船舶自動(dòng)化電站履約補(bǔ)差課件

1、自自 動(dòng)動(dòng) 化化 電電 站站 青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 電氣教研室電氣教研室 船舶電站自動(dòng)化船舶電站自動(dòng)化 第一節(jié)第一節(jié) 船舶電站自動(dòng)化概述船舶電站自動(dòng)化概述 船舶電站自動(dòng)化裝置的發(fā)展，經(jīng)歷了從六十年代采用繼電船舶電站自動(dòng)化裝置的發(fā)展，經(jīng)歷了從六十年代采用繼電器控制技術(shù)及其后來(lái)的晶體管分立元件控制技術(shù)到七十年代的器控制技術(shù)及其后來(lái)的晶體管分立元件控制技術(shù)到七十年代的小規(guī)模集成電路及其后來(lái)的中大規(guī)模集成數(shù)字、模擬電路控制小規(guī)模集成電路及其后來(lái)的中大規(guī)模集成數(shù)字、模擬電路控制技術(shù)，至八十年代的微處理機(jī)控制技術(shù)，九十年代的技術(shù)，至八十年代的微處理機(jī)控制技術(shù)，九十年代的PLCPLC控制

2、控制技術(shù)。技術(shù)。 進(jìn)入八十年代世界各國(guó)都先后研制由單板機(jī)或單片機(jī)組成進(jìn)入八十年代世界各國(guó)都先后研制由單板機(jī)或單片機(jī)組成的微機(jī)控制系統(tǒng)，由于船舶機(jī)艙環(huán)境的惡劣，使微機(jī)控制系統(tǒng)的微機(jī)控制系統(tǒng)，由于船舶機(jī)艙環(huán)境的惡劣，使微機(jī)控制系統(tǒng)在防電磁干擾上或多或少存在一些問(wèn)題。在防電磁干擾上或多或少存在一些問(wèn)題。 九十年代九十年代PLCPLC控制系統(tǒng)的可靠性已為世人所共識(shí)，其產(chǎn)品控制系統(tǒng)的可靠性已為世人所共識(shí)，其產(chǎn)品的通用性、僅需少量備件且易在世界各地購(gòu)置而得到廣大客戶的通用性、僅需少量備件且易在世界各地購(gòu)置而得到廣大客戶的青睞，的青睞，SIEMENSSIEMENS公司于九十年代初首先在機(jī)艙自動(dòng)化中采用公司于

3、九十年代初首先在機(jī)艙自動(dòng)化中采用了通用性的了通用性的PLCPLC作為控制核心器件，至目前作為控制核心器件，至目前PLCPLC控制的電站、主控制的電站、主機(jī)遙控、集中監(jiān)測(cè)報(bào)警等系統(tǒng)也已不斷地更新?lián)Q代。機(jī)遙控、集中監(jiān)測(cè)報(bào)警等系統(tǒng)也已不斷地更新?lián)Q代。 作為電站的重要內(nèi)容之一的作為電站的重要內(nèi)容之一的自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)，除早期系統(tǒng)外，現(xiàn)在一般，除早期系統(tǒng)外，現(xiàn)在一般均未包含在自動(dòng)電力管理（自動(dòng)化電站）系統(tǒng)中。這是因?yàn)檎{(diào)壓裝置是由均未包含在自動(dòng)電力管理（自動(dòng)化電站）系統(tǒng)中。這是因?yàn)檎{(diào)壓裝置是由發(fā)電機(jī)制造廠家配套生產(chǎn)的，是屬于發(fā)電機(jī)的一部分，通常安裝在發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)制造廠家配套生產(chǎn)的，是屬于發(fā)電機(jī)的一

4、部分，通常安裝在發(fā)電機(jī)上，對(duì)于電子調(diào)節(jié)裝置部分一般安裝在發(fā)電機(jī)控制屏內(nèi)。發(fā)電機(jī)制造廠家上，對(duì)于電子調(diào)節(jié)裝置部分一般安裝在發(fā)電機(jī)控制屏內(nèi)。發(fā)電機(jī)制造廠家已保證發(fā)電機(jī)電壓及并聯(lián)運(yùn)行時(shí)無(wú)功分配問(wèn)題均得到令人滿意的程度，通已保證發(fā)電機(jī)電壓及并聯(lián)運(yùn)行時(shí)無(wú)功分配問(wèn)題均得到令人滿意的程度，通常無(wú)需再作進(jìn)一步的調(diào)整。常無(wú)需再作進(jìn)一步的調(diào)整。 自動(dòng)電力管理系統(tǒng)功能大致有：自動(dòng)電力管理系統(tǒng)功能大致有：1.1.發(fā)電機(jī)組停機(jī)狀態(tài)下的預(yù)潤(rùn)滑發(fā)電機(jī)組停機(jī)狀態(tài)下的預(yù)潤(rùn)滑2.2.發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)起動(dòng)控制發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)起動(dòng)控制3.3.發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)并車操作發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)并車操作4.4.并聯(lián)運(yùn)行中功率的自動(dòng)分配、轉(zhuǎn)移與電網(wǎng)頻率的自

