本實(shí)用新型涉及船舶自動(dòng)化管理領(lǐng)域，具體涉及一種船舶電站自動(dòng)化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

船舶電站是船上重要的輔助動(dòng)力裝置，供給輔助機(jī)械及全船所需電力。它是船舶電力系統(tǒng)的重要組成部分，是產(chǎn)生連續(xù)供應(yīng)全船電能的設(shè)備。船舶電站是由原動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和附屬設(shè)備(組合成發(fā)電機(jī)組)及配電板組成的。

在現(xiàn)有技術(shù)中，授權(quán)公告號(hào)為CN202503303U的專利中公開(kāi)了一種船舶電站自動(dòng)化管理系統(tǒng)，技術(shù)方案為：該系統(tǒng)設(shè)備由工控機(jī)、顯示器、西門(mén)子S7-300PLC、斷路器、PPU、柴油發(fā)電機(jī)組、停泊發(fā)電機(jī)、匯流排組成；工控機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)通訊與西門(mén)子S7-300PLC連接，讀取各臺(tái)發(fā)電機(jī)和匯流排狀態(tài)；西門(mén)子S7-300PLC通過(guò)Profibus總線與PPU相連進(jìn)行交換數(shù)據(jù)；匯流排通過(guò)斷路器與柴油發(fā)電機(jī)組、停泊發(fā)電機(jī)相連；PPU通過(guò)船用電纜與柴油發(fā)電機(jī)組、停泊發(fā)電機(jī)和斷路器相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶電站的管理功能。

上述技術(shù)方案中PPU內(nèi)需要設(shè)置大量的模擬量數(shù)據(jù)采集模塊才能完成對(duì)電流、電壓、頻率數(shù)據(jù)實(shí)施采集和存儲(chǔ)，并發(fā)送給所述可編程邏輯控制器進(jìn)行程序處理的行為，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，而且抗干擾能力差，影響船舶自動(dòng)化功能。而且，上述的船舶電站自動(dòng)化管理系統(tǒng)只實(shí)現(xiàn)了電站的并聯(lián)與功率分配，不可讀取PPU各項(xiàng)故障信息，沒(méi)有考慮后期可維護(hù)性與可維修性的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、抗干擾能力強(qiáng)而且可讀取PPU各項(xiàng)故障信息方便后期維護(hù)和維修的船舶電站自動(dòng)化系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型之一種船舶電站自動(dòng)化系統(tǒng)，包括能夠進(jìn)行狀態(tài)顯示及故障監(jiān)視、自動(dòng)地實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)各設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)的工控機(jī)，和通過(guò)以太網(wǎng)與所述工控機(jī)連接的可編程邏輯控制器，以及通過(guò)Profibus總線與所述可編程邏輯控制器連接的若干保護(hù)單元；若干所述保護(hù)單元通過(guò)船用電纜與若干發(fā)電機(jī)和若干斷路器相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶電站的管理功能，還包括一匯流排通過(guò)若干對(duì)應(yīng)的所述斷路器與對(duì)應(yīng)的所述發(fā)電機(jī)相連；其中，若干所述保護(hù)單元和所述可編程邏輯控制器均通過(guò)一Modbus通訊總線相互連接，且若干所述保護(hù)單元和所述可編程邏輯控制器均與控制所述保護(hù)單元合閘、分閘、所述發(fā)電機(jī)并聯(lián)、負(fù)載轉(zhuǎn)移操作的一控制繼電器連接。

進(jìn)一步地，所述可編程邏輯控制器與所述匯流排連接。

進(jìn)一步地，在所述工控機(jī)上設(shè)有網(wǎng)卡，所述網(wǎng)卡與可編程邏輯控制器相連。

進(jìn)一步地，所述保護(hù)單元內(nèi)部設(shè)有測(cè)量和采集電路，用于對(duì)電流、電壓、頻率數(shù)據(jù)實(shí)施采集和存儲(chǔ)行為，并發(fā)送給所述可編程邏輯控制器進(jìn)行程序處理。

進(jìn)一步地，所述可編程邏輯控制器采用M340系列PLC，其集成通用串行總線(USB)、以太網(wǎng)、CANopen及Modbus通信接口。

進(jìn)一步地，每一所述保護(hù)單元和所述可編程邏輯控制器均設(shè)有Modbus通信接口，所述Modbus通訊總線連接所述Modbus通信接口。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：本實(shí)用新型的一種船舶電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，若干所述保護(hù)單元和所述可編程邏輯控制器均通過(guò)一Modbus通訊總線相互連接，使用Modbus通訊總線，(1)可采集需要的參數(shù)，且只需在所述保護(hù)單元(PPU)增加Modbus通信接口即可，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；(2)Modbus通訊屬于數(shù)字信號(hào)，相比于模擬信號(hào)具有非常好的抗干擾能力；(3)具備故障診斷功能，可讀取PPU各項(xiàng)故障信息，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)可快速查找故障并解決問(wèn)題，方便后期維護(hù)和維修。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一種船舶電站自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型之技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，以下茲例舉實(shí)施例并配合附圖詳予說(shuō)明。

請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)用新型提供一種船舶電站自動(dòng)化系統(tǒng)，包括若干發(fā)電機(jī)9，在較佳實(shí)施例當(dāng)中，所述發(fā)電機(jī)9的數(shù)量為三個(gè)(但數(shù)量不以此為限)；還包括能夠進(jìn)行狀態(tài)顯示及故障監(jiān)視、自動(dòng)地實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)各設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)的工控機(jī)2，和通過(guò)以太網(wǎng)與所述工控機(jī)連接的PLC(可編程邏輯控制器)1，以及通過(guò)Profibus總線與所述可編程邏輯控制器1連接的若干PPU(保護(hù)單元)7。

