经济型自动化船舶电站控制方案研究.pdfVIP

Marine Technology 航海技术 经济型自动化船舶电站控制 方案研究 安亮 （南通航运职业技术学院轮机工程系 江苏南通 226006） 摘要：为达到经济性目的，在现行四机组船舶电站控制技术 电机与轴带发电机分区供电。 上提出一种新型控制网络解决方案。该控制网络由一主站 在自动模式下，发电机根据负荷、工况的变化自动启动、 S7-200 PLC、一从站 S7-200 PLC及四从站 PPU（发电机 投入和解列；可对故障进行预测、报警和自动处理；并可实 同步保护装置）组成，PLC和 PPU分别主要控制电站逻辑实 现运行状态的显示及相关参数的监测与修改。这些功能主要 现和发电机运行。主站 PLC与从站 PLC、PPU间的通信分别 由控制网络实现。 通过 PPI和 MODBUS实现。网络通信和控制逻辑均在 STEP 7-Micro/WIN中编程实现。应用实践证明其经济性提高的同时 性能依然卓越。 关键词：船舶电站 控制网络 发电机同步保护装置 可编程序控 制器 0 引言 随着嵌入式计算机和通信技术的成熟及其在船舶上的广 泛应用，近几年所造大型船舶的电站系统在控制技术上又有 图 1 四机组船舶电站基本物理模型 了新的进展，可以称之为新型自动化船舶电站。这类新型电 站的控制核心一般都是由一台 PLC中型机与若干台发电机控 2 现行控制网络解决方案 制设备通过组网通信形成的一个控制网络。众多的实船应用 三机组及其以上的船舶电站控制一般都以其控制网络 已经证明了其控制方式灵活、可移植性强、稳定可靠的优越性。 为核心。通常情况下，四机组船舶电站的控制网络是由一台 但是在此基础上如何降低成本，提高经济性又成了需要研究 PLC中型机和分别控制各发电机的四台发电机同步保护装置 的课题。 PPU通过串行通信组成的主从网络，其中主站 PLC负责与从 1 基本物理模型 站 PPU通信而管理整个控制网络并实现电站自动运行的控制 船舶电站的控制是建立在其物理模型之上的，基本物理 逻辑，从站 PPU控制各自发电机电压矢量同步、主开关合 /分 模型如图 1所示，它的电源由三台柴油发电机和一台轴带发电 闸、频载调节（包括负载转移），并监测电压、电流等相关 机组成。船舶正常航行工况下，通常是由轴带发电机供电全 参数。图 2所示的 PROFIBUS-DP控制网络为典型的四机组船 船（三台柴油发电机备用），若轴带发电机因故障或其他原 舶电站控制网络解决方案。SIEMENS S7-300 PLC (CPU315- 因未能运行则由两台（或一台）柴油发电机供电全船（剩下 2DP)作为主站，分别控制四发电机的同步保护装置 PPU为从 的机组备机）。机动工况下，三台柴油发电机供电全船，或 站；地址为 2、3、4、5的从站 PPU分别控制 DG1、DG2、 是两台柴油发电机与轴带发电机分区供电，或是一台柴油发 DG3和 SG的同步运行。 S7-300编程软件 Step7 V5.4拥有强 70 航海 NAVIGATION 大的网络组态功能，组网通信简洁、方便。电站控制逻辑亦 至于控制网络中的发电机控制设备，其国外厂商、种类 通过在 Step7 V5.4编程、调试实现 [1]。 较多，技术均较为成熟。目前国内自行研发的电站中，发电 机控制采用丹麦 DEIF公司的 MULTI-LINE2系列产品较多。 MULTI-LINE2包括 P