5、動(dòng)調(diào)整并聯(lián)運(yùn)行中功率的自動(dòng)分配、轉(zhuǎn)移與電網(wǎng)頻率的自動(dòng)調(diào)整5.5.取決于負(fù)荷大小的發(fā)電機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)管理取決于負(fù)荷大小的發(fā)電機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)管理6.6.大功率負(fù)荷投入管理大功率負(fù)荷投入管理7.7.發(fā)電機(jī)組機(jī)、電故障的自動(dòng)處理與報(bào)警發(fā)電機(jī)組機(jī)、電故障的自動(dòng)處理與報(bào)警8.8.發(fā)電機(jī)組自動(dòng)、故障狀態(tài)下解列、停機(jī)控制發(fā)電機(jī)組自動(dòng)、故障狀態(tài)下解列、停機(jī)控制9.9.發(fā)電機(jī)的保護(hù)發(fā)電機(jī)的保護(hù)10.10.運(yùn)行狀態(tài)顯示及故障監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)顯示及故障監(jiān)視11.11.運(yùn)行中系統(tǒng)給定參數(shù)的監(jiān)視與修改運(yùn)行中系統(tǒng)給定參數(shù)的監(jiān)視與修改第二節(jié)第二節(jié) 自動(dòng)電力管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組成及種類自動(dòng)電力管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組成及種類一一. . 數(shù)字?jǐn)?shù)

6、字模擬集成電路構(gòu)成的自動(dòng)電力管理系統(tǒng)模擬集成電路構(gòu)成的自動(dòng)電力管理系統(tǒng)基于可靠性、靈活性及在控制系統(tǒng)局部發(fā)生故障時(shí)，從能最大限度保留自動(dòng)基于可靠性、靈活性及在控制系統(tǒng)局部發(fā)生故障時(shí)，從能最大限度保留自動(dòng)控制功能等情況出發(fā)，世界各生產(chǎn)廠家大多是朝著模塊化方向發(fā)展著的，隨控制功能等情況出發(fā)，世界各生產(chǎn)廠家大多是朝著模塊化方向發(fā)展著的，隨著模塊與模塊間連接的構(gòu)思不同，大致可分成兩種類型的結(jié)構(gòu)組成形式。著模塊與模塊間連接的構(gòu)思不同，大致可分成兩種類型的結(jié)構(gòu)組成形式。 1. 1. 采用總體控制方式采用總體控制方式總體控制單元相當(dāng)于人總體控制單元相當(dāng)于人的的“大腦大腦”，把來(lái)自各，把來(lái)自各臺(tái)發(fā)電機(jī)組的機(jī)、

7、電信臺(tái)發(fā)電機(jī)組的機(jī)、電信息及主開(kāi)關(guān)、匯流排與息及主開(kāi)關(guān)、匯流排與各大用戶的必要信息給各大用戶的必要信息給以綜合分析、判斷，然以綜合分析、判斷，然后發(fā)布相應(yīng)命令，確保后發(fā)布相應(yīng)命令，確保電力系統(tǒng)安全、可靠且電力系統(tǒng)安全、可靠且經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，保證供電質(zhì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，保證供電質(zhì)量量 由圖可見(jiàn)總體控制單元與各子單元間是直接聯(lián)系的，而各子單元間是互不相連。由圖可見(jiàn)總體控制單元與各子單元間是直接聯(lián)系的，而各子單元間是互不相連。 圖6-1 總體控制型自動(dòng)化電站結(jié)構(gòu)方框圖 負(fù)荷自動(dòng)分級(jí)重合閘 備用機(jī)組準(zhǔn)備工作單元 柴油機(jī)組起?？刂破?總體控制 并聯(lián)運(yùn)行 控制器 自動(dòng)并車 頻載調(diào)節(jié) 電網(wǎng)監(jiān)視器 匯流排監(jiān)測(cè) 發(fā)電機(jī)組監(jiān)測(cè)

8、 重載詢問(wèn)裝置 . .柴油發(fā)電機(jī)組的起、?？刂破鞑裼桶l(fā)電機(jī)組的起、停控制器每臺(tái)機(jī)組各一套對(duì)柴油機(jī)組進(jìn)行自動(dòng)起動(dòng)、自動(dòng)停機(jī)與應(yīng)急自動(dòng)停機(jī)邏輯控制每臺(tái)機(jī)組各一套對(duì)柴油機(jī)組進(jìn)行自動(dòng)起動(dòng)、自動(dòng)停機(jī)與應(yīng)急自動(dòng)停機(jī)邏輯控制操作。因此某一套控制器發(fā)生故障，那末只影響該臺(tái)機(jī)組，對(duì)其它機(jī)組無(wú)任何操作。因此某一套控制器發(fā)生故障，那末只影響該臺(tái)機(jī)組，對(duì)其它機(jī)組無(wú)任何干擾。干擾。. .并聯(lián)運(yùn)行控制器并聯(lián)運(yùn)行控制器是由自動(dòng)并車裝置與頻載調(diào)節(jié)器組成。通常自動(dòng)并車裝置整個(gè)系統(tǒng)只需一套是由自動(dòng)并車裝置與頻載調(diào)節(jié)器組成。通常自動(dòng)并車裝置整個(gè)系統(tǒng)只需一套即可，頻載調(diào)節(jié)器是每臺(tái)機(jī)組各需一套。早期這兩個(gè)裝置是各自獨(dú)立成體，即可，頻載

