用于直流电力推进船舶的综合控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于直流电力推进船舶的综合控制系统，包括一个能量管理系统，四个电力推进控制系统以及一个监测报警系统，将各个系统之间的数据传输统一到POWERLINK网络平台，实现各个系统之间数据的无缝交互，而且多重冗余的POWERLINK网络保证了数据传输的高实时性，高稳定性和高安全性。解决了能量管理系统、电力推进控制系统和监测报警系统的接口形式多样、数据实时性不高、安全性不高等问题，特别是冗余实时网络保证了能量管理新系统与电力推进控制系统之间的数据通讯周期从毫秒级缩减到微秒级，提高了系统控制数据的实时性、稳定性和安全性。稳定性和安全性。稳定性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
用于直流电力推进船舶的综合控制系统


[0001]本技术涉及一种电力控制技术，特别涉及一种用于直流电力推进船舶的综合控制系统。

技术介绍

[0002]目前直流电力推进船舶的能量管理系统、电力推进控制系统和监测报警系统为互相独立的系统，它们之间的通讯接口形式多样、实时性很差且没有足够安全冗余措施；系统之间的数据交互需要通过统一的网关服务器进行转换协议后才能进行通讯，网关服务器协议转换的延时和通讯的延时不能保证控制数据传输的实时性，会导致控制系统的不稳定性，而且这样的数据传输方式很难做到冗余的拓扑方式。如果单个通讯介质或者单个通讯节点的故障可能会导致整个系统的瘫痪，从而影响船舶的安全。因此需要一个具有统一接口模式、高实时性且具备多重冗余性能的综合控制系统，将能量管理系统、电力推进控制和监测报警系统通过冗余的通讯网络整合为一个有机整体，保证系统之间数据传输的高实时性、高安全性和高稳定性。

