本實用新型涉及同步發(fā)電機領(lǐng)域，特別是涉及一種新型可編程船舶同步發(fā)電機自動準(zhǔn)同步并車裝置。

背景技術(shù)：

船舶電站是船舶的重要組成部分，現(xiàn)代船舶對船舶電站及電力系統(tǒng)依賴越來越強，電站運行的可靠性、經(jīng)濟型對保證船舶安全、經(jīng)濟航行具有重要意義，船舶同步發(fā)電機組的自動并聯(lián)運行是船舶電站自動化的主要技術(shù)指標(biāo)。

現(xiàn)在已經(jīng)存在幾種常用的船舶同步發(fā)電機自動準(zhǔn)同步并車裝置，其中利用分立元件構(gòu)建邏輯電路制造的船舶同步發(fā)電機自動準(zhǔn)同步并車裝置，是在我國20世紀(jì)70年代已經(jīng)開始研制生產(chǎn)，該類產(chǎn)品經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，性能穩(wěn)定可靠，但是元器件復(fù)雜、易壞、維修困難、難以擴展構(gòu)成全套的自控系統(tǒng)。所以現(xiàn)在基本很少使用。

利用單片機系統(tǒng)開發(fā)的船舶同步發(fā)電機自動準(zhǔn)同步并車裝置，其是我國20世紀(jì)80年代開始研制，該裝置成本低廉、變成方便，但是單片機抗干擾性差，容易出現(xiàn)誤動作。因此現(xiàn)在系統(tǒng)設(shè)計基本不在使用。

再者，還有一種利用集成電路構(gòu)建邏輯電路制造的船舶同步發(fā)電機自動準(zhǔn)同步并車裝置。如國外的DEIF、WOODWARD、SIEMENS、SELCO公司開發(fā)的自動準(zhǔn)同步并車裝置。雖然功能強大，但是對發(fā)電機組的要求比較高，價格也相當(dāng)貴。國內(nèi)的一些發(fā)電機廠家的產(chǎn)品調(diào)速性能達(dá)不到要求，發(fā)出的調(diào)速信號，發(fā)電機沒有及時反應(yīng)，致使系統(tǒng)多次發(fā)出調(diào)速信號，反而容易出現(xiàn)震蕩。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定可靠、抗干擾能力強、成本低廉的新型可編程船舶同步發(fā)電機自動準(zhǔn)同步并車裝置。

本實用新型所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

本實用新型的一種可編程船舶同步發(fā)電機自動準(zhǔn)同步并車裝置，包括：

總裝支架：為框架式結(jié)構(gòu)，所述總裝支架的前端設(shè)置有安裝槽；

并車裝置主體：所述并車裝置主體固定于總裝支架的安裝槽內(nèi)，所述并車裝置主體內(nèi)部安裝有控制器；

發(fā)電機組：所述發(fā)電機組包括若干臺待并網(wǎng)發(fā)電機和若干已并網(wǎng)發(fā)電機，每臺所述待并網(wǎng)發(fā)電機和已并網(wǎng)發(fā)電機上均設(shè)置有三相多功能綜合電量變送器；

同步表：置于所述并車裝置主體上；

觸摸屏：置于所述并車裝置主體前表面的中心處，所述觸摸屏與控制器電連接；

原動機：所述原動機包括待并網(wǎng)原動機和已并網(wǎng)原動機，所述原動機的信號輸入端連接有電子調(diào)速器；

同步脈沖發(fā)生裝置：所述同步脈沖發(fā)生裝置與控制器通訊連接，所述同步脈沖發(fā)生裝置接收控制器的控制信號，所述同步脈沖發(fā)生裝置根據(jù)控制信號對待并網(wǎng)原動機輸出合閘信號；

所述三相多功能綜合電量變送器與所述發(fā)電機電連接，所述三相多功能綜合電量變送器采集待并網(wǎng)發(fā)電機和已并網(wǎng)發(fā)電機的電壓和頻率，所述控制器與所述三相多功能綜合電量變送器通訊連接，所述控制器讀取待并網(wǎng)發(fā)電機和已并網(wǎng)發(fā)電機的電壓和頻率，所述控制器的信號輸出端與電子調(diào)速器通訊連接。