9、調(diào)節(jié)器是每臺(tái)機(jī)組各需一套。早期這兩個(gè)裝置是各自獨(dú)立成體，以后大多數(shù)廠家已將這二個(gè)裝置合并成一個(gè)整體形式問(wèn)世。并聯(lián)運(yùn)行控制器以后大多數(shù)廠家已將這二個(gè)裝置合并成一個(gè)整體形式問(wèn)世。并聯(lián)運(yùn)行控制器進(jìn)行將待并機(jī)組自動(dòng)投入電網(wǎng)及并網(wǎng)后執(zhí)行恒頻與負(fù)荷分配操作。進(jìn)行將待并機(jī)組自動(dòng)投入電網(wǎng)及并網(wǎng)后執(zhí)行恒頻與負(fù)荷分配操作。 . . 發(fā)電機(jī)組監(jiān)視與電網(wǎng)監(jiān)視器發(fā)電機(jī)組監(jiān)視與電網(wǎng)監(jiān)視器是作為安全系統(tǒng)，監(jiān)視電網(wǎng)電壓、頻率及機(jī)組的水溫、油壓等機(jī)、電參數(shù)是作為安全系統(tǒng)，監(jiān)視電網(wǎng)電壓、頻率及機(jī)組的水溫、油壓等機(jī)、電參數(shù)是否低于或超過(guò)允許值，供總體控制單元鑒別故障機(jī)組、起動(dòng)備用機(jī)組投是否低于或超過(guò)允許值，供總體控制單元鑒別故障機(jī)

10、組、起動(dòng)備用機(jī)組投網(wǎng)并使故障機(jī)組脫離船舶電網(wǎng)，保證電網(wǎng)供電的連續(xù)性。網(wǎng)并使故障機(jī)組脫離船舶電網(wǎng)，保證電網(wǎng)供電的連續(xù)性。. . 匯流排監(jiān)測(cè)匯流排監(jiān)測(cè)是測(cè)量匯流排即電網(wǎng)的電壓、電流等電氣參數(shù)，供總體控制單元計(jì)算與判斷電是測(cè)量匯流排即電網(wǎng)的電壓、電流等電氣參數(shù)，供總體控制單元計(jì)算與判斷電網(wǎng)的功率余量，以決定起動(dòng)備用機(jī)組投入電網(wǎng)還是解列一臺(tái)多余在網(wǎng)機(jī)組。網(wǎng)的功率余量，以決定起動(dòng)備用機(jī)組投入電網(wǎng)還是解列一臺(tái)多余在網(wǎng)機(jī)組。. .備用機(jī)組準(zhǔn)備工作單元備用機(jī)組準(zhǔn)備工作單元每臺(tái)柴油機(jī)組一套裝置，機(jī)組處于停機(jī)狀態(tài)時(shí)控制周期性預(yù)潤(rùn)滑系統(tǒng)。每臺(tái)柴油機(jī)組一套裝置，機(jī)組處于停機(jī)狀態(tài)時(shí)控制周期性預(yù)潤(rùn)滑系統(tǒng)。. .重要負(fù)荷自

11、動(dòng)分級(jí)重合閘重要負(fù)荷自動(dòng)分級(jí)重合閘當(dāng)運(yùn)行機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重機(jī)、電故障時(shí)會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組跳閘，電網(wǎng)將出現(xiàn)短暫斷當(dāng)運(yùn)行機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重機(jī)、電故障時(shí)會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組跳閘，電網(wǎng)將出現(xiàn)短暫斷電狀態(tài)，在電網(wǎng)自動(dòng)恢復(fù)供電后，為了迅速地恢復(fù)整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，電狀態(tài)，在電網(wǎng)自動(dòng)恢復(fù)供電后，為了迅速地恢復(fù)整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在自動(dòng)電力管理系統(tǒng)中可設(shè)置這一環(huán)節(jié)，主要用于控制為主機(jī)運(yùn)行服務(wù)的各在自動(dòng)電力管理系統(tǒng)中可設(shè)置這一環(huán)節(jié)，主要用于控制為主機(jī)運(yùn)行服務(wù)的各種輔機(jī)與舵機(jī)、冰機(jī)及其它各類泵浦等設(shè)備的再啟動(dòng)，分級(jí)起動(dòng)目的是為了種輔機(jī)與舵機(jī)、冰機(jī)及其它各類泵浦等設(shè)備的再啟動(dòng)，分級(jí)起動(dòng)目的是為了防止眾多設(shè)備同時(shí)起動(dòng)時(shí)的沖擊電流可

12、能會(huì)再次形成發(fā)電機(jī)假性短路而導(dǎo)致防止眾多設(shè)備同時(shí)起動(dòng)時(shí)的沖擊電流可能會(huì)再次形成發(fā)電機(jī)假性短路而導(dǎo)致主開(kāi)關(guān)跳閘，分級(jí)起動(dòng)順序按負(fù)荷的相對(duì)重要性排列，每一級(jí)起動(dòng)之間的間主開(kāi)關(guān)跳閘，分級(jí)起動(dòng)順序按負(fù)荷的相對(duì)重要性排列，每一級(jí)起動(dòng)之間的間隔時(shí)間約為隔時(shí)間約為4 48 8秒。秒。. .重載詢問(wèn)裝置重載詢問(wèn)裝置即對(duì)大功率負(fù)荷投入時(shí)進(jìn)行管理。當(dāng)電網(wǎng)功率富裕量充足時(shí)大負(fù)荷可直接即對(duì)大功率負(fù)荷投入時(shí)進(jìn)行管理。當(dāng)電網(wǎng)功率富裕量充足時(shí)大負(fù)荷可直接投入，當(dāng)電網(wǎng)功率余量不富裕時(shí)需待備用機(jī)組起動(dòng)投入電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行后，投入，當(dāng)電網(wǎng)功率余量不富裕時(shí)需待備用機(jī)組起動(dòng)投入電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行后，才允許大負(fù)荷起動(dòng)。才允許大負(fù)荷起動(dòng)。2.2.

