PLC在自動電站系統中的實踐范文

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1.plc在28000DWT多用途重吊船自動電站上的應用

1.1機旁PLC控制單元

28000DWT多用途重吊船入ABS船級社，機艙自動化為無人機艙，設有三臺發電機組，原動機為MAN6L16/24.每臺發電機組機旁設有帶觸屏的PLC可編程序控制單元，信號接口單元及電源單元。PLC可編程序控制單元主要完成對整個發電機組的操作，控制，監測和安保，當發電機組發生故障時按照用戶程序進行相應處理的功能。來自機組的各種開關量及模擬量的信息，經過信號接口單元后，通過PLC單元的DI,AI輸入模塊，輸入到PLC單元中，在PLC的一個工作周期中,完成數據的采集，執行用戶程序,通過輸出端口控制相應設備動作。

1.1.1機旁PLC控制單元主要特點所有的傳感器和控制裝置，通過連線連接到發電機組的PLC控制單元，發電機組PLC控制單元是由經過認可的，高可靠性的元件，以模塊化的型式組成的。為防止震動的損害，通過防震裝置安裝在發電機組上。發電機組上裝有電液調速執行機構,通過PLC控制單元的控制實現發電機的速度調整,從而實現發電機組的調頻調載功能特性.發電機組的控制單元包括一個集成控制模塊，用于發電機組的控制，監測和報警系統，該模塊用于收集發電機組的測量數據，執行相應控制程序，并將相關數據通過RS422/RS485接口傳輸給船上的監測報警系統。通過對絞信號電纜和電站管理系統進行接口聯系，實現發電機組的遙控啟停及遙控調速等功能。機旁PLC控制單元還裝備了一個顯示模塊，顯示模塊由一個觸摸屏和一個集成的PLC擴展板組成，PLC擴展板主要用于發電機組的超速、滑油低壓及卻水高溫的安全保護系統。在觸摸屏上可以顯示和修改相關參數值及直接操縱發電機組的起停。控制單元的用戶程序可以通過顯示模塊上的網絡接口直接修改。各模塊之間通過冗余總線進行數據交換。機旁PLC控制單元與輔機單元的傳感器和調速器、船舶監測報警系統及電站管理系統PMS之間聯系框圖如圖2所示。

1.228000DWT多用途重吊船電站管理系統

28000DWT多用途重吊船的電站管理系統采用的是基于PLC和PPU船舶電站自動控制系統設計的。通過與發電機組的接口單元及機旁PLC控制單元一起實現電站的自動化，滿足了ABS規范中，無人機艙自動化標志對船舶電站的要求。理論上，PLC可以完成PMS電站管理系統的所有功能，但為了提高電站系統的快速性和可靠性，對于電站的某些功能，一般采用專用模塊來實現。本船采用的是DEIF公司的PPU發電機并車與保護單元，在PMS中，有時它單獨工作，有時與PLC單元一起工作，同時不斷地同PLC模塊中的CPU模塊通過MODBUS工業總線交換控制和監測信息。PPU單元負責電網電壓，電流，頻率等信號的采集和處理，具有發電機的保護和自動并車的功能，它一方面可以能通過MODBUSRS485總線接口，將采集和處理過的與電壓，電流，頻率，功率等有關的信息輸入到PLC控制單元中，另一方面又能接收和執行主配電板上PLC控制單元發出的指令。

1.2.1PMS中PLC主要特點本船主配電板的PLC控制單元為施耐德的BMX系列，PLC控制單元的CPU為BMXCPS2010，數字量的輸入模塊為BMXDDI6402K,數字量輸出模塊為BMXDDO6402K，配電板的PLC控制單元是自動電站的關鍵組成部分，它與三臺PPU及發電機機旁的PLC控制單元之間的聯系框圖如圖3。圖3PMS中PLC與外部設備聯系框圖

1.2.2PMS中PLC主要功能主配電板的PLC控制單元與三臺PPU及發電機機旁的PLC控制單元一起協調工作，為全船電器用戶提供可靠的，連續的電力。采用Twido編程語言中的梯形圖和指令表編制用戶程序，確保了電力系統自動實現如下主要功能：a)發電機過載長延時和短路保護。b)通過PLC輸入輸出接口,對來自主配電板內外傳感器上模擬量數字量信號的采集，并進行用戶程序處理。c)電網失電發電機組的自動起動控制。d)匯流排異常處理功能。e)輕載解列功能，當兩臺或更多臺發電機在網，如果每臺發電機的負載低于預先設定值，則PLC發出負載轉移命令，將其中一臺發電機負載轉移之后，該發電機主開關分閘，發出停機命令。f)當功率管理系統接收到重載詢問信號時，PLC計算在網發電機剩余有效功率。如果剩余有效功率能滿足大電動機起動（未超過發電機額定功率85%），PLC發出重載起動認可信號。如果剩余有效功率不能滿足大電動機起動，PLC先發出給予備用發電機起機命令，自動并車，負載均分，最后PLC發出發出重載起動認可信號。g)發電機組停機狀態下的預潤滑。h)發電機組的自動并車、功率的自動分配、功率自動轉移與電網頻率的自動調整操作。i)發電機組及電網故障的自動處理與報警，發電機組的監控與安保系統控制，自動電站運行參數調整等等。

2.結論

28000DWT多用途船的自動電站系統，采用目前最可靠的PLC控制技術和MODBUS總線技術，為電站的安裝調試提供了便利。本項目已有多條已經交付，基于PLC控制的自動電站系統的可靠性，準確性得到了船東的好評。隨著PLC技術的進一步的發展，和PLC控制器成本的進一步降低，在船舶復雜控制設備上，采用PLC可編程序控制器，對于我國造船產業的發展具有十分重要的意義。

作者：畢建秀單位：黃海造船有限公司