進(jìn)一步的，所述控制器為西門子S7-200PLC可編程控制器。

進(jìn)一步的，所述控制器通過RS485RTU通訊協(xié)議與三相多功能綜合電量變送器組成通信網(wǎng)絡(luò)。

進(jìn)一步的，所述發(fā)電機的頻率的死區(qū)浮動值為±0.2Hz。

進(jìn)一步的，所述待并網(wǎng)發(fā)電機與已并網(wǎng)發(fā)電機的頻率和電壓相同或相接近時，所述控制器對同步脈沖發(fā)生裝置發(fā)出控制信號。

借由上述方案，本實用新型至少具有以下優(yōu)點：

本實用新型的一種可編程船舶同步發(fā)電機自動準(zhǔn)同步并車裝置：

1、更改控制邏輯只需修改軟件，無需對硬件作改動，硬件設(shè)計大大簡化。

2、程序可以復(fù)制，批量生產(chǎn)很容易，且可靠性高。

3、由于PLC除有繼電器功能外，尚有多種其他功能，可以實現(xiàn)繼電器無 法實現(xiàn)的控制功能，實現(xiàn)某種程度上的智能化，并有可能使機構(gòu)簡化。

4、具有擴展單元或擴展模塊，當(dāng)需要較多輸入/輸出時可以方便地擴展。因此使用PLC的電站自動化管理系統(tǒng)價格合理，功能靈活，完全可以滿足船檢及船舶電站自動化的要求，硬件設(shè)計中每臺發(fā)電機組所測量的信號數(shù)據(jù)類型都相同。

上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種可編程船舶同步發(fā)電機自動準(zhǔn)同步并車裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示的一種可編程船舶同步發(fā)電機自動準(zhǔn)同步并車裝置的控制器與三相多功能綜合電量變送器的示意圖；

圖3是圖1所示的一種可編程船舶同步發(fā)電機自動準(zhǔn)同步并車裝置的電連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖1所示的一種可編程船舶同步發(fā)電機自動準(zhǔn)同步并車裝置的工作流程示意圖。

1、總裝支架；2、并車裝置主體；3、觸摸屏；4、控制器；5、三相多功能綜合電量變送器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。

參見圖1-4所示，一種可編程船舶同步發(fā)電機自動準(zhǔn)同步并車裝置，包括：

總裝支架1：為框架式結(jié)構(gòu)，總裝支架1的前端設(shè)置有安裝槽；

并車裝置主體2：并車裝置主體2固定于總裝支架1的安裝槽內(nèi)，并車裝置主體2內(nèi)部安裝有控制器4；

發(fā)電機組：發(fā)電機組包括若干臺待并網(wǎng)發(fā)電機和若干已并網(wǎng)發(fā)電機，每臺所述待并網(wǎng)發(fā)電機和已并網(wǎng)發(fā)電機上均設(shè)置有三相多功能綜合電量變送器5；

同步表：置于所述并車裝置主體2上；

觸摸屏3：置于并車裝置主體2前表面的中心處，所述觸摸屏3與控制器4電連接；

原動機：原動機包括待并網(wǎng)原動機和已并網(wǎng)原動機，原動機的信號輸入端連接有電子調(diào)速器；

同步脈沖發(fā)生裝置：同步脈沖發(fā)生裝置與控制器4通訊連接，同步脈沖發(fā)生裝置接收控制器4的控制信號，同步脈沖發(fā)生裝置根據(jù)控制信號對待并網(wǎng)原動機輸出合閘信號；

三相多功能綜合電量變送器5與所述發(fā)電機電連接，三相多功能綜合電量變送器5采集待并網(wǎng)發(fā)電機和已并網(wǎng)發(fā)電機的電壓和頻率，控制器4與所述三相多功能綜合電量變送器5通訊連接，控制器4讀取待并網(wǎng)發(fā)電機和已并網(wǎng)發(fā)電機的電壓和頻率，控制器4的信號輸出端與電子調(diào)速器通訊連接。控制器4為西門子S7-200PLC可編程控制器。

控制器4通過RS485RTU通訊協(xié)議與三相多功能綜合電量變送器5組成通信網(wǎng)絡(luò)。發(fā)電機的頻率的死區(qū)浮動值為±0.2Hz。

