船舶电站单片机自动控制系统的软件设计

船舶自动化控制系统的设计与实现一、引言随着社会的不断发展，航运行业也在不断创新进步。

近年来，船舶自动化控制系统的设计与实现越来越受到重视。

船舶自动化控制系统是指利用计算机技术、自动化控制技术、通讯技术等现代科技手段，对船舶的机电设备、能源、信息等各方面进行智能化控制，从而提高船舶的安全性和运行效率。

本文将对船舶自动化控制系统的设计与实现进行详细介绍。

二、船舶自动化控制系统的基本组成船舶自动化控制系统包括以下几个部分：2.1 航行控制系统航行控制系统是船舶自动化控制系统最基础的组成部分。

它主要包括自动导航、操纵控制、通讯导航、危险警报、远程监控等功能。

其中，自动导航系统使用全球定位系统（GPS）技术，实现对船舶在海上的船位、速度、方向等数据的监测和控制。

操纵控制系统则使用计算机控制技术，通过船舶电子控制系统对发动机和舵机进行控制。

通讯导航系统是通讯航行装备中的关键环节，它负责传递船舶的通讯数据和导航数据，以确保船舶的安全性。

危险警报系统可以快速判断船舶是否面临危险，并启动相应的控制程序，避免事故的发生。

远程监控系统可以通过互联网或其他通讯手段，对船舶进行电子监控，保证船舶在海上的安全与稳定。

2.2 电气设备自动化控制系统电气设备自动化控制系统主管船舶的各种电气设备状态监测和控制，包括主机动力控制系统、配电系统、照明、暖通空调和厨房用具等。

其中主机动力控制系统一般采用集中控制模式，使用计算机系统，将车间内各种机电设备通过传感器连接到计算机，实现对发动机、控制系统、流量计等各种设备的检测和控制。

配电系统主要负责船舶的配电控制，以确保每个配电板的用电安全。

照明和暖通空调系统用来维持船员以及载货物的舒适性和安全性，同时还可以通过自动控制，实现节能和环保。

2.3 负载自动化控制系统船舶的负载自动化控制系统包括冷库控制、货物舱盖控制、舱盖门控制等。

其中，冷库控制系统用来监测和调节船舶冷库的温度和湿度，以保证存放在船舶中的货物安全。

山东交通学院毕业生毕业论文（设计）题目：基于PLC的船舶电站自动化系统方案设计与实现院(系)别信息科学与电气工程学院专业电气工程及其自动化二○一三年六月原创声明本人李枝贺郑重声明：所呈交的论文“基于PLC的船舶电站自动化系统方案设计与实现”，是本人在导师刘洋的指导下开展研究工作所取得的成果。

除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明，本人完全意识到本声明的法律后果，尊重知识产权，并愿为此承担一切法律责任。

