船舶物理仿真電站監(jiān)控及虛擬操縱的系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著船舶大型化、自動化和用電量的不斷發(fā)展,作為船舶動力核心—船舶電站越來越復(fù)雜,也越來越多樣化,因此,開展船舶電站新技術(shù)的研究是非常必要的。直接采用船舶真實(shí)電站進(jìn)行研究的成本高、風(fēng)險大、有些實(shí)驗(yàn)也不能開展,所以建立高度仿真船舶電站的實(shí)驗(yàn)仿真模擬平臺,對開展船舶電站監(jiān)控研究和實(shí)訓(xùn)將有著很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　傳統(tǒng)的船舶電站仿真,側(cè)重點(diǎn)在純虛擬或半實(shí)物的虛擬仿真,即在計算機(jī)上建立電站系統(tǒng)虛擬模型或者在實(shí)驗(yàn)室中建立虛擬的配電系統(tǒng);電站各

2、種工作狀態(tài)都由計算機(jī)模擬產(chǎn)生,操作時缺少真實(shí)感,學(xué)員培訓(xùn)時實(shí)際體驗(yàn)、沉浸感不強(qiáng),而且其動態(tài)響應(yīng)與實(shí)際電站差別很大,對研究電站監(jiān)控和性能優(yōu)化,也不是理想的實(shí)驗(yàn)平臺。
　　應(yīng)用相似理論,以船舶物理仿真電站是以直流電動機(jī)-發(fā)電機(jī)組等組成的孤網(wǎng)船舶仿真電站(船舶電力系統(tǒng))的電源。以自動并車、自動控制、保護(hù)、可編程邏輯控制器為主要控制方法,應(yīng)用以太網(wǎng)為主要通信聯(lián)絡(luò)手段的船舶電站集中監(jiān)控系統(tǒng)。以控制層、設(shè)備層、管理層三個層面實(shí)現(xiàn)對該物理仿真電

3、站的進(jìn)行監(jiān)測報警、現(xiàn)場控制和安全保護(hù)等。
　　本文介紹船舶物理仿真電站的構(gòu)成及仿真原理,電站監(jiān)控系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能,設(shè)計了實(shí)現(xiàn)物理仿真電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)的電路,監(jiān)控系統(tǒng)、軟件以及虛擬操作系統(tǒng)。該監(jiān)控系統(tǒng)由PLC的控制程序、監(jiān)控上位機(jī)的監(jiān)控程序等構(gòu)成,程序涵蓋了發(fā)電機(jī)組的啟停、并車、調(diào)頻調(diào)載、電壓和無功調(diào)整以及發(fā)電機(jī)組自動巡回檢測、電力系統(tǒng)保護(hù)、發(fā)電機(jī)組工作狀態(tài)實(shí)時監(jiān)視等功能。
　　由于我國是個航海船員大國,每年都有大量的航海