請(qǐng)參閱圖1所示，若干所述PPU7通過(guò)船用電纜與若干所述發(fā)電機(jī)9和若干斷路器5相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶電站的管理功能，還包括一匯流排4通過(guò)若干對(duì)應(yīng)的所述斷路器5與對(duì)應(yīng)的所述發(fā)電機(jī)9相連，所述PLC1與所述匯流排4連接，若干所述PPU7和所述PLC1均與一控制繼電器3連接。

每一所述PPU7均設(shè)有Modbus通信接口，所述PLC也設(shè)有Modbus通信接口，若干所述PPU7的Modbus通信接口和所述PLC1的Modbus通信接口均連接一Modbus通訊總線6。所述PPU7的內(nèi)部設(shè)有測(cè)量和采集電路，用于對(duì)電流、電壓、頻率數(shù)據(jù)實(shí)施采集和存儲(chǔ)行為，并發(fā)送給所述PLC1進(jìn)行程序處理。Modbus通訊總線6具備故障診斷功能，可讀取所述PPU7各項(xiàng)故障信息，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)可快速查找故障并解決問(wèn)題，方便后期維護(hù)和維修。

請(qǐng)參閱圖1所示，系統(tǒng)以所述工控機(jī)2作上位機(jī)，設(shè)置監(jiān)控畫(huà)面，通過(guò)以太網(wǎng)卡與所述PLC1進(jìn)行通訊以采集各臺(tái)所述發(fā)電機(jī)9和所述匯流排4數(shù)據(jù)，如三相電壓、三相電流、頻率、有功功率、無(wú)功功率等。采用所述PLC1作為下位機(jī)進(jìn)行邏輯運(yùn)算完成船舶電站系統(tǒng)中備用機(jī)組的切換，重載問(wèn)詢的數(shù)據(jù)采集等邏輯控制，并將控制命令通過(guò)Profibus總線通訊傳送給電站管理模塊。采用所述PPU7作為電站管理模塊，與所述發(fā)電機(jī)9連接實(shí)現(xiàn)所述發(fā)電機(jī)9的自動(dòng)起停、調(diào)速和并行運(yùn)行過(guò)程中的功率均分、穩(wěn)頻功能，以及輕載解列和故障停機(jī)并且具有逆功保護(hù)功能，防止所述發(fā)電機(jī)9被迫變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)造成所述發(fā)電機(jī)9的損壞。

所述船舶電站自動(dòng)化系統(tǒng)采用穩(wěn)定所述可編程邏輯控制器(PLC)1和高集成度的所述保護(hù)單元(PPU)7作為設(shè)備管理機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)船舶電站的自動(dòng)化管理，減少專業(yè)人員投入，可以更好的保護(hù)所述發(fā)電機(jī)9。采用圖形化界面編程，操作方便?？蓪?shù)據(jù)提供給船舶數(shù)據(jù)記錄機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，方便分析問(wèn)題。

所述船舶電站自動(dòng)化系統(tǒng)采用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)用Profibus-DP和工業(yè)以太網(wǎng)通訊技術(shù)。其中Profibus-DP是用于現(xiàn)場(chǎng)層的高速數(shù)據(jù)傳送。能夠滿足所述發(fā)電機(jī)9對(duì)升降速信號(hào)反映所需的時(shí)間要求，且具有很好的擴(kuò)展功能。工業(yè)以太網(wǎng)采用統(tǒng)一的TCP/IP協(xié)議，避免的不同協(xié)議間通訊不了的困擾，可以直接和局域網(wǎng)的計(jì)算機(jī)互連而不要額外的硬件設(shè)備，且傳輸速度快，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。所述船舶電站自動(dòng)化系統(tǒng)，按照國(guó)標(biāo)要求嚴(yán)格測(cè)試，保證系統(tǒng)更加可靠穩(wěn)定。并且通過(guò)多家船級(jí)社認(rèn)可。

本實(shí)用新型所述的船舶電站自動(dòng)化系統(tǒng)中，所述PLC1首先接收所述PPU7的采集數(shù)字量信號(hào)和模擬量信號(hào)，然后由所述PLC1給所述控制繼電器3下達(dá)命令，由所述控制繼電器3控制所述PPU7合閘、分閘、所述發(fā)電機(jī)并聯(lián)、負(fù)載轉(zhuǎn)移等操作。

當(dāng)電站負(fù)荷過(guò)大、電網(wǎng)失電、運(yùn)行的所述發(fā)電機(jī)9發(fā)生故障、重載問(wèn)詢時(shí)系統(tǒng)會(huì)按備用順序通過(guò)負(fù)荷分配線8自動(dòng)啟動(dòng)備用的所述發(fā)電機(jī)9。當(dāng)船舶電站負(fù)荷減少、運(yùn)行機(jī)組發(fā)生故障、手動(dòng)輸入解列信號(hào)等狀況時(shí)，通過(guò)所述負(fù)荷分配線8，系統(tǒng)可進(jìn)行平滑的負(fù)荷轉(zhuǎn)移、解列、停止相應(yīng)的所述發(fā)電機(jī)9，避免了仍存在與電網(wǎng)的所述發(fā)電機(jī)9突然負(fù)荷增大造成所述發(fā)電機(jī)9損壞。

綜上所述，僅為本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例，不以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡依本實(shí)用新型專利范圍及說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆為本實(shí)用新型專利涵蓋的范圍之內(nèi)。