13、積木塊式積木塊式. .自動(dòng)起動(dòng)自動(dòng)起動(dòng)停車裝置停車裝置作為安全系統(tǒng)監(jiān)視電網(wǎng)電壓和頻率是否低于和超過(guò)允許值，作為安全系統(tǒng)監(jiān)視電網(wǎng)電壓和頻率是否低于和超過(guò)允許值， 鑒別故障機(jī)組并使其脫離船舶電網(wǎng)，保證電網(wǎng)的繼續(xù)供電，鑒別故障機(jī)組并使其脫離船舶電網(wǎng)，保證電網(wǎng)的繼續(xù)供電，電網(wǎng)斷電后電網(wǎng)監(jiān)視器也有自動(dòng)恢復(fù)供電的功能。電網(wǎng)斷電后電網(wǎng)監(jiān)視器也有自動(dòng)恢復(fù)供電的功能。積木塊式自動(dòng)化電站主要由五種（或四種）功能塊組成積木塊式自動(dòng)化電站主要由五種（或四種）功能塊組成控制柴油機(jī)的起動(dòng)（保證柴油機(jī)起動(dòng)所需的潤(rùn)滑、起動(dòng)空氣控制柴油機(jī)的起動(dòng)（保證柴油機(jī)起動(dòng)所需的潤(rùn)滑、起動(dòng)空氣和燃油等），監(jiān)視柴油機(jī)運(yùn)行中的所有重要運(yùn)行參數(shù)。

14、當(dāng)其和燃油等），監(jiān)視柴油機(jī)運(yùn)行中的所有重要運(yùn)行參數(shù)。當(dāng)其參數(shù)超過(guò)規(guī)定極限時(shí)柴油機(jī)則立即或延遲（參數(shù)超過(guò)規(guī)定極限時(shí)柴油機(jī)則立即或延遲（3 3分鐘）停車。分鐘）停車。因此本裝置也是一個(gè)安全保護(hù)系統(tǒng)。因此本裝置也是一個(gè)安全保護(hù)系統(tǒng)。. .并車裝置并車裝置建立和檢查發(fā)電機(jī)并入主匯流排的條件，執(zhí)行并車功能。建立和檢查發(fā)電機(jī)并入主匯流排的條件，執(zhí)行并車功能。. .電網(wǎng)監(jiān)視器電網(wǎng)監(jiān)視器 這些功能塊是以獨(dú)立裝置或模塊形式出現(xiàn)的，主這些功能塊是以獨(dú)立裝置或模塊形式出現(xiàn)的，主要是應(yīng)用具有一定程度的集成功能塊的模擬技術(shù)和數(shù)要是應(yīng)用具有一定程度的集成功能塊的模擬技術(shù)和數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。字技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。 大多廠家如前所述已

15、將并車裝置與功率分配器合大多廠家如前所述已將并車裝置與功率分配器合并成一個(gè)獨(dú)立的并聯(lián)運(yùn)行控制器出現(xiàn)，故而系統(tǒng)就由并成一個(gè)獨(dú)立的并聯(lián)運(yùn)行控制器出現(xiàn)，故而系統(tǒng)就由四個(gè)功能塊組成。四個(gè)功能塊組成。. .功率分配器功率分配器 使運(yùn)行中的柴油發(fā)電機(jī)組均勻地承擔(dān)負(fù)荷，需使運(yùn)行中的柴油發(fā)電機(jī)組均勻地承擔(dān)負(fù)荷，需要時(shí)也可實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)節(jié)。要時(shí)也可實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)節(jié)。 . .負(fù)荷控制器負(fù)荷控制器 保證機(jī)組運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)工況下，也就是使運(yùn)行保證機(jī)組運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)工況下，也就是使運(yùn)行機(jī)組的臺(tái)數(shù)與電站的負(fù)荷量相適應(yīng)。機(jī)組的臺(tái)數(shù)與電站的負(fù)荷量相適應(yīng)。二二. . 基于微機(jī)或基于微機(jī)或PLCPLC控制的自動(dòng)電力管理系統(tǒng)控制的自動(dòng)電力管理系統(tǒng)

16、1. 1. 由一套微機(jī)控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由一套微機(jī)控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖6-3 微機(jī)控制船舶電站單線原理圖 ACB1 電流 功率 I W ACG AVR ENG 伺服馬達(dá) GM 調(diào)速馬達(dá) :1 U 母線 MCB f U 脈動(dòng)電壓 DO DI AI CPU RAM ROM INT DST DISP SET C C C ACB2 ACB3 :2 ACG :3 ACG 監(jiān)控臺(tái) CM VAD DODO數(shù)字量輸出單元數(shù)字量輸出單元DIDI數(shù)字量輸入單元數(shù)字量輸入單元AIAI模擬量輸入變換器模擬量輸入變換器SETSET設(shè)定器設(shè)定器INTINT中斷輸入單元中斷輸入單元DISPDISP顯示單元顯示單元DSIDSI數(shù)字