论文作者(签字)：日期：年月摘要本文以两台发电机组的船舶电站为例，在论述自动化电站功能和要求的基础上，设计了集散控制式系统。

下位机以PLC作为主要控制装置，上位机用工业PC机作为管理装置。

本文将电站的控制功能模块化，再设计出各模块的流程，然后将各模块有机的结合，以实现电站的综合自动控制。

在这种点对点的控制系统中，下位机可以完成发电机组的起动、停机控制、调频调载以及机、电故障处理等；上位机进行机组的并联运行、解列、重载询问等。

同时，上位机的人机界面可以显示、记录机组的运行状态和主要参数。

这种集散式控制系统充分体现了分散控制和集中管理的优点。

关键词：船舶电站，自动控制系统，PLCAbstractThis thesis take marine electric power plant which base on two generators for an example and designed a distributed control system after discussed the function and requirement of automatic ship power station. The station uses PLC as main control device and industrial computer as management device. This thesis make the control function modular firstly, and then designed each module control process, combined the modules organic finally in order to realize the synthetic automatic control function. In this point-to-point control system, the PLC can accomplish the function which including automatic start and stop the generator, the frequency and load regulation, and treatment of machine or electric fault, etc.The upper computer realized automatic paralleling, disengaging, and asking overload, etc. Meanwhile Human-Machine Interaction can display and record the generators state and various parameters. This distribution control system fully embodies the advantages of distributed control and central management.Key Words: Ship Power Station, Automatic Control System, PLC目录前言 (1)1 课题的组成及背景 (3)1.1 船舶电站自动化系统的定义、组成和特点 (3)1.2 船舶电站自动化的发展与展望 (3)1.3 PLC在船舶电站自动化系统中的应用 (4)1.3.1 PLC 概述 (4)1.3.2 PLC 的工作原理 (5)1.3.3 PLC 在船舶电站自动化系统中应用的优势 (5)1.4 本课题背景及选题意义 (5)1.5 本文的主要内容和结构安排 (6)2 船舶电站自动化管理系统 (7)2.1 船舶电站自动化管理系统的总体构成 (7)2.2 船舶电站自动化管理系统主要功能 (7)2.3 集散式船舶电站管理系统 (9)2.3.1 集散式电站 (9)2.3.2 信号的采集及处理 (10)2.3.3 检测单元的设计 (11)3 集散式船舶电站管理系统的功能流程 (13)3.1 机组的自动起动模块及流程图 (13)3.2 并车运行模块及流程图 (14)3.3 调频调载模块及流程图 (17)3.4 重载询问模块及流程图 (18)3.5 自动解列和自动停机模块及流程图 (19)3.6 电力管理系统参数在线监视与在线修改 (20)3.6.1 OP393的连接与登录 (22)3.6.2 定时器的在线监视与在线修改 (23)3.6.3 数据块的在线监视与在线修改 (25)3.7 船舶电站管理系统的监控单元设计 (26)3.7.1 上位机监控系统功能 (26)3.7.2 工业PC机控制软件和监测软件结构 (27)3.7.3 监控界面简介 (28)3.8 安全保护系统 (29)3.8.1 欠压保护 (29)3.8.2 过流保护 (29)3.8.3 逆功率保护 (29)3.8.4 故障报警的设置 (30)4 系统联调与测试 (31)4.1 系统仿真 (31)4.2 系统调试 (32)总结 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (36)山东交通学院毕业设计(论文)前言为实现船舶电站自动化的各种功能，船舶电站自动化技术经历了由继电器、接触器组成的有触点控制系统到有分立元件和集成元件组成的无触点控制系统。

