本文關(guān)鍵詞：基于S7-300PLC的船舶電站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著現(xiàn)代電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟,船舶科技也在不停地發(fā)展。而作為船舶的動(dòng)力來源,船舶電站也出現(xiàn)了許多高水平的創(chuàng)新。人們開始逐漸重視對(duì)船舶電力系統(tǒng)運(yùn)行過程的監(jiān)管與控制。基于提高船舶電站運(yùn)行的穩(wěn)定性和高效的監(jiān)控管理,提高船舶電站的自動(dòng)化程度的考慮,本論文設(shè)計(jì)了一套基于西門子S7-300 PLC的智能監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了先進(jìn)的電子科技技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù),系統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟(jì)型和可靠性得到了保證。本文以西門子S7-300 PLC為基礎(chǔ)構(gòu)建子站,監(jiān)控系統(tǒng)由一個(gè)主站和三個(gè)子站組成,每個(gè)PLC控制一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組。通過使用西門子公司的編程軟件Step7為PLC編程,編寫了電站監(jiān)控系統(tǒng)的各功能模塊程序,如發(fā)動(dòng)機(jī)組的自起動(dòng)、發(fā)電機(jī)組的并車、自動(dòng)調(diào)頻調(diào)載和自動(dòng)停機(jī)和解列,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自動(dòng)控制。主站以基于WinCC組態(tài)軟件的上位工控機(jī)為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了便于操作、形象生動(dòng)的人機(jī)界面。該界面能夠很好地對(duì)各種智能儀表監(jiān)控,所以數(shù)據(jù)的采集、設(shè)備的狀態(tài)能夠在第一時(shí)間得到有效的反饋,系統(tǒng)的可靠性進(jìn)一步加強(qiáng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)船舶電站遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能。對(duì)于發(fā)電機(jī)并車中的頻率調(diào)節(jié)過程,本文設(shè)計(jì)了權(quán)重自調(diào)整模糊PID復(fù)合控制器。結(jié)合MATLAB仿真軟件,對(duì)系統(tǒng)建模及仿真,比較了模糊PID復(fù)合控制算法與普通模糊控制、PID控制算法的響應(yīng)曲線,體現(xiàn)了該算法的優(yōu)越性。
【關(guān)鍵詞】：船舶電站 自動(dòng)控制 PLC WinCC 模糊控制
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U665.12;TP277
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 船舶電站監(jiān)控系統(tǒng)概述10-14
• 1.1.1 船舶電站簡述10
• 1.1.2 船舶電站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程10-13
• 1.1.3 船舶電站監(jiān)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2 PLC在船舶電站監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用14-16
• 1.2.1 PLC的應(yīng)用現(xiàn)狀14
• 1.2.2 PLC在船舶電站監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用前景14-16
• 1.2.3 西門子S7-300的特點(diǎn)16
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容16-17
• 2 船舶電站的工作原理17-23
• 2.1 電站的工作功能17-18
• 2.2 發(fā)電機(jī)組并車18-20
• 2.2.1 并車簡介18
• 2.2.2 準(zhǔn)同步并車條件18-19
• 2.2.3 自動(dòng)準(zhǔn)同步并車原理19-20
• 2.3 頻率及有功功率自動(dòng)調(diào)整20-22
• 2.3.1 頻率變化對(duì)船舶電力系統(tǒng)的影響20-21
• 2.3.2 有功功率分配和調(diào)節(jié)的原則21
• 2.3.3 自動(dòng)調(diào)頻調(diào)載的原理與方法21-22
• 2.4 電壓及無功功率自動(dòng)調(diào)整22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 3 船舶電站監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)23-33
• 3.1 電站監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案23-24
• 3.2 PLC測(cè)控單元及配置24-28
• 3.2.1 測(cè)控原理24-25
• 3.2.2 PLC控制信號(hào)25-26
• 3.2.3 PLC的模塊配置26-27
• 3.2.4 PLC的I/O接口分配27-28
• 3.3 上位機(jī)的選擇28
• 3.4 并車裝置的硬件設(shè)計(jì)28-32
• 3.5 本章小結(jié)32-33
• 4 船舶電站監(jiān)控系統(tǒng)的PLC實(shí)現(xiàn)33-43
• 4.1 PLC編程語言33
• 4.2 PLC監(jiān)控系統(tǒng)程序總體框架33-34
• 4.3 子模塊的程序設(shè)計(jì)34-41
• 4.3.1 發(fā)電機(jī)組自啟動(dòng)模塊程序設(shè)計(jì)34-35
• 4.3.2 自動(dòng)準(zhǔn)同步并車模塊程序設(shè)計(jì)35-39
• 4.3.3 自動(dòng)調(diào)頻調(diào)載程序設(shè)計(jì)39-40
• 4.3.4 自動(dòng)解列與自動(dòng)停機(jī)程序設(shè)計(jì)40-41
• 4.4 本章小結(jié)41-43
• 5 基于WinCC的上位機(jī)監(jiān)控功能設(shè)計(jì)43-53
• 5.1 WinCC概述43-46
• 5.1.1 WinCC的特點(diǎn)43-44
• 5.1.2 監(jiān)控程序的設(shè)計(jì)步驟44-46
• 5.2 WinCC與S7-300之間通信的實(shí)現(xiàn)46-49
• 5.2.1 通信實(shí)現(xiàn)的條件46
• 5.2.2 WinCC與PLC的通信原理46-47
• 5.2.3 WinCC與S7-300PLC連接實(shí)現(xiàn)步驟47-49
• 5.3 WinCC監(jiān)控界面設(shè)計(jì)49-52
• 5.3.1 主監(jiān)控界面49-50
• 5.3.2 發(fā)電機(jī)組手動(dòng)操作界面50-51
• 5.3.3 發(fā)電機(jī)組狀態(tài)界面51
• 5.3.4 報(bào)警記錄界面51-52
• 5.4 本章小結(jié)52-53
• 6 模糊控制在船舶電站并車中的應(yīng)用53-62
• 6.1 電站并車系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型53-55
• 6.2 權(quán)重自適應(yīng)模糊PID復(fù)合控制器的工作原理55-56
• 6.3 權(quán)重自適應(yīng)模糊PID復(fù)合控制器的算法設(shè)計(jì)56-59
• 6.3.1 模糊控制器部分的設(shè)計(jì)56-59
• 6.3.2 權(quán)重自調(diào)整模塊設(shè)計(jì)59
• 6.4 控制系統(tǒng)的仿真架構(gòu)59-60
• 6.5 仿真系統(tǒng)響應(yīng)曲線比較60-61
• 6.6 本章小結(jié)61-62
• 7 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-65
• 致謝65

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