电站自动并车检测系统设计-word

安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）I电站自动并车检测系统设计摘要船舶电站的可靠运行对船舶安全、经济地运营起着重要的作用，而自动并车是船舶自动化电站的主要功能之一。由于船舶电站的容量是有限的，某些大电动机的容量甚至可以与单机容量相比拟；而且船舶工况也较为复杂，如航行工况、进出港工况、停泊工况、装载货工况等时，这就导致运行在船舶电站上的负载总是处于动态的变化当中，这就导致很多不稳定的因素出现，加入主电站出现了问题，我们这时候就需要启用备用电站，而备用电站的自动衔接则是本设计研究的重点。为保障船舶用电设备的正常工作并最大限度发挥机组容量，必须采取相应的措施以保证电网频率和各机组负载的合理分配，本文采用PLC，设计出性能优良、工作可靠、反应迅速的船舶电站自动并车装置。本文设计的船舶电站自动并车装置由一个主站和三个子站组成。主站是以WindowsXP作为操作系统的工业PC控制机，最各个子站PLC进行编程和状态检测。每个子站由一台S7-300PLC通过输入模块进行各种信号的采集，由CPU模块对个数据进行分析的处理，然后通过输出模块发出各种控制信号。本文利用SIMATICSTEP7工业软件来进行系统的硬件组态和控制程序的编写，采用模块化的编程思想主要设计了自动启动模块、自动准同步并车模块、自动检测与调节模块、自动解列与停机模块。关键词：船舶电站；自动并车；PLC安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）IIDesignofautomaticdetectionsystemforpowerstationAbstractThereliabilityofshippowerstationplaysanimportantroleinshipsafety,economicoperation,andautomaticcarisoneofthemainfunctionsofshippowerplantautomation.Duetothelimitedcapacityoftheshippowerstation,somebigmotorcapacitycanevencomparablewiththeunitcapacity;andshipoperatingconditionsisalsomorecomplex,likesailingconditions,importandportcondition,berthingconditions,loadingconditionsetc.,whichleadtorunintheshippowerstationoftheloadisalwaysindynamicchanges,whichledtomanyunstablefactors,addedtothemainstationthereisaproblem,thisiswhenweneedtoenablethestandbypowerstation,andstandbypowerautomaticconnectionisthefocusofthedesignofthestudy.Forthesecurityoftheshipwiththenormalworkoftheelectricequipmentandtomaximizeplayunitcapacity,musttakecorrespondingmeasurestoensuretherationalallocationofpowergridfrequencyandtheunitload,thispaperadoptsPLCtodesigntheexcellentperformance,reliablework,rapidresponseofshippowerstationautomaticcardevice.Inthispaper,thedesignoftheshippowerstationautomaticandthedeviceconsistsofamasterstationandthreesubstations.ThemasterstationisanindustrialPCcontrollerwithXPPLCastheoperatingsystem,andtheWindowsofthemostsubstationsareprogrammedandstatedetection.EachsubstationconsistsofaS7-300PLCthroughtheinputmoduleofsignalgathering,thedataanalysisprocessingbytheCPUmodule,andthenthroughtheoutofcontrolsignaloutputmodule.Inthispaper,theSIMATICSTEP7softwareindustrytocarryoutthesystem'shardwareconfigurationandcontrolprogramwrittenusingmodularprogrammingideas,themaindesignoftheautomaticstartupmodule,automaticquasisynchronizationmodule,automaticdetectionandregulationmodule,automaticsplittingandshutdownmodule.Keywords:shippowerstation;automaticcar;PLC安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）III目录第1章绪论………………………………………………………………………………11.1船舶交流电力系统概述………………………………………………………………11.2船舶交流电站特点……………………………………………………………………21.3本课题的研究意义………………………………………………………………