PLC在自动电站系统中的实践范文

1.PLC在28000DWT多用途重吊船自动电站上的应用

1.1机旁PLC控制单元

28000DWT多用途重吊船入ABS船级社，机舱自动化为无人机舱，设有三台发电机组，原动机为MAN6L16/24.每台发电机组机旁设有带触屏的PLC可编程序控制单元，信号接口单元及电源单元。PLC可编程序控制单元主要完成对整个发电机组的操作，控制，监测和安保，当发电机组发生故障时按照用户程序进行相应处理的功能。来自机组的各种开关量及模拟量的信息，经过信号接口单元后，通过PLC单元的DI,AI输入模块，输入到PLC单元中，在PLC的一个工作周期中,完成数据的采集，执行用户程序,通过输出端口控制相应设备动作。

1.1.1机旁PLC控制单元主要特点所有的传感器和控制装置，通过连线连接到发电机组的PLC控制单元，发电机组PLC控制单元是由经过认可的，高可靠性的元件，以模块化的型式组成的。为防止震动的损害，通过防震装置安装在发电机组上。发电机组上装有电液调速执行机构,通过PLC控制单元的控制实现发电机的速度调整,从而实现发电机组的调频调载功能特性.发电机组的控制单元包括一个集成控制模块，用于发电机组的控制，监测和报警系统，该模块用于收集发电机组的测量数据，执行相应控制程序，并将相关数据通过RS422/RS485接口传输给船上的监测报警系统。通过对绞信号电缆和电站管理系统进行接口联系，实现发电机组的遥控启停及遥控调速等功能。机旁PLC控制单元还装备了一个显示模块，显示模块由一个触摸屏和一个集成的PLC扩展板组成，PLC扩展板主要用于发电机组的超速、滑油低压及却水高温的安全保护系统。在触摸屏上可以显示和修改相关参数值及直接操纵发电机组的起停。控制单元的用户程序可以通过显示模块上的网络接口直接修改。各模块之间通过冗余总线进行数据交换。机旁PLC控制单元与辅机单元的传感器和调速器、船舶监测报警系统及电站管理系统PMS之间联系框图如图2所示。

1.228000DWT多用途重吊船电站管理系统

28000DWT多用途重吊船的电站管理系统采用的是基于PLC和PPU船舶电站自动控制系统设计的。通过与发电机组的接口单元及机旁PLC控制单元一起实现电站的自动化，满足了ABS规范中，无人机舱自动化标志对船舶电站的要求。理论上，PLC可以完成PMS电站管理系统的所有功能，但为了提高电站系统的快速性和可靠性，对于电站的某些功能，一般采用专用模块来实现。本船采用的是DEIF公司的PPU发电机并车与保护单元，在PMS中，有时它单独工作，有时与PLC单元一起工作，同时不断地同PLC模块中的CPU模块通过MODBUS工业总线交换控制和监测信息。PPU单元负责电网电压，电流，频率等信号的采集和处理，具有发电机的保护和自动并车的功能，它一方面可以能通过MODBUSRS485总线接口，将采集和处理过的与电压，电流，频率，功率等有关的信息输入到PLC控制单元中，另一方面又能接收和执行主配电板上PLC控制单元发出的指令。

1.2.1PMS中PLC主要特点本船主配电板的PLC控制单元为施耐德的BMX系列，PLC控制单元的CPU为BMXCPS2010，数字量的输入模块为BMXDDI6402K,数字量输出模块为BMXDDO6402K，配电板的PLC控制单元是自动电站的关键组成部分，它与三台PPU及发电机机旁的PLC控制单元之间的联系框图如图3。图3PMS中PLC与外部设备联系框图

1.2.2PMS中PLC主要功能主配电板的PLC控制单元与三台PPU及发电机机旁的PLC控制单元一起协调工作，为全船电器用户提供可靠的，连续的电力。采用Twido编程语言中的梯形图和指令表编制用户程序，确保了电力系统自动实现如下主要功能：a)发电机过载长延时和短路保护。b)通过PLC输入输出接口,对来自主配电板内外传感器上模拟量数字量信号的采集，并进行用户程序处理。c)电网失电发电机组的自动起动控制。d)汇流排异常处理功能。e)轻载解列功能，当两台或更多台发电机在网，如果每台发电机的负载低于预先设定值，则PLC发出负载转移命令，将其中一台发电机负载转移之后，该发电机主开关分闸，发出停机命令。f)当功率管理系统接收到重载询问信号时，PLC计算在网发电机剩余有效功率。如果剩余有效功率能满足大电动机起动（未超过发电机额定功率85%），PLC发出重载起动认可信号。如果剩余有效功率不能满足大电动机起动，PLC先发出给予备用发电机起机命令，自动并车，负载均分，最后PLC发出发出重载起动认可信号。g)发电机组停机状态下的预润滑。h)发电机组的自动并车、功率的自动分配、功率自动转移与电网频率的自动调整操作。i)发电机组及电网故障的自动处理与报警，发电机组的监控与安保系统控制，自动电站运行参数调整等等。

2.结论

28000DWT多用途船的自动电站系统，采用目前最可靠的PLC控制技术和MODBUS总线技术，为电站的安装调试提供了便利。本项目已有多条已经交付，基于PLC控制的自动电站系统的可靠性，准确性得到了船东的好评。随着PLC技术的进一步的发展，和PLC控制器成本的进一步降低，在船舶复杂控制设备上，采用PLC可编程序控制器，对于我国造船产业的发展具有十分重要的意义。

作者：毕建秀单位：黄海造船有限公司