗器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、可調電抗器2的三相通過匯流排5匯聚后與發(fā)動機組6連接；所述遠程控制器7分別與電氣控制柜、發(fā)動機組連接。如圖2所示，鹽水缸為雙層水箱結構，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通過管道構成連通器；工作缸31內懸置極板37，極板37通過工作缸31內鹽水導電，并依據鹽水與極板31的接觸面積控制導電電流的大小；工作缸31內壁有工作缸零水位指示開關ZL和工作缸高水位指示開關HL ;工作缸上部裝有一個補水電磁閥32，用于控制往工作缸內補水；儲水缸34內壁有設有儲水缸低水位指示開關LL、儲水缸工作位指示開關GL和儲水缸高水位指示開關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，實現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，實現鹽水缸功率和電流的減小。 所述可調電抗器配備小功率電機，通過電機正反轉控制電抗加減。電氣控制柜包括PLC控制器、變送器、開關電源、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)電機組匯流排電壓轉換為4 20mA的標準信號，并輸入PLC控制器；所述開關電源為PLC控制器的數字量輸出信號提供+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；所述斷路器用于控制電氣控制柜內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，運行根據船舶發(fā)電機組測試報驗工藝編寫的程序，采集鹽水缸和可調電抗器的狀態(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電抗器動作，改變接入船舶發(fā)電機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，通過開關實現鹽水缸功率和可調電抗器電流的手動調節(jié)。如圖3，遠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)電機組的適配器通過RS485總線連接。本實施例中筆記本電腦、觸摸屏、路由器和PLC控制器組成控制系統。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現互聯。筆記本電腦運行船舶發(fā)電機組計算機監(jiān)控系統，它使用組態(tài)王或其它組態(tài)軟件開發(fā)，監(jiān)測鹽水缸和可調電抗器的狀態(tài)，控制鹽水缸I電磁閥和可調電抗器2電機動作，船舶發(fā)電機組計算機監(jiān)控系統具有四種運行態(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，但對鹽水缸和可調電抗器的操作均通過手動控制相應的電磁閥和電機實現，處于半自動狀態(tài)時，首先設定鹽水缸的功率大小和可調電抗器的電流大小，然后啟動半自動，系統自動控制鹽水缸和可調電抗器，使其功率或電流達到設定值，處于全自動狀態(tài)時，只須啟動全自動，不用再進行其它任何操作，系統自動完成船舶發(fā)電機組的測試報驗，并自動記錄和保存數據，寫入數據庫，打印測試報驗報表。觸摸屏采用工業(yè)上常用的產品，穩(wěn)定性和可靠性高，它具有三種運行態(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，則將鹽水缸和可調電抗器的當前值作為設定值，并保持住。船舶發(fā)電機組適配器是船舶電站本身具備的，負責采集船舶發(fā)電機組的電力參數，筆記本電腦通過RS485總線與它通信，讀取船舶發(fā)電機組的電力參數。本實用新型的工作過程如下I.報驗前準備向鹽水缸I中注水至儲水缸高水位指示燈亮，將可調電抗器手動
回零，連接補水管路和壓縮空氣管路，將船舶發(fā)電機組負載線接至匯流排，連接電氣控制柜中的PLC控制器至遠程控制器。2.上電報驗根據需要選擇電氣控制柜正面面板、遠程控制器、觸摸屏和筆記本電腦中的一個作為調節(jié)裝置，調節(jié)鹽水缸I功率和可調電抗器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)電機組的負荷測試、電壓測試、并機測試和突加突卸測試。3.報驗單獲取根據報驗過程中船舶發(fā)電機組的電力參數，手動記錄報驗數據，或從筆記本電腦中提取報驗數據，填寫報驗單，完成船舶發(fā)電機組的報驗工作。4.斷電養(yǎng)護斷開船舶發(fā)電機組負載線和全自動組合式船舶發(fā)電機組測控裝置的電力供應，以備下一次報驗。本實施例的測試容量為2X2000KW+1X2500KVA。實施例2如圖4所示，本實施例全自動船舶發(fā)電機組測控系統采用組合模式，包括兩個全自動船舶發(fā)電機組測控裝置和遠程控制器。其中每個全自動船舶發(fā)電機組測控裝置的結構與實施例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。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實現互聯；兩個PLC控制器23通過路由器25連接在同一個沖突域。本實施例的測試容量為4 X 2000KW+2 X 2500KVA。上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.全自動船舶發(fā)電機組測控系統，其特征在于，包括全自動船舶發(fā)電機組測控裝置和遠程控制器，所述全自動船舶發(fā)電機組測控裝置包括兩個鹽水缸、一個可調電抗器、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電抗器通過公共的底座形成一個吊運整體； 每個鹽水缸、可調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、可調電抗器的三相通過匯流排匯聚后與發(fā)動機組連接； 所述遠程控制器分別與電氣控制柜、發(fā)動機組連接。
2.根據權利要求I所述的全自動船舶發(fā)電機組測控系統，其特征在于，所述鹽水缸為雙層水箱結構，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成連通器； 工作缸內懸置極板，極板通過工作缸內鹽水導電；工作缸內壁設有工作缸零水位指示開關和工作缸高水位指示開關；工作缸上部裝有一個補水電磁閥，用于控制往工作缸內補水； 儲水缸內壁有設有儲水缸低水位指示開關、儲水缸工作位指示開關和儲水缸高水位指示開關，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.根據權利要求I所述的全自動船舶發(fā)電機組測控系統，其特征在于，所述可調電抗器配備小功率電機，通過電機正反轉控制電抗加減。
4.根據權利要求I所述的全自動船舶發(fā)電機組測控系統，其特征在于，所述電氣控制柜包括PLC控制器、變送器、開關電源、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)電機組匯流排電壓轉換為4 20mA的標準信號，并輸入PLC控制器；所述開關電源為PLC控制器的數字量輸出信號提供+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；所述斷路器用于控制電氣控制柜內220V和380V交流電源的接入。
5.根據權利要求4所述的全自動船舶發(fā)電機組測控系統，其特征在于，所述遠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)電機組的適配器通過RS485總線連接。
6.根據權利要求I 5任一項所述的全自動船舶發(fā)電機組測控系統，其特征在于，所述全自動船舶發(fā)電機組測控裝置為多個，每個全自動船舶發(fā)電機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。
專利摘要本實用新型公開了全自動船舶發(fā)電機組測控系統，包括全自動船舶發(fā)電機組測控裝置和遠程控制器，所述全自動船舶發(fā)電機組測控裝置包括兩個鹽水缸、一個可調電抗器、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、可調電抗器的三相通過匯流排匯聚后與發(fā)動機組連接；所述遠程控制器分別與電氣控制柜、發(fā)動機組連接。與現有技術相比，本實用新型實現了船舶發(fā)電機組測控的自動化，適用性好，靈活性好，具有高效、節(jié)能的優(yōu)點。
文檔編號G01R31/00GK202512183SQ20122009879
公開日2012年10月31日 申請日期2012年3月15日 優(yōu)先權日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 申請人:華南理工大學