一种船舶电站自动化系统技术方案

本实用新型专利技术一种船舶电站自动化系统，包括能够进行状态显示及故障监视、自动地实时地监测电力系统各设备运行参数和运行状态的工控机，和通过以太网与所述工控机连接的可编程逻辑控制器，以及通过Profibus总线与所述可编程逻辑控制器连接的若干保护单元；若干所述保护单元通过船用电缆与若干发电机和若干断路器相连，还包括一汇流排通过若干对应的所述断路器与对应的所述发电机相连；其中，若干所述保护单元和所述可编程逻辑控制器均通过一Modbus通讯总线相互连接。Modbus通讯总线的应用，使本实用新型专利技术具备故障诊断功能，且抗干扰能力强、成本降低。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶电站自动化系统
本技术涉及船舶自动化管理领域，具体涉及一种船舶电站自动化系统。
技术介绍
船舶电站是船上重要的辅助动力装置，供给辅助机械及全船所需电力。它是船舶电力系统的重要组成部分，是产生连续供应全船电能的设备。船舶电站是由原动机、发电机和附属设备(组合成发电机组)及配电板组成的。在现有技术中，授权公告号为CN202503303U的专利中公开了一种船舶电站自动化管理系统，技术方案为：该系统设备由工控机、显示器、西门子S7-300PLC、断路器、PPU、柴油发电机组、停泊发电机、汇流排组成；工控机通过以太网通讯与西门子S7-300PLC连接，读取各台发电机和汇流排状态；西门子S7-300PLC通过Profibus总线与PPU相连进行交换数据；汇流排通过断路器与柴油发电机组、停泊发电机相连；PPU通过船用电缆与柴油发电机组、停泊发电机和断路器相连，实现对船舶电站的管理功能。上述技术方案中PPU内需要设置大量的模拟量数据采集模块才能完成对电流、电压、频率数据实施采集和存储，并发送给所述可编程逻辑控制器进行程序处理的行为，不仅结构复杂、成本高，而且抗干扰能力差，影响船舶自动化功能。而且，上述的船舶电站自动化管理系统只实现了电站的并联与功率分配，不可读取PPU各项故障信息，没有考虑后期可维护性与可维修性的问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术的目的在于提供一种结构简单、成本较低、抗干扰能力强而且可读取PPU各项故障信息方便后期维护和维修的船舶电站自动化系统。为实现上述目的，本技术之一种船舶电站自动化系统，包括能够进行状态显示及故障监视、自动地实时地监测电力系统各设备运行参数和运行状态的工控机，和通过以太网与所述工控机连接的可编程逻辑控制器，以及通过Profibus总线与所述可编程逻辑控制器连接的若干保护单元；若干所述保护单元通过船用电缆与若干发电机和若干断路器相连，实现对船舶电站的管理功能，还包括一汇流排通过若干对应的所述断路器与对应的所述发电机相连；其中，若干所述保护单元和所述可编程逻辑控制器均通过一Modbus通讯总线相互连接，且若干所述保护单元和所述可编程逻辑控制器均与控制所述保护单元合闸、分闸、所述发电机并联、负载转移操作的一控制继电器连接。进一步地，所述可编程逻辑控制器与所述汇流排连接。进一步地，在所述工控机上设有网卡，所述网卡与可编程逻辑控制器相连。进一步地，所述保护单元内部设有测量和采集电路，用于对电流、电压、频率数据实施采集和存储行为，并发送给所述可编程逻辑控制器进行程序处理。进一步地，所述可编程逻辑控制器采用M340系列PLC，其集成通用串行总线(USB)、以太网、CANopen及Modbus通信接口。进一步地，每一所述保护单元和所述可编程逻辑控制器均设有Modbus通信接口，所述Modbus通讯总线连接所述Modbus通信接口。本技术与现有技术相比，其有益效果是：本技术的一种船舶电站自动化系统中，若干所述保护单元和所述可编程逻辑控制器均通过一Modbus通讯总线相互连接，使用Modbus通讯总线，(1)可采集需要的参数，且只需在所述保护单元(PPU)增加Modbus通信接口即可，结构简单，成本低；(2)Modbus通讯属于数字信号，相比于模拟信号具有非常好的抗干扰能力；(3)具备故障诊断功能，可读取PPU各项故障信息，当发生故障时可快速查找故障并解决问题，方便后期维护和维修。附图说明图1是本技术一种船舶电站自动化系统的结构示意图。具体实施方式为详细说明本技术之
技术实现思路