17、量調(diào)節(jié)輸入單元數(shù)字量調(diào)節(jié)輸入單元檢測(cè)元件檢測(cè)元件功率變換器功率變換器W W；頻率變；頻率變換器換器f f；脈動(dòng)電壓檢測(cè)器；電壓、電；脈動(dòng)電壓檢測(cè)器；電壓、電流測(cè)量等。流測(cè)量等。執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)ACBACB、MCBMCB；繼電器；伺服馬達(dá)等。；繼電器；伺服馬達(dá)等。該系統(tǒng)將來(lái)自檢測(cè)元件的電站所該系統(tǒng)將來(lái)自檢測(cè)元件的電站所需的控制信息，經(jīng)需的控制信息，經(jīng)DIDI、AIAI送入送入RAMRAM中，中，然后根據(jù)存放在然后根據(jù)存放在ROMROM中的設(shè)計(jì)人員編中的設(shè)計(jì)人員編制的控制程序進(jìn)行運(yùn)算（算術(shù)或邏制的控制程序進(jìn)行運(yùn)算（算術(shù)或邏輯），運(yùn)算結(jié)果或存放在輯），運(yùn)算結(jié)果或存放在RAMR

18、AM中或直中或直接刷新接刷新DODO，最后按時(shí)分原則由，最后按時(shí)分原則由DODO單單元輸出至控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)元輸出至控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶電站的控制。對(duì)船舶電站的控制。PLCPLC主要承擔(dān)發(fā)電機(jī)組起、?？刂?，機(jī)組故障處理，調(diào)主要承擔(dān)發(fā)電機(jī)組起、?？刂?，機(jī)組故障處理，調(diào)頻，并聯(lián)運(yùn)行控制，機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)及大功率負(fù)荷投入管理等頻，并聯(lián)運(yùn)行控制，機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)及大功率負(fù)荷投入管理等任務(wù)。任務(wù)。信號(hào)處理板信號(hào)處理板 產(chǎn)生產(chǎn)生PLCPLC所能接收的系統(tǒng)所需的開(kāi)關(guān)量、模所能接收的系統(tǒng)所需的開(kāi)關(guān)量、模擬量信號(hào)，如擬量信號(hào)，如U U、I I、P P、f f、UsUs等參數(shù)。等參數(shù)。2. PLC2.

19、PLC控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) PLCPLC控制系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)主要由PLCPLC、信號(hào)處理板、電源板、操作控、信號(hào)處理板、電源板、操作控制顯示板所組成。制顯示板所組成。 系統(tǒng)配置是按每臺(tái)發(fā)電機(jī)組一臺(tái)系統(tǒng)配置是按每臺(tái)發(fā)電機(jī)組一臺(tái)PLCPLC、一塊信號(hào)處理板，、一塊信號(hào)處理板，整個(gè)系統(tǒng)配一塊電源板，系統(tǒng)參數(shù)的在線監(jiān)視與在線修改是整個(gè)系統(tǒng)配一塊電源板，系統(tǒng)參數(shù)的在線監(jiān)視與在線修改是通過(guò)通過(guò)PLCPLC的編程器（若采用西門(mén)子公司的編程器（若采用西門(mén)子公司PLCPLC產(chǎn)品，則可用專為產(chǎn)品，則可用專為操作人員使用的操作器如操作人員使用的操作器如OP393OP393等）實(shí)現(xiàn)的。等）實(shí)現(xiàn)的。電源單元電

20、源單元 輸入輸入:DC 24V,AC 220V;:DC 24V,AC 220V; 輸出輸出DC 24VDC 24V，+15V+15V，-15V-15V。向系統(tǒng)所有單元、部件包括起動(dòng)、停機(jī)電磁閥提供向系統(tǒng)所有單元、部件包括起動(dòng)、停機(jī)電磁閥提供工作電源。工作電源。OP393 OP393 運(yùn)行中可監(jiān)視、修改系統(tǒng)給定各類參數(shù)。運(yùn)行中可監(jiān)視、修改系統(tǒng)給定各類參數(shù)。 雷同于微機(jī)控制系統(tǒng)，來(lái)自于機(jī)組、主配電板的雷同于微機(jī)控制系統(tǒng)，來(lái)自于機(jī)組、主配電板的所有電站信息，經(jīng)信號(hào)處理板加工后，送入所有電站信息，經(jīng)信號(hào)處理板加工后，送入PLCPLC的的DIDI、AIAI輸入模塊，輸入模塊，PLCPLC的的CPUCPU

21、模塊中存放在模塊中存放在RAMRAM內(nèi)的設(shè)計(jì)人內(nèi)的設(shè)計(jì)人員編制的控制程序依員編制的控制程序依DIDI、AIAI中的信息進(jìn)行運(yùn)算（算術(shù)中的信息進(jìn)行運(yùn)算（算術(shù)或邏輯），其結(jié)果刷新或邏輯），其結(jié)果刷新DODO，然后再輸出至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，然后再輸出至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電站進(jìn)行控制。實(shí)現(xiàn)對(duì)電站進(jìn)行控制。 集散控制集散控制（DCS）形式形式上位機(jī)上位機(jī)下位機(jī)下位機(jī)下位機(jī)下位機(jī)下位機(jī)下位機(jī)集散控制形式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖集散控制形式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 局域網(wǎng)局域網(wǎng)（LAN）控制形式控制形式現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS） 基于基于PLC和和DEIF PPU的的PMSPLCPLC控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)實(shí)例系統(tǒng)實(shí)