技术实现思路

[0003]针对直流电力推进船舶的能量管理系统、电力推进控制系统和监测报警系统之间数据通讯的接口形式多样、实时性差且冗余度不够，难以保证系统控制数据的实时性、安全性和稳定性问题，提出了一种用于直流电力推进船舶的综合控制系统，将各个系统之间的数据传输统一到POWERLINK网络平台，实现各个系统之间数据的无缝交互，而且多重冗余的POWERLINK网络保证了数据传输的高实时性，高稳定性和高安全性。
[0004]本技术的技术方案为：一种用于直流电力推进船舶的综合控制系统，包括一个能量管理系统，四个电力推进控制系统以及一个监测报警系统，能量管理系统由两个冗余控制器、数个机组控制器、日用电源控制器、储能控制器、母联控制器、触摸屏以及两个以太网集线器组成，两个冗余控制器分别安装两块冗余通讯模块，其中每个冗余控制器中的一个冗余通讯模块与能量管理系统内部控制器、触摸屏构成能量管理系统冗余通讯网络；每个冗余控制器中的另一个冗余通讯模块与四个电力推进控制系统构成冗余的环网通讯结构；能量管理系统的每个冗余控制器内置有两个网口，与监测报警系统连接组成冗余通讯结构。
[0005]优选的，所述能量管理系统的两个冗余控制器采用贝加莱的X20系列控制器，分别安装一块同步通讯模块X20IF10X0，两个同步通讯模块之间通过光纤连接。
[0006]优选的，所述冗余通讯模块为X20IF2181
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2，冗余通讯模块输出的通讯网络分别连接到两个以太网集线器,两个以太网集线器采用MOXA的EDS
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T；第一组储能控制器、机组控制器和日用电源控制器连接到第一以太网集线器；第二组储能控制器、机组控制器、日用电源控制器以及母联控制器、触摸屏连接到第二以太网集线器；两个以太网集线器之间网线连接，进行数据交互。
[0007]优选的，所述机组控制器、储能控制器、日用电源控制器、母联控制器都采用贝加莱X2O系列控制器，型号为X20CP0483，同时采用了加莱型号为C70的触摸屏作为人机交互设备。
[0008]优选的，所述电力推进控制系统为两个主推进控制系统和两个侧推进控制系统，分别采用贝加莱X20系列的X20CP3586型控制器，并且都配备冗余通讯模块X2OIF2181
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2，电力推进控制系统中的冗余通讯模块X2OIF2181
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2与能量管理系统中的冗余通讯模块X2OIF2181
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2进行首尾相连形成了推进控制系统冗余环网拓扑结构。
[0009]优选的，所述监测报警系统采用贝加莱的APC910工业计算机，内部装有APROL实时DCS系统，DCS系统采集能量管理系统和电力推进控制系统的实时数据，输出趋势曲线和报警信号。
[0010]本技术的有益效果在于：本技术用于直流电力推进船舶的综合控制系统，解决了能量管理系统、电力推进控制系统和监测报警系统的接口形式多样、数据实时性不高、安全性不高等问题，特别是冗余实时网络保证了能量管理新系统与电力推进控制系统之间的数据通讯周期从毫秒级缩减到微秒级，提高了系统控制数据的实时性、稳定性和安全性。
附图说明
[0011]图1为本技术用于直流电力推进船舶的综合控制系统结构示意图。
具体实施方式
[0012]下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本实施例以本技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0013]如图1所示用于直流电力推进船舶的综合控制系统结构示意图，系统包括一个能量管理系统，四个电力推进控制系统以及一个监测报警系统。能量管理系统由两个冗余控制器、数个机组控制器、日用电源控制器、储能控制器、母联控制器、触摸屏以及两个以太网HUB(以太网集线器)组成。能量管理系统的两个冗余控制器都配备了POWERLINK
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RING模块，与四个电力推进控制系统连接成为一个冗余的环网通讯结构。POWERLINK网络保证了能量管理系统与电力推进控制系统之间的数据通讯周期从毫秒级缩减到微秒级，更快的通讯速率保证了整个系统更高的实时性和稳定性。能量管理系统的每个冗余控制器还内置有两个网口，与监测报警系统连接组成冗余通讯结构。
[0014]综合控制系统中的能量管理系统两个冗余控制器采用了贝加莱的X20系列控制器，型号为X20CP3586，有三个扩展插槽，分别安装了一块同步通讯模块X20IF10X0和两块冗余通讯模块X2OIF2181
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2。同步通讯模块之间的数据通讯通过光纤完成，保证了两个冗余控制器之间数据同步的实时性和一致性。
[0015]两个冗余通讯模块分别用于组成冗余的通讯网络，其中的第一块X20IF2181
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2用于能量管理系统内部的冗余通讯，从该模块出来的通讯网络分别连接到两个以太网集线器HUB
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A和HUB
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B,两个以太网集线器采用了MOXA的EDS
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T；储能控制器1、机组控制器1、机组控制器2、日用电源控制器1连接到HUB
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A；母联控制器、机组控制器3、日用电源控制器2，
储能控制器2、触摸屏连接到HUB
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B；两个HUB之间连接有数据交互的网线。机组控制器、储能控制器、日用电源控制器、母联控制器都采用了贝加莱X2O系列控制器，型号为X20CP0483，同时采用了贝加莱型号为C70的触摸屏作为人机交互设备。这样的拓扑架构为POWERLINK
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STAR能量管理系统冗余通讯网络。
[0016]综合控制系统中的电力推进控制系统为两个主推进控制系统和两个侧推进控制系统，分别采用了贝加莱X20系列的X20CP3586型控制器，并且都配备了冗余通讯模块X2OIF2181
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2，电力推进控制系统中的冗余通讯模块X2OIF218本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于直流电力推进船舶的综合控制系统，其特征在于，包括一个能量管理系统，四个电力推进控制系统以及一个监测报警系统，能量管理系统由两个冗余控制器、数个机组控制器、日用电源控制器、储能控制器、母联控制器、触摸屏以及两个以太网集线器组成，两个冗余控制器分别安装两块冗余通讯模块，其中每个冗余控制器中的一个冗余通讯模块与能量管理系统内部控制器、触摸屏构成能量管理系统冗余通讯网络；每个冗余控制器中的另一个冗余通讯模块与四个电力推进控制系统构成冗余的环网通讯结构；能量管理系统的每个冗余控制器内置有两个网口，与监测报警系统连接组成冗余通讯结构。2.根据权利要求1所述用于直流电力推进船舶的综合控制系统，其特征在于，所述能量管理系统的两个冗余控制器采用贝加莱的X20系列控制器，分别安装一块同步通讯模块X20IF10X0，两个同步通讯模块之间通过光纤连接。3.根据权利要求2所述用于直流电力推进船舶的综合控制系统，其特征在于，所述冗余通讯模块为X20IF2181
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2，冗余通讯模块输出的通讯网络分别连接到两个以太网集线器,两个以太网集线器采用MOXA的EDS
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T；第一组储能控制器、机组控制器和日用电源控制器连接到第...

【专利技术属性】
技术研发人员：石磊，张元玮，王乐，张益，程武，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七〇四研究所，
类型：新型
国别省市：