船舶电站自动控制系统的设计分析船舶电站自动控制系统是指为了保障船舶电源安全和可靠性，而通过计算机、电气设备和传感器等技术手段实现对船舶电站的自动化控制。

其主要优点是能够减少人工干预和操作，提高电站运行的可靠性和稳定性，同时还能够降低电站的维护成本和提高工作效率。

一、系统架构设计船舶电站自动控制系统的架构设计是整个系统设计中的一个重要步骤。

要根据船舶电站的实际情况，确定系统的基本结构和各个部件之间的关系。

通常船舶电站自动控制系统的架构包括以下几个方面：1. 控制中心：负责整个系统的监控、调度以及指挥控制。

通常包括计算机、人机界面、显示屏等设备。

2. 数据采集子系统：负责采集船舶电站的各种参数数据，包括电压、电流、功率、频率等。

3. 控制执行子系统：负责对船舶电站进行自动化控制，包括控制信号的发生、控制设备的操作等。

4. 监控子系统：负责对船舶电站的各种状态进行监控和分析，及时发现异常情况并采取措施进行处理和调整。

二、系统功能分析1. 监测和控制电站的参数：主要包括电压、电流、功率、频率等参数的监测和控制。

2. 电源切换和负荷分配：在电站供电正常情况下，实现两个户头之间的优先级切换，以及各个负荷点之间的动态分配。

3. 故障诊断和自动排错：通过系统自动运行的过程中，及时检测、诊断电站的异常情况并采取相应的处理措施。

4. 数据记录和报告：对船舶电站的各种参数和操作数据进行记录和存储，并生成相应的报告。

船舶电站自动控制系统的软件设计是整个系统设计中的一个核心步骤。

软件的设计应根据系统架构和功能分析的结果，采用合适的编程技术和编程语言，开发出符合系统需求的软件。

1. 系统核心程序的编写：包括数据采集、实时控制、数据存储、监控管理等核心程序的编写。

2. 控制算法的设计：关键是设计出合理、实用和稳定的控制算法，并根据实际情况进行相应的调整和优化，满足船舶电站各种控制需求。

3. 界面设计：包括系统人机交互界面的设计与实现，使得系统界面易用、美观、功能齐全，能够很好地满足用户的操作需求。

船舶自动化导航控制系统设计与实现船舶自动化导航控制系统是指通过计算机、控制器、传感器等硬件组成的一套自动化控制系统，对船舶进行实时监控和管控，保证其安全、减少停航时间和节约船舶运营成本。

本文将从船舶自动化导航控制系统的介绍、设计、实现、应用及未来发展等方面进行探讨。

一、船舶自动化导航控制系统介绍传统的船舶驾驶是人工驾驶，这不仅耗时耗力，而且存在人员疲劳、技能差异、天气影响等诸多问题，但现代科技的发展解决了这些问题。

船舶自动化导航控制系统是实现船舶自主航行、自动控制的核心。

该系统通过集成控制器、传感器和计算机技术，对船舶的行进路线、速度和舵角进行自动化控制和调整，从而保证船舶正常安全行驶。

此外，船舶自动化导航控制系统还包括避碰预警、电子海图等多项功能。

二、船舶自动化导航控制系统设计船舶自动化导航控制系统的设计关键在于实现自主导航、避碰等功能。

具体而言，可利用船舶调速器，控制船舶的发动机输出功率，实现航速的自动控制；通过引入GPS全球定位系统、气象预报系统、雷达跟踪等技术，对船舶做出即时响应；利用电脑和传感器实现舵机和舵盘的自动化控制。

此外，为了提高船舶自动化导航控制系统的安全性，还需要引入姿态传感器、推进器控制器等技术实现船体姿态的自动监控和调整。

三、船舶自动化导航控制系统实现船舶自动化导航控制系统的实现必须结合具体的装置和设备。

在系统实现时，需要将控制器和传感器安装在各个关键处，通过多个通讯接口将其相互连接。

此外还需编写相应的软件，实现对船舶导航系统的监测和控制。

在具体的应用过程中，要根据不同的任务、环境等可变因素对船舶自动化导航控制系统进行不断地调整和优化。

四、船舶自动化导航控制系统的应用船舶自动化导航控制系统的应用范围非常广泛，全球很多船舶都已经采用了该系统。

其中，以中国大陆的码头作业船舶应用最为普及。

同时，航运集装箱的自动化系统也日益成为了未来发展的趋势。

船舶自动化导航控制系统实现了船舶航行的智能化，提高了船舶的安全性和整体运行效率。

船舶电站自动控制系统的设计分析【摘要】船舶电站在船舶运行中起着至关重要的作用，其自动控制系统的设计分析显得尤为重要。

本文深入探讨了船舶电站自动控制系统的基本原理、设计要点、关键技术、实现方案以及应用前景。

通过对系统设计的深入分析，可以有效提高船舶电站运行的效率和安全性，降低运行的成本和人力成本。

文章总结了船舶电站自动控制系统的设计分析，提出了未来的研究方向，并得出结论。

船舶电站自动控制系统的发展将为船舶行业带来更大的便利和发展空间，具有重要实践意义和推广价值。

【关键词】船舶电站、自动控制系统、设计分析、基本原理、设计要点、关键技术、实现方案、应用前景、研究方向、结论、船舶能源管理1. 引言1.1 研究背景船舶电站是船舶上的主要能源供应系统，负责为船舶提供电力。