22、例 現(xiàn)代船舶電站自動(dòng)化系統(tǒng)基于先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通訊、自動(dòng)化控制、現(xiàn)代船舶電站自動(dòng)化系統(tǒng)基于先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通訊、自動(dòng)化控制、計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)、PLCPLC技術(shù)以及模塊化可靠產(chǎn)品，提供現(xiàn)代化的設(shè)備技術(shù)以及模塊化可靠產(chǎn)品，提供現(xiàn)代化的設(shè)備監(jiān)控管理和遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)，確保船舶電站穩(wěn)定、可靠、連續(xù)監(jiān)控管理和遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)，確保船舶電站穩(wěn)定、可靠、連續(xù)供電以及最優(yōu)化的電站負(fù)荷管理、靈活多樣的高冗余的系統(tǒng)供電以及最優(yōu)化的電站負(fù)荷管理、靈活多樣的高冗余的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 船舶電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式有集中控制船舶電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式有集中控制( (總體控制總體控制) )、集、集散控制、分布式控制、局域網(wǎng)控制和模塊化控制?，F(xiàn)

23、代船舶散控制、分布式控制、局域網(wǎng)控制和模塊化控制?，F(xiàn)代船舶電站采用環(huán)形雙冗余現(xiàn)場(chǎng)總線局域網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)放的、靈活的網(wǎng)電站采用環(huán)形雙冗余現(xiàn)場(chǎng)總線局域網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)放的、靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；分布式處理模塊與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備直接連接，信號(hào)雙絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；分布式處理模塊與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備直接連接，信號(hào)雙向傳輸。向傳輸。下面幾個(gè)所示為典型的船舶電站自動(dòng)化管理系統(tǒng)下面幾個(gè)所示為典型的船舶電站自動(dòng)化管理系統(tǒng)(PMS)(PMS)：本圖為本圖為T(mén)AIYO PWC-GMTAIYO PWC-GM集中型集中型PMSPMS TAIYO PWC-GM型PMS 該圖為該圖為T(mén)AIYO PWC-PLTAIYO PWC-PL分布式分布式PMSPMS。PWC

24、-GMPWC-GM采用一套采用一套PLCPLC和自動(dòng)同步負(fù)荷分配裝置管理整個(gè)電站系統(tǒng)，和自動(dòng)同步負(fù)荷分配裝置管理整個(gè)電站系統(tǒng)，屬于簡(jiǎn)易型屬于簡(jiǎn)易型PMSPMS；PWC-PLPWC-PL系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組各配一套系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組各配一套PLCPLC和和LCDLCD觸摸屏，每套機(jī)組的控制具有獨(dú)立性，機(jī)觸摸屏，每套機(jī)組的控制具有獨(dú)立性，機(jī)組之間經(jīng)串行通訊相聯(lián)，具有高冗余、高可靠性。組之間經(jīng)串行通訊相聯(lián)，具有高冗余、高可靠性。 TAIYO PWC-PL分布式PMS 該圖為每套發(fā)電機(jī)組配一個(gè)該圖為每套發(fā)電機(jī)組配一個(gè)DEIF PPUDEIF PPU控制器，控制器，PPUPPU承擔(dān)機(jī)組承擔(dān)機(jī)組的所有管理功能，將的

25、所有管理功能，將PMSPMS擴(kuò)展為一個(gè)獨(dú)立的局部擴(kuò)展為一個(gè)獨(dú)立的局部CANCAN網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) 基于DEIF PPU的PMS基于PLC和DEIF PPU的PMS 該圖為每套發(fā)電機(jī)組配有該圖為每套發(fā)電機(jī)組配有DEIF PPUDEIF PPU控制器，發(fā)電機(jī)組控制器，發(fā)電機(jī)組再共用一套再共用一套PLCPLC，PPUPPU僅承擔(dān)機(jī)組的并車、保護(hù)和負(fù)荷僅承擔(dān)機(jī)組的并車、保護(hù)和負(fù)荷管理功能，管理功能，PLCPLC完成電站系統(tǒng)的邏輯程序控制。完成電站系統(tǒng)的邏輯程序控制。 該圖所示為寺崎株式會(huì)社微機(jī)型該圖所示為寺崎株式會(huì)社微機(jī)型GACGAC船舶電站自動(dòng)船舶電站自動(dòng)化管理系統(tǒng)，在遠(yuǎn)洋船舶上應(yīng)用較多?；芾硐到y(tǒng)，在遠(yuǎn)洋