待并網(wǎng)發(fā)電機與已并網(wǎng)發(fā)電機的頻率和電壓相同或相接近時，控制器4對同步脈沖發(fā)生裝置發(fā)出控制信號。

船舶同步發(fā)電機自動準(zhǔn)同步并車裝置是指待并網(wǎng)發(fā)電機要與已并網(wǎng)發(fā)電機并聯(lián)運行時需自動調(diào)節(jié)待并網(wǎng)發(fā)電機的頻率和電壓(在相位一致的情況下)使其與已并網(wǎng)發(fā)電機的頻率和電壓接近并達(dá)到并車條件時，并由同步脈沖發(fā)生裝置發(fā)出合閘信號從而實現(xiàn)發(fā)電機的并網(wǎng)運行，以避免人工操作時的不可靠性，進(jìn)一步實現(xiàn)船舶的安全可靠。

本裝置主要是利用控制器4及三相多功能綜合電量變送器5來實現(xiàn)的，其中控制器4采用西門子S7-200PLC可編程控制器。三相多功能綜合電量變送器5通過RS485RTU通訊協(xié)議與控制器4組成通訊網(wǎng)絡(luò)，控制器4讀取待并網(wǎng)發(fā)電機和已并網(wǎng)發(fā)電機的頻率和電壓值并與已并網(wǎng)發(fā)電機的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行比較，在滿足電壓比較接近的情況下根據(jù)頻率差的大小和正負(fù)來發(fā)出相應(yīng)的控制信號，去控制待并網(wǎng)原動機的電子調(diào)速器，使待并網(wǎng)發(fā)電機的頻率接近已并網(wǎng)發(fā) 電機的頻率從而使同步脈沖發(fā)生裝置發(fā)出合閘信號。為了避免系統(tǒng)的動態(tài)趨勢惡化，通過觸摸屏3去設(shè)置調(diào)速周期和間隔，可以防止系統(tǒng)因頻繁動作而形成振蕩，頻率的死區(qū)浮動值為正負(fù)0.2Hz。

控制器4(PLC)作為主處理器，其可靠性高、功能齊全、造價便宜、電磁兼容性能好。

由于PLC本來就是為工業(yè)控制開發(fā)設(shè)計,具有開發(fā)簡單、周期短的優(yōu)點,而且還有對船舶電站的抗干擾能力強等優(yōu)勢,所以在國內(nèi)的船舶上大量使用。對電站的管理,其最大特點是動作復(fù)雜、頻繁，且有較多的執(zhí)行元件如接觸器。在這種場合使用繼電器控制邏輯需要大量的中間繼電器，而這些中間繼電器在用PLC控制的情況下，就可以對其內(nèi)部的輔助繼電器進(jìn)行編程后來取代。從物理介質(zhì)方面來講，前者是要用具體的電氣元件來組合，而后者只是PLC的內(nèi)部寄存器，在PLC編程容量許可的范圍內(nèi)，可以不花費額外的費用來實現(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯。一般的PLC都有上百個內(nèi)部輔助繼電器甚至更多，且還有多種專用的內(nèi)部繼電器，足可以應(yīng)付一般的控制要求，惟一需要做的工作就是對PLC進(jìn)行編程。同時考慮到艦船電站的抗干擾能力，PLC在這方面也有其極大的優(yōu)越性。PLC的另一個優(yōu)點，那就是其運行速度及可靠性和壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于繼電器控制方式，從上述意義上來講，PLC最適合于需要大量中間繼電器的場合，且PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)比較具有許多優(yōu)點:

1、更改控制邏輯只需修改軟件，無需對硬件作改動，硬件設(shè)計大大簡化。

2、程序可以復(fù)制，批量生產(chǎn)很容易，且可靠性高。

3、由于PLC除有繼電器功能外，尚有多種其他功能，可以實現(xiàn)繼電器無法實現(xiàn)的控制功能，實現(xiàn)某種程度上的智能化，并有可能使機構(gòu)簡化。

4、具有擴展單元或擴展模塊，當(dāng)需要較多輸入/輸出時可以方便地擴展。因此使用PLC的電站自動化管理系統(tǒng)價格合理，功能靈活，完全可以滿足船檢及船舶電站自動化的要求，硬件設(shè)計中每臺發(fā)電機組所測量的信號數(shù)據(jù)類型都相同。

上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本實用新型的較佳實 施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，并不用于限制本實用新型，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。