專利名稱：一種基于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的艦船自動電站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動電站，尤其涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的艦船自動電站，屬 于艦船自動化領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，海運(yùn)越來越成為我國跨國運(yùn)輸?shù)囊环N重要運(yùn)輸方式， 在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中也越來越起著重要的作用，作為海運(yùn)的主要載體和角色，船舶也在快 速的發(fā)展之中，從原始的鐵駁船發(fā)展為如今的合金鋼材料的特種輪船，從傳統(tǒng)的機(jī)械化人 工操作小噸位船舶發(fā)展為現(xiàn)在的信息化電子化全自動導(dǎo)航控制的遠(yuǎn)洋巨輪。中國已成為日 本、韓國之后的世界第三造船大國，船舶工業(yè)在國際市場的份額達(dá)到了 12%。但是由于中國 船舶設(shè)備還不能自主配套，嚴(yán)重制約了中國船舶配套產(chǎn)業(yè)的國際競爭力，導(dǎo)致中國船舶配 套設(shè)備實(shí)際裝船率不足40%。而艦船電站是維持艦船電子化提供電力的重要保障。艦船電站是艦船的一級重要系統(tǒng)，自動電站是中國船級社(CCS)關(guān)于自動化入級 ATU-O附加標(biāo)志的重要組成部分，常規(guī)自動電站一般采用PLC+專用控制器來實(shí)現(xiàn)，僅能完 成自動電站的同步、加減機(jī)、調(diào)頻、調(diào)載等基本功能。傳統(tǒng)電站控制器都是單元控制模式，功 能單一，無靈活性，而且控制器需要進(jìn)口，難以滿足日益增長的系統(tǒng)集成要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，利用艦船監(jiān)測報警系統(tǒng)(AMS)強(qiáng)大的 網(wǎng)絡(luò)通信及解算功能，通過設(shè)置變送器，采集電站各發(fā)電機(jī)、匯流排的電流、電壓、頻率、相 位等電量參數(shù)及各發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速、油壓、水溫等機(jī)械參數(shù)，實(shí)時解算出各種必要的控制參量。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出技術(shù)方案是采用PLC加網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)方案，通 過電流、電壓、頻率、相位變送器等采集電站實(shí)時電量，并解算出各發(fā)電機(jī)、匯流排的電壓、 電流、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無功功率等電量參數(shù)，根據(jù)優(yōu)化的電站控制和負(fù)荷分配策 略，通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組的頻率和電壓來實(shí)現(xiàn)同步和負(fù)荷動態(tài)分配，通過輸出加、減機(jī)指令來 實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的投入和解列，同時本實(shí)用新型從監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)動態(tài)獲取各重要負(fù)荷實(shí)時工況， 及時調(diào)整電站狀態(tài)，以保證電站安全運(yùn)行。艦船電站設(shè)備包括主發(fā)電機(jī)組、應(yīng)急發(fā)電機(jī)組、主/應(yīng)急配電盤，是船舶、軍艦及 海洋工程設(shè)備必需的重要設(shè)備，其涉及到設(shè)計(jì)、電子化水平、制造工藝等方面，艦船電站配 套設(shè)備是集電氣技術(shù)、自動控制技術(shù)、通訊技術(shù)、傳感器技術(shù)、檢測技術(shù)、故障診斷技術(shù)等多 學(xué)科高新技術(shù)于一體的技術(shù)密集型產(chǎn)品。為了使它具有電磁兼容性能好、抗干擾能力強(qiáng)、模 塊化、集控化、接口標(biāo)準(zhǔn)化和成套系列化等特點(diǎn)，艦船電站采用了自動并車控制、功率管理、 絕緣檢測、故障診斷與處理等技術(shù)。本實(shí)用新型提供一種基于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的艦船自動電站，包 括上位計(jì)算機(jī)1、主控制器2、信號采集部分和控制部分組成，所述上位計(jì)算機(jī)1通過以太 網(wǎng)與所述主控制器2相連，所述主控制器2分別連接控制部分和信號采集部分。所述信號采集部分包括電流變送器3、電壓變送器4、頻率變送器5和相位變送器6。上述自動電站還包括在網(wǎng)發(fā)電機(jī)組和備用發(fā)電機(jī)組。在網(wǎng)發(fā)電機(jī)組隨著指令的執(zhí) 行可以減少，從而退出部分發(fā)電機(jī)組，成為待退網(wǎng)發(fā)電機(jī)組，而備用發(fā)電機(jī)組可以成為待并 發(fā)電機(jī)組，并隨著指令的執(zhí)行并入電網(wǎng)成為在網(wǎng)發(fā)電機(jī)組。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)下列功能1、本實(shí)用新型省去了昂貴的進(jìn)口控制器，同時信息量明顯增加，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制、 集中控制、故障保護(hù)、數(shù)據(jù)管理等高級功能；2、具有更好的經(jīng)濟(jì)性和適用性，也適應(yīng)了艦船自動化、網(wǎng)絡(luò)化的要求。
圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)原理圖。圖中標(biāo)記1_上位計(jì)算機(jī)；2-主控制器PLC ；3-電流變送器；4_電壓變送器；5_頻 率變送器；6-相位變送器。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，該發(fā)電機(jī)組，包括上位計(jì)算機(jī)(工控機(jī)IPC)、主控制器(可編程控制 器PLC)、信號采集部分，包括電流變送器、電壓變送器、頻率變送器和相位變送器、控制執(zhí) 行部分組成，上位計(jì)算機(jī)解算各電量信號，并對實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷及存儲，主控制器 收集控制現(xiàn)場信號并將上位計(jì)算機(jī)的控制指令輸出至控制執(zhí)行部分，以實(shí)現(xiàn)電站的自動控 制。通過各變送器采集控制現(xiàn)場的電流、電壓、頻率、相位等電量信號，由此計(jì)算各在網(wǎng)發(fā) 電機(jī)組和匯流排的實(shí)時電流、電壓、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、逆功率、動態(tài)負(fù)荷 率。當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷超過設(shè)定的負(fù)荷率時，系統(tǒng)及時啟動備用發(fā)電機(jī)組，以準(zhǔn)備加機(jī)并車，上位 計(jì)算機(jī)連續(xù)監(jiān)測待并發(fā)電機(jī)組各電量參數(shù)，并與電網(wǎng)匯流排電量參數(shù)相比較，實(shí)時調(diào)整待 并發(fā)電機(jī)組電壓、頻率和相位角。當(dāng)各參數(shù)均吻合時，上位計(jì)算機(jī)發(fā)出并車指令完成電站加 機(jī)，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷變化時，上位計(jì)算機(jī)實(shí)時發(fā)出調(diào)整指令，對在網(wǎng)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行調(diào)頻調(diào)載，實(shí) 現(xiàn)機(jī)組負(fù)荷的自動分配。當(dāng)上位計(jì)算機(jī)監(jiān)測到電網(wǎng)負(fù)荷過輕時，系統(tǒng)確定待退網(wǎng)發(fā)電機(jī)組， 啟動減機(jī)程序，將待退網(wǎng)發(fā)電機(jī)組負(fù)荷均勻平穩(wěn)轉(zhuǎn)移至在網(wǎng)發(fā)電機(jī)組，完成減機(jī)程序。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自檢、全自動監(jiān)控、信息發(fā)布、故障回放等功能，可更好地 滿足CCS的有關(guān)要求，同時本實(shí)用新型與AMS系統(tǒng)高度集成，避免采用昂貴的進(jìn)口專用控制 器，具有良好的經(jīng)濟(jì)性、可擴(kuò)展性和可移植性。
權(quán)利要求一種基于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的艦船自動電站，包括上位計(jì)算機(jī)(1)、主控制器(2)、信號采集部分和控制部分，其特征在于所述上位計(jì)算機(jī)(1)通過以太網(wǎng)與所述主控制器(2)相連，所述主控制器(2)分別連接控制組成部分和信號采集部分。
2.如權(quán)利要求1所述的基于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的艦船自動電站，其特征在于，所述信號采集部 分由電流變送器(3)、電壓變送器(4)、頻率變送器(5)和相位變送器(6)組成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的基于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的艦船自動電站，其特征在于，所述自動電站 還包括在網(wǎng)發(fā)電機(jī)組和備用發(fā)電機(jī)組。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的艦船自動電站，由上位計(jì)算機(jī)、主控制器、信號采集部分和控制部分組成，還包括在網(wǎng)發(fā)電機(jī)組和備用發(fā)電機(jī)組。上位計(jì)算機(jī)通過以太網(wǎng)與主控制器相連，主控制器分別連接信號采集部分和控制部分。信號采集部分包括電流變送器、電壓變送器、頻率變送器和相位變送器。本實(shí)用新型通過接收變送器獲得的數(shù)據(jù)，經(jīng)過解算并發(fā)出指令，通過控制部分輸出增速、減速、加機(jī)和減機(jī)信號，從而增加或者減少在網(wǎng)發(fā)電機(jī)組，實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)機(jī)組有功功率和無功功率的調(diào)節(jié)與自動分配，并可實(shí)現(xiàn)艦船電站的實(shí)時監(jiān)測與報警。
文檔編號H02J13/00GK201663478SQ20102003953
公開日2010年12月1日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者李朝暉, 苗鳳林 申請人:武漢南華工業(yè)設(shè)備工程股份有限公司