随着船舶电站的发展和智能化水平的提高，船舶电站自动控制系统的设计和研究显得尤为重要。

在传统船舶电站中，通常需要人工干预和监控，存在着效率低、安全性差等问题。

研究船舶电站自动控制系统，实现对整个船舶电站的自动化管理，已经成为当前研究的热点之一。

船舶电站自动控制系统的研究背景主要包括：一是随着船舶规模的不断扩大和船舶电力需求的增加，在实际操作中存在着人力不足、操作复杂等问题，需要进行自动化控制；二是随着船舶电站设备的智能化发展，需要设计一套能够有效控制和监控船舶电站的系统，提高电站的工作效率和安全性；三是随着能源节约和环保意识的不断提升，通过优化船舶电站的控制系统，可以实现能源的有效利用，减少排放，达到节能减排的目的。

研究船舶电站自动控制系统的设计和分析，对于提高船舶电站的运行效率，确保船舶航行安全，实现节能减排具有重要意义。

1.2 研究目的本研究的目的是通过对船舶电站自动控制系统的设计分析，深入探讨该系统的基本原理、设计要点、关键技术、实现方案以及应用前景。

具体来说，我们希望通过本研究的成果，为船舶电站自动控制系统的设计和应用提供参考和指导。

船舶电站自动控制系统的设计分析随着船舶制造业的不断发展，船舶电站的自动化程度不断提高。

电站控制系统也由局部、就地的控制向综合、集散的方向发展，尤其伴随着计算机、通信、网络技术在船舶上的广泛应用，自动控制系统开始进入一个崭新的发展阶段。

标签：船舶电站;自动控制;系统;海上风机安装船船舶犹如一个可移动的海上城市，它的许多设备都需要使用电能，因此在船上都配备有独立的电站。

随着船舶的大型化和自动化程度的不断提高，越來越多的船用设备需要电能来驱动和控制，使船舶电站日趋复杂庞大。

在海上风机安装船N792上面就有：配电系统，照明系统，主机推进系统，定位系统，通信导航系统，中控系统，监控系统，网络系统，火警系统，照明系统，救生筏救生艇系统等等，对船舶电站提出的要求很高，其发展的突出标志是高容量和高自动化。

1 船舶电站控制系统发展阶段（1）集中控制阶段。

此时的自动控制系统已经开始运用计算机作为控制核心，硬件设备也因此得到了极大的简化，功能更加完善，监测和管理也更加方便。

尽管集中型控制系统具有一定的先进性，但由于系统开销较大，加之如果计算机出现故障，整个系统就有可能全面崩溃，因此逐渐被其他控制系统所取代。

（2）分散控制阶段。

自上世纪70年代以来，微机及单片机技术得到普及推广，船舶电站控制系统也因此发生改变，不再是使用单一的计算机进行集中控制而是使用几台或更多的计算机分别对船舶的各个系统进行自动管理。

分散型系统的特点就是灵活使用计算机技术，且系统造价低，操作简单，具有良好的可靠性。

因此在很长一段时间内都主导着自动控制系统的市场。

（3）网络控制阶段。

虽然分散型控制系统在集中型控制系统的基础上进行了许多改进，但系统各部分之间还是分散独立的，信息无法进行互相传输。

并且分散控制系统中的计算机仅仅作为接收各部分传送信息的通信单元，缺乏统筹管理的功能。

因此，自上世纪90年代以来，随着通信网络技术的快速发展，出现了以综合运用计算机和通信技术的网络型系统，短时间内就受到极大的关注，也得到了迅速的推广。

船舶电站自动控制系统的设计分析摘要：随着船舶运输行业的不断发展，对运输的要求不断提升，对应的船舶电站自动控制系统设计需不断优化和改进，这样才能满足船舶运输业发展的需求。

本文主要介绍了船舶电站以及自动化系统相关概念、作用，对船舶电站自动化控制系统设计思路进行分析，并从软硬件系统设计入手，提出船舶电站自动化控制系统设计与实现的策略，希望为实际的船舶电站自动化控制系统设计提供相关参考。