、构造特征、所达成目的及功效，以下兹例举实施例并配合附图详予说明。请参阅图1所示，本技术提供一种船舶电站自动化系统，包括若干发电机9，在较佳实施例当中，所述发电机9的数量为三个(但数量不以此为限)；还包括能够进行状态显示及故障监视、自动地实时地监测电力系统各设备运行参数和运行状态的工控机2，和通过以太网与所述工控机连接的PLC(可编程逻辑控制器)1，以及通过Profibus总线与所述可编程逻辑控制器1连接的若干PPU(保护单元)7。请参阅图1所示，若干所述PPU7通过船用电缆与若干所述发电机9和若干断路器5相连，实现对船舶电站的管理功能，还包括一汇流排4通过若干对应的所述断路器5与对应的所述发电机9相连，所述PLC1与所述汇流排4连接，若干所述PPU7和所述PLC1均与一控制继电器3连接。每一所述PPU7均设有Modbus通信接口，所述PLC也设有Modbus通信接口，若干所述PPU7的Modbus通信接口和所述PLC1的Modbus通信接口均连接一Modbus通讯总线6。所述PPU7的内部设有测量和采集电路，用于对电流、电压、频率数据实施采集和存储行为，并发送给所述PLC1进行程序处理。Modbus通讯总线6具备故障诊断功能，可读取所述PPU7各项故障信息，当发生故障时可快速查找故障并解决问题，方便后期维护和维修。请参阅图1所示，系统以所述工控机2作上位机，设置监控画面，通过以太网卡与所述PLC1进行通讯以采集各台所述发电机9和所述汇流排4数据，如三相电压、三相电流、频率、有功功率、无功功率等。采用所述PLC1作为下位机进行逻辑运算完成船舶电站系统中备用机组的切换，重载问询的数据采集等逻辑控制，并将控制命令通过Profibus总线通讯传送给电站管理模块。采用所述PPU7作为电站管理模块，与所述发电机9连接实现所述发电机9的自动起停、调速和并行运行过程中的功率均分、稳频功能，以及轻载解列和故障停机并且具有逆功保护功能，防止所述发电机9被迫变为电动机造成所述发电机9的损坏。所述船舶电站自动化系统采用稳定所述可编程逻辑控制器(PLC)1和高集成度的所述保护单元(PPU)7作为设备管理机构，能够实现船舶电站的自动化管理，减少专业人员投入，可以更好的保护所述发电机9。采用图形化界面编程，操作方便。可将数据提供给船舶数据记录机构实现数据共享，方便分析问题。所述船舶电站自动化系统采用工业现场用Profibus-DP和工业以太网通讯技术。其中Profibus-DP是用于现场层的高速数据传送。能够满足所述发电机9对升降速信号反映所需的时间要求，且具有很好的扩展功能。工业以太网采用统一的TCP/IP协议，避免的不同协议间通讯不了的困扰，可以直接和局域网的计算机互连而不要额外的硬件设备，且传输速度快，实时性强。所述船舶电站自动化系统，按照国标要求严格测试，保证系统更加可靠稳定。并且通过多家船级社认可。本技术所述的船舶电站自动化系统中，所述PLC1首先接收所述PPU7的采集数字量信号和模拟量信号，然后由所述PLC1给所述控制继电器3下达命令，由所述控制继电器3控制所述PPU7合闸、分闸、所述发电机并联、负载转移等操作。当电站负荷过大、电网失电、运行的所述发电机9发生故障、重载问询时系统会按备用顺序通过负荷分配线8自动启动备用的所述发电机9。当船舶电站负荷减少、运行机组发生故障、手动输入解列信号等状况时，通过所述负荷分配线8，系统可进行平滑的负荷转移、解列、停止相应的所述发电机9，避免了仍存在与电网的所述发电机9突然负荷增大造成所述发电机9损坏。综上所述，仅为本技术之较佳实施例，不以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船舶电站自动化系统，包括能够进行状态显示及故障监视、自动地实时地监测电力系统各设备运行参数和运行状态的工控机，和通过以太网与所述工控机连接的可编程逻辑控制器，以及通过Profibus总线与所述可编程逻辑控制器连接的若干保护单元；其特征在于：若干所述保护单元通过船用电缆与若干发电机和若干断路器相连，实现对船舶电站的管理功能，还包括一汇流排通过若干对应的所述断路器与对应的所述发电机相连；其中，若干所述保护单元和所述可编程逻辑控制器均通过一Modbus通讯总线相互连接，且若干所述保护单元和所述可编程逻辑控制器均与控制所述保护单元合闸、分闸、所述发电机并联、负载转移操作的一控制继电器连接。

【技术特征摘要】
1.一种船舶电站自动化系统，包括能够进行状态显示及故障监视、自动地实时地监测电力系统各设备运行参数和运行状态的工控机，和通过以太网与所述工控机连接的可编程逻辑控制器，以及通过Profibus总线与所述可编程逻辑控制器连接的若干保护单元；其特征在于：若干所述保护单元通过船用电缆与若干发电机和若干断路器相连，实现对船舶电站的管理功能，还包括一汇流排通过若干对应的所述断路器与对应的所述发电机相连；其中，若干所述保护单元和所述可编程逻辑控制器均通过一Modbus通讯总线相互连接，且若干所述保护单元和所述可编程逻辑控制器均与控制所述保护单元合闸、分闸、所述发电机并联、负载转移操作的一控制继电器连接。2.根据权利要求1所述的一种船舶电站自动化系统，其特征在于：所述可编程逻辑控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴威，李志强，余款田，
申请(专利权)人：湖北海力士电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42