[发明专利]一种船舶自动化电站开发平台

权利要求书

1.一种船舶自动化电站开发平台，该平台由基本船舶电力系统、基于现 场总线的PLC与发电机控制单元的控制系统、检测传感器及其仪表系统、数 据记录与分析系统以及基于以太网的控制软件开发系统这五个子系统构成；

所述基本船舶电力系统包括：3台船舶柴油发电机组、电阻负载、电感负 载与电力网；所述3台船舶柴油发电机组的配置方式相同，便于进行发电机并 网、备用、应急工况实验；所述3台船舶柴油发电机组配置的电阻负载与电感 负载均为电动连续可调负载，便于为电网提供测试所需的电力负荷量；所述各 发电机与负载由容量足够的电力电缆与控制开关及其保护单元联接成实验电 力网；

所述基于现场总线的PLC与发电机控制单元的控制系统包括：以现场总 线为基础的发电机控制单元、PLC、发电机组测量仪表；从而组成了基本船舶 电力系统的实时控制主体，实施船舶电力系统与自动化电站的实时控制；

所述检测传感器及其仪表系统包括：检测传感器、仪表系统、数据采集系 统与现场总线；

所述数据记录与分析系统包括：监视工业PC机及其分析软件；所述分析 软件在监视工业PC机操作系统的基础上运行，分析软件根据需要选用电力系 统专用设计与分析软件、工程分析软件和数学计算软件，按分析要求进行选择， 形成完整的船舶电力系统数据动态分析环境；

所述基于以太网的控制软件开发系统包括：以太网、PC机及其开发软件； 所述开发软件包括控制单元开发软件、PLC控制开发软件、电站管理系统开发 软件、工业PC机集中监视开发软件；软件开发在以太网的开发PC机上进行， 控制运行时通过以太网下载到目标单元实现相应的软件功能；

发电机的控制回路包括发电机励磁闭环控制回路与柴油原动机转速闭环 控制回路，以及双闭环解耦控制回路；

所述发电机励磁闭环控制回路的控制过程为当给定发电机输出电压后，发 电机实际输出电压与该给定电压进行比较，测得电压偏差量，励磁控制器根据 电压偏差进行控制；

所述柴油原动机转速闭环控制回路的控制过程为当给定发电机转速后，发 电机实际输出转速与该给定转速进行比较，测得转速偏差量，柴油原动机控制 器根据转速偏差进行控制；

所述双闭环解耦控制回路采用智能神经网络控制算法进行解耦；运用双输 入双输出系统的神经网络控制方法进行发电机控制；双闭环解耦控制器的控制 算法程序通过开发PC机进行编程，调试完成的程序下载到发电机控制单元实 施控制作用；

所述智能神经网络控制算法的过程为：首先根据系统测试获取的数据，两 个并行神经网络控制器分别针对发电机转速、发电机励磁调节过程数据进行离 线学习，在具有一定的控制能力后，接入发电机控制单元的控制系统，并进行 在线学习与控制，逐步具备对发电机的控制能力和取得控制权。

2.根据权利要求1的开发平台，其特征在于，所述数据采集系统由检测 传感器、仪器仪表、现场总线和工控PC机组成，产生开放式标准连接系统； 所述检测传感器配置分为两个部分：对发电机进行监测，配置电压、电流、功 率、频率、功率因数、绝缘、温度传感器；对柴油原动机进行监测，配置转速、 扭矩、排气温度、燃油温度、滑油压力、冷却水温度/压力传感器。

3.根据权利要求2的开发平台，其特征在于，所述数据采集系统的检测 传感器检测发电机组的电气、热工参数传输到检测仪器仪表，检测仪器仪表对 参数进行预处理与显示，并通过现场总线将预处理后的数据传输到PLC用于 系统控制，同时传输到监视工业PC机用于记录、分析与报警处理，监视工业 PC机上的数据通过以太网供开发PC机设备共享。

4.根据权利要求1的开发平台，其特征在于，所述数据记录与分析系统 同时是基本船舶电力系统与自动化电站的集中监视单元，对基本船舶电力系统 的工作情况实施实时监视与报警。