关键词：船舶电站;自动控制系统设计;有效策略1 船舶电站自动化系统相关概述1.1 船舶电站船舶电站作为船上重要的电力辅助装置，主要由原动机、发电机以及信号处理板等设备构成，为整条船只运行提供持续不断的电能。

以电流形式对其分类，分为直流船舶电站和交流船舶电站两类;以功能进行分类，分为主电站、应急电站以及临时应急电站三类，船舶的日常供电需要发挥主电站的作用，在主电站出现故障的情况下，需发挥应急电站供电的功能，来确保船舶重要设备正常运行，而临时应急站只能保障船上最重要设备短时间内正常运行。

1.2 船舶电站自动化系统的作用首先，自动对船舶上相关电气参数、信号等进行检测、记录以及报警，有效控制发电机组。

比如在部分发电机组启动困难的情况下，可借助船舶自动化控制系统将启动指令发送给其他机组，或者船舶电站的备用机组在接收指令后自动启动，为整个船舶设备提供电能。

同时，在汇流排不带电情况下，自动化控制系统能将机电组自动接道电网中。

其次，在两台机组并联工作的情况下，借助自动化控制系统能实现自动调频、调载设备与调速器相互配合工作，将电网频率维持在正常范围内，根据机组容量来实现各机组功率的合理分配。

当船舶电站处于超负荷的情况下，需及时卸载一些不重要的负载，通过自动化控制系统可以根据负载的条件实现自动分级卸载，为船舶其他重要设备连续供电提供有力保障。

同时，当电气火灾机械发生故障的时候，自动化控制系统能够实现对其他重要设备的及时保护，可以自动对主电站和应急电站供电方式进行切换。

船舶电站自动控制系统的设计分析随着船舶电力负荷的增加，船舶电站自动控制系统的设计变得越来越重要。

船舶电站自动控制系统是一种利用现代电力工程技术和自动控制理论，对船舶电力系统进行智能监测和控制的系统。

本文将对船舶电站自动控制系统的设计进行详细分析。

船舶电站自动控制系统的设计需要考虑以下几个方面：系统结构设计、硬件设计、软件设计以及安全性设计。

首先是系统结构设计。

船舶电站自动控制系统主要包括船舶电站监测单元、电源管理单元和负载管理单元三个模块。

监测单元用于对船舶电站的电压、电流、频率等参数进行实时监测，电源管理单元用于对船舶电站的电源进行管理和控制，负载管理单元用于对船舶电站的负载进行管理和控制。

这三个模块之间通过通信网络进行数据传输和控制指令传递。

接下来是硬件设计。

硬件设计包括选择合适的传感器和执行器、设计合理的布线、选取适当的控制器和处理器等。

传感器用于对电力系统的参数进行监测，执行器用于控制电力系统的设备，控制器和处理器用于数据处理和控制指令的生成。

还需要考虑电力系统的安全保护装置和备用系统的设计。

然后是软件设计。

软件设计是船舶电站自动控制系统设计的关键部分。

软件需要包括数据采集、数据处理、控制算法等功能。

数据采集功能用于读取和存储电力系统的参数数据，数据处理功能用于对采集到的数据进行处理和分析，控制算法用于生成相应的控制指令。

软件还需要具备故障诊断和故障处理的能力。

最后是安全性设计。

船舶电站自动控制系统的安全性设计是非常重要的，因为船舶电站的故障可能会导致严重的事故。

安全性设计包括故障检测、故障诊断和故障处理等方面。

故障检测功能用于实时检测系统的故障，并及时报警。

故障诊断功能用于对故障进行自动诊断，以确定故障的位置和原因。

故障处理功能用于采取相应的措施，保证电力系统的安全运行。

船舶电站自动控制系统的设计需要考虑系统结构、硬件、软件和安全性等方面的问题。

合理的系统设计和高效的控制算法可以提高船舶电力系统的可靠性和安全性，减少船舶的能源消耗和运营成本。