26、船舶上應(yīng)用較多。 它的控制系統(tǒng)與安全、保護(hù)系統(tǒng)，報(bào)警系統(tǒng)及其它它的控制系統(tǒng)與安全、保護(hù)系統(tǒng)，報(bào)警系統(tǒng)及其它重要系統(tǒng)相隔離或分離，這樣處理使船舶電力系統(tǒng)重要系統(tǒng)相隔離或分離，這樣處理使船舶電力系統(tǒng)運(yùn)行得更安全。它的整個(gè)系統(tǒng)分為三塊：手動(dòng)控制運(yùn)行得更安全。它的整個(gè)系統(tǒng)分為三塊：手動(dòng)控制塊，信號(hào)傳輸塊和塊，信號(hào)傳輸塊和GACGAC主機(jī)。主機(jī)。 GACGAC主機(jī)分為電源電路、主機(jī)分為電源電路、CPUCPU與存儲(chǔ)器、接口電路與與存儲(chǔ)器、接口電路與自動(dòng)同步控制電路等四大部分。自動(dòng)同步控制電路等四大部分。 GACGAC系統(tǒng)功能分為系統(tǒng)功能分為GAC-UMSGAC-UMS發(fā)電機(jī)控制功能和發(fā)電機(jī)控制功能和GAC

27、-GAC-PMSPMS管理功能。管理功能。GACGAC具有系統(tǒng)故障自檢功能，當(dāng)檢測(cè)具有系統(tǒng)故障自檢功能，當(dāng)檢測(cè)到系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)觸點(diǎn)輸出故障報(bào)警信號(hào)，到系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)觸點(diǎn)輸出故障報(bào)警信號(hào)，在在GACGAC主機(jī)面板及內(nèi)部相關(guān)插件板上紅色故障指示主機(jī)面板及內(nèi)部相關(guān)插件板上紅色故障指示燈亮。按故障類型通過(guò)燈亮。按故障類型通過(guò)GACGAC提供的故障檢查流程圖提供的故障檢查流程圖來(lái)檢修。來(lái)檢修。微機(jī)型GAC PMS第三節(jié)第三節(jié) 自動(dòng)電力管理系統(tǒng)功能及相應(yīng)控制流程自動(dòng)電力管理系統(tǒng)功能及相應(yīng)控制流程一一. .副機(jī)起動(dòng)前的準(zhǔn)備工作副機(jī)起動(dòng)前的準(zhǔn)備工作二二. .副機(jī)自動(dòng)起動(dòng)控制副機(jī)自動(dòng)起動(dòng)控制三三.

28、.自動(dòng)并車自動(dòng)并車四四. .并聯(lián)運(yùn)行中的功率分配與頻率的調(diào)整并聯(lián)運(yùn)行中的功率分配與頻率的調(diào)整五五. .運(yùn)行機(jī)組臺(tái)數(shù)的管理運(yùn)行機(jī)組臺(tái)數(shù)的管理六六. .大功率負(fù)荷投入管理大功率負(fù)荷投入管理七七. .發(fā)電機(jī)組機(jī)、電故障的自動(dòng)處理與報(bào)警及負(fù)載自發(fā)電機(jī)組機(jī)、電故障的自動(dòng)處理與報(bào)警及負(fù)載自 動(dòng)分級(jí)重合閘動(dòng)分級(jí)重合閘八八. .發(fā)電機(jī)組自動(dòng)、故障狀態(tài)下解列、停機(jī)控制發(fā)電機(jī)組自動(dòng)、故障狀態(tài)下解列、停機(jī)控制大功率負(fù)荷投入管理大功率負(fù)荷投入管理列入大功率負(fù)荷管理的負(fù)荷，是指在任何船舶工況下列入大功率負(fù)荷管理的負(fù)荷，是指在任何船舶工況下偶然使用的大功率負(fù)荷。對(duì)散裝船、雜貨船而言，如偶然使用的大功率負(fù)荷。對(duì)散裝船、雜貨

29、船而言，如壓載泵、消防泵之類大負(fù)荷。壓載泵、消防泵之類大負(fù)荷。當(dāng)在大功率負(fù)荷起動(dòng)箱上按下起動(dòng)按鈕，這一起動(dòng)信當(dāng)在大功率負(fù)荷起動(dòng)箱上按下起動(dòng)按鈕，這一起動(dòng)信號(hào)不是送入控制箱內(nèi)控制電路，而是送至自動(dòng)電力管號(hào)不是送入控制箱內(nèi)控制電路，而是送至自動(dòng)電力管理系統(tǒng)，管理系統(tǒng)將當(dāng)前電網(wǎng)總負(fù)荷加上準(zhǔn)備投入運(yùn)理系統(tǒng)，管理系統(tǒng)將當(dāng)前電網(wǎng)總負(fù)荷加上準(zhǔn)備投入運(yùn)行的大功率負(fù)荷，若不超過(guò)運(yùn)行機(jī)組的最大負(fù)荷率，行的大功率負(fù)荷，若不超過(guò)運(yùn)行機(jī)組的最大負(fù)荷率，則大功率負(fù)荷立即起動(dòng)；若已超過(guò)運(yùn)行機(jī)組的最大負(fù)則大功率負(fù)荷立即起動(dòng)；若已超過(guò)運(yùn)行機(jī)組的最大負(fù)荷率，則首先起動(dòng)備用發(fā)電機(jī)組，待備用機(jī)組投入電荷率，則首先起動(dòng)備用發(fā)電機(jī)組，待

