1研究船舶高压电站的目的与意义

随着船舶不断向智能化和大型化方向发展,船舶上的电气设备日益增多,对于自动化程度的要求也越来越高。船舶电站自动化是机舱自动化的重要组成部分,是船舶先进性的重要指标之一。船舶电站自动化装置的应用可以保证船舶供电的可靠性和连续性以及船舶供电电能的质量。船舶电站性能的好坏直接影响到船舶航行的安全性和经济性。

现代船舶电气化水平不断提高, 船上用电设备日益增多, 用电负荷快速上升。目前很多大型船舶电力系统的总装机容量已达数十兆瓦, 一些海洋工程船及专用船舶的系统容量甚至已达一百多兆瓦, 在这些船上,高压电已经成为船舶电力系统的首选。[1]

2船舶电站自动化系统的发展现状

目前我国船舶电站自动化装置的研制和生产水平相对较低，船用电站管理系统国产化率很低大约有90%来自国外，而国外采用PLC控制技术研制的船舶电站自动化系统，功能完善技术先进但是技术垄断严重，随着计算机信息处理技术的发展，船舶电站自动化系统正朝着集散型控制系统(网络式或分布式控制系统)的方向发展，船舶自动化电站是集自动控制、报警和监测于一体化的监控系统， 涉及到现代控制技术、通讯、信息处理、数字化信息技术、计算机网络等多学科和技术这就需要研究控制技术、网络通讯技术等船舶电站正以标准化、模块化、集成化、网络化等方式向船舶电站综合自动化这样高级阶段发展。[2]

目前我国的船电自动化系统还处于研究阶段只有在局部的环节取得成果尚不能投入全面使用所以研究船舶电站自动化早日实现国产化意义重大。

2. 研究的基本内容与方案

1）研究的基本内容

船舶电站自动控制系统的主要任务是保证供电的安全性、可靠性和劳动条件的改善, 同时也提高运行的经济性.PLC控制的船舶自动化电站基本功能有: (1) 对有关的电气参数和动作信号自动监测、报警、记录、显示, 并有逻辑判断功能去控制发动机组; (2) 发动机组自动启动; (3) 在汇流排不带电的状态下, 使发动机组自动接入电网, 要限制在该状态下有两台机组或更多的机组同时接入及短路后多次接入的尝试，（4）发动机组自动准同步并车；（5）自动恒压及无功率自动分配；(6)自动横频及有功功率自动分配（7）自动分级卸载;(8)负载自动分级启动。[3]

2）技术方案及措施

以WinCC作为监控软件,以西门子S7-1200小型PLC作为核心控制器的监控系统。该监控系统通过核心控制器PLC检测船舶高压电站的实时运行状态,通过程序的分析、判断,实现了船舶高压电站的主要自动化功能。本文设计的船舶高压电站自动化和监控系统具有如下功能：1)发电机自动启停功能、自动并车功能以及自动调频调载功能；2)发电机组的过载、短路、欠压保护功能；3)上位机监控系统实现船舶高压电站的运行状态显示以及远程监控功能。[4]设计的船舶高压电站自动化及监控系统是以大连海事大学船舶高压电站物理仿真电站为实验平台进行实验和调试的,经过验证,该系统能够安全、可靠地实现预定的功能。[4]