………2第2章系统的组成…………………………………………………………………………32.1船舶电站控制体统的网络构成………………………………………………………32.2下位机控制系统……………………………………………………………………4第3章硬件电路设计及实现原理……………………………………………………53.1两个重要芯片说明……………………………………………………………………53.2BC7281A的读写时序…………………………………………………………63.3显示电路…………………………………………………………………………73.4键盘电路…………………………………………………………………………93.5LCD显示电路…………………………………………………………………………103.6CPU之间的并行通讯……………………………………………………………113.7CAN总线通信模块……………………………………………………………12第4章通讯规则的确定和数据校验…………………………………………………134.1并行通讯………………………………………………………………………………134.2CAN总线通信………………………………………………………………18第5章软件流程图…………………………………………………………………215.1键盘及显示软件流程…………………………………………………………215.2并行通讯软件流程………………………………………………………………24第6章可靠性设计………………………………………………………276.1电路抗干扰设计……………………………………………………………………276.2软件的可靠性设计………………………………………………………28第7章总结与展望……………………………………………………28致谢………………………………………………………………………………31参考文献…………………………………………………………………32附录………………………………………………………………………………33安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）IV插图清单图1-1船舶电力系统示意图………………………………………………………………1图2-2手动准同步并车步骤框图………………………………………………………7图2-3自动并车装置基本组成框图……………………………………………………8图3-1lSPCE061A单片机结构……………………………………………………………12图3-2两片BC7281A的级联………………………………………………………………14图3-3BC7281A震荡电路………………………………………………………………15图4-1定时器中断服务程序……………………………………………………………20图4-2按键处理子程序…………………………………………………………………21图4-3LCD的初始化子程序………………………………………………………………22图4-4LCD写入数据子程序……………………………………………………………23图4-5发送子程序…………………………………………………………………………24图4-6接收子程序…………………………………………………………………………26安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）-1-第1章绪论1.1船舶交流电力系统概述船舶交流电力系统主要由电源、配电装置、电网和电力负载按照一定方式连接的整体，是船舶上电能产生、传输、分配和消耗等全部装置的和网络的总称。其单线图如1-1所示。图1-1船舶电力系统示意图（1）船舶电源船舶电源是将其它形式能源(如机械能、化学能等)转变成电能的装置。船舶交流的电力系统电源主要由主发电机机组、应急发电机机组、蓄电池组、岸电等组成。主发电机机组是船舶的主电源，发电机由原动机带动，原动机可分为柴油机、蒸汽机、汽轮机和燃气轮机等。因为柴油机效率高、起动快、机动性好，所以在民用船舶上主发电机和应急发电机的原动机大多采用柴油机。随着节能的需要，轴带发电机以及废气汽轮发电机的应用越来越多，核能只用于军舰及破冰船上。应急发电机机组提供应急电源，当船舶主发电机机组发生故障造成船舶主汇流排失电，应急发电机机组应自动起动，建压后应急发电机主开关自动合闸供电。蓄电池组通常作为临时应急电源，蓄电池组在船上主要用作临时应急照明电源、应急柴油发电机机组和救生艇柴油机的起动电源、无线电台应急电源。蓄电池组也可作为船内通信设备如电话、广播、信号报警等系统的正常工作电源。另外，船舶停靠码头时可以接岸电，通常岸电通过岸电箱接至岸电开关，并送至主配电盘进行配电。安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）-2-(2)船舶配电装置船舶配电装置是对船舶电源产生的电能进行控制、保护、监测和分配的装置，它包括各种开关电器、测量仪表、互感器、母线、继电保护设备、自动控制设备、各种辅助设备等。(3)船舶电网船舶电网是全船供电电缆和电线的总称，其作用是将电源和各种负载联系起来。船舶电网根据其所连接的负载性质，可分为动力电网、照明电网、应急电网、临时应急电网等。(4)船舶电力负载船舶电力负载又称船舶用电设备，它的形式很多，大体可分为以下几类:①船舶各种机械的电力拖动设备。②船舶照明负载。③船舶通导设备。④船舶其他用电设备。1.2船舶交流电站特点船舶交流电站与陆地上电站相比有以下特点:（1）船舶交流电站容量小。由于船舶电站只供给一条船上负载的需要，因此其单机容量和系统容量与陆地上相比要小得多(一般万吨船为1000kw左右)，而某些大电动机容量与电站容量可相比拟，因此相互影响大(电动机起动电流会引起电网电压降落大，使发电机组的转速和频率波动较大)。(2)船舶电气设备工作环境比陆地恶劣，影响设备工作的可靠性、正确性和寿命。①环境温度较高。②相对湿度大:有时高达95%~100%。③存在盐雾、霉菌、油雾，使导电金属受到腐蚀，并使绝缘材料性能降低。④设备运转和风浪引起的船舶摇摆、振动和冲击大，影响电气设备动作的可靠性和正确性。⑤由于船舶舱室面积