30、備用機(jī)組投入電網(wǎng)運(yùn)行且負(fù)荷分配好了后，才由管理系統(tǒng)發(fā)出起動(dòng)這網(wǎng)運(yùn)行且負(fù)荷分配好了后，才由管理系統(tǒng)發(fā)出起動(dòng)這一大功率負(fù)荷指令，此后大功率負(fù)荷才投入運(yùn)行。一大功率負(fù)荷指令，此后大功率負(fù)荷才投入運(yùn)行。第四節(jié)第四節(jié) 并車及保護(hù)模塊并車及保護(hù)模塊PPUPPU PPU(Protection & Paralleling Unit)裝置控制，它裝置控制，它包括帶液晶顯示屏和按鈕的面板和主體兩個(gè)部分。包括帶液晶顯示屏和按鈕的面板和主體兩個(gè)部分。PPU 是發(fā)電機(jī)的控制和保護(hù)器，它基于微處理器技是發(fā)電機(jī)的控制和保護(hù)器，它基于微處理器技術(shù)，集成了同步發(fā)電機(jī)的控制和保護(hù)功能，可以控術(shù)，集成了同步發(fā)電機(jī)的控制和保護(hù)功能，

31、可以控制發(fā)電機(jī)進(jìn)行同步（并車）操作及同步之后進(jìn)行必制發(fā)電機(jī)進(jìn)行同步（并車）操作及同步之后進(jìn)行必要的控制和保護(hù)。要的控制和保護(hù)。PPU 包含了發(fā)電機(jī)三相電路的測(cè)包含了發(fā)電機(jī)三相電路的測(cè)量并能在液晶顯示屏上顯示參數(shù)和報(bào)警。自動(dòng)化電量并能在液晶顯示屏上顯示參數(shù)和報(bào)警。自動(dòng)化電站系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)站系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)RS232接口利用基于接口利用基于WINDOWS的服務(wù)軟件進(jìn)行系統(tǒng)的編程，而自動(dòng)化的服務(wù)軟件進(jìn)行系統(tǒng)的編程，而自動(dòng)化電站系統(tǒng)的使用者也可以通過(guò)顯示面板（受密碼保電站系統(tǒng)的使用者也可以通過(guò)顯示面板（受密碼保護(hù)）調(diào)出相關(guān)通道的設(shè)定參數(shù)，并進(jìn)行修改。護(hù)）調(diào)出相關(guān)通道的設(shè)定參數(shù)，并進(jìn)行修改。

32、PPU接線的單線圖PPU部分輸入輸出信號(hào) 四個(gè)子菜單：四個(gè)子菜單： 保護(hù)設(shè)定保護(hù)設(shè)定/PROT、控制設(shè)定、控制設(shè)定/CTRL、功率設(shè)定、功率設(shè)定/POWER、系統(tǒng)設(shè)定、系統(tǒng)設(shè)定/SYST。PPU的顯示面板第五節(jié)第五節(jié) 自動(dòng)化電站系統(tǒng)的操作、維護(hù)與故障處理自動(dòng)化電站系統(tǒng)的操作、維護(hù)與故障處理 日常要做的檢查工作主要有以下幾條：日常要做的檢查工作主要有以下幾條： 1檢查系統(tǒng)的電源電壓情況是否正常，在系統(tǒng)工檢查系統(tǒng)的電源電壓情況是否正常，在系統(tǒng)工作中多是由直流電源供電的，此外配有蓄電池供電作中多是由直流電源供電的，此外配有蓄電池供電作為后備電源，電源電壓變化應(yīng)不超過(guò)作為后備電源，電源電壓變化應(yīng)不超過(guò)

33、5%； 2檢查電壓瞬態(tài)變化是否會(huì)引起控制系統(tǒng)誤動(dòng)作檢查電壓瞬態(tài)變化是否會(huì)引起控制系統(tǒng)誤動(dòng)作或損壞監(jiān)控設(shè)備；或損壞監(jiān)控設(shè)備； 3每次開(kāi)航前要檢查設(shè)備的控制手柄、開(kāi)關(guān)、報(bào)每次開(kāi)航前要檢查設(shè)備的控制手柄、開(kāi)關(guān)、報(bào)警裝置及連鎖裝置等是否處于正常位置，攔杏指示警裝置及連鎖裝置等是否處于正常位置，攔杏指示燈和儀表的指示、報(bào)警器是否正常；燈和儀表的指示、報(bào)警器是否正常； 4對(duì)于對(duì)于PLC控制系統(tǒng)應(yīng)檢查控制系統(tǒng)應(yīng)檢查PLC及其模塊紅色故及其模塊紅色故障指示燈是否亮，若紅燈亮則應(yīng)更換相應(yīng)模塊：檢障指示燈是否亮，若紅燈亮則應(yīng)更換相應(yīng)模塊：檢查查PLC上黃色備用鋰電池?zé)羰欠窳粒酎S燈亮應(yīng)及上黃色備用鋰電池?zé)羰欠窳?，若黃燈亮應(yīng)及時(shí)更換鋰電池。鋰電池更換時(shí)注意千萬(wàn)不要切斷時(shí)更換鋰電池。鋰電池更換時(shí)注意千萬(wàn)不要切斷PLC的供電電源，否則的供電電源，否則PLC內(nèi)控制程序?qū)G失而導(dǎo)內(nèi)控制程序?qū)G失而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)失去自動(dòng)的功能。致整個(gè)系統(tǒng)失去自動(dòng)的功能。 每每36個(gè)月應(yīng)進(jìn)行下列功能檢查：個(gè)月應(yīng)進(jìn)行下列功能檢查： 1人工斷電或負(fù)荷達(dá)