船舶电站自动化

16.2.1 电力自动管理系统的结构类型
船舶电站自动控制装置的控制任务分为
对每台发电机组的起动、停机、自动并车进 行控制，以及发生机电故障时对本台机组的处理 等功能。（单机管理）
在整个电站系统并联运行时，进行功率管理 、也包括发生机电故障时对系统中其它机组发出 控制要求（例如备用机组的自动起动或阻塞）及 信息通讯等的管理控制。（整体管理）
近年来，安装在远洋船舶的大部分电力自动都 是基于微机或PLC控制技术实现的。 SIEMENS 公司基于PLC为核心的电力自动管理系统有 SIMOS PMA 52、 SIMOS PMA 53和SIMOS PMA 71 。 SIMOS PMA 52中PLC控制器是SIEMENS S5-115U SIMOS PMA 53中PLC控制器是SIEMENS S5-95U SIMOS PMA 71中PLC控制器是SIEMENS S7-315-2DP
(2)一台GENOP 71型发电机保护/并车单元
早期由数字电路-模拟集成电路构成的电力自动管 理系统大致可以分成总体控制方式和积木块式两种。
总体控制方式中，有负责系统整体功能的总体控 制单元和与其相连的对每台发电机组分别负责的起停控 制器、并联运行控制器等子系统。
积木式自动化电站由5种(4种)功能块组成，功能分 别为自动起动-停车装置、并车装置、电网监视器、负 荷控制器、功率分配器；功能块以独立或模块形式出现 ，主要采用集成模拟技术和数字技术实现的。多数厂家 已将并车装置与功率分配器合并成一个独立的并联运行 控制器出现，即系统则由4个功能块组成。
4、船舶电站的综合保护（包括发电机组机 电故障的自动处理与报警）；
5、运行状态显示及故障监视（包括全船断 电，欠频监视），系统给定参数的监视 与修改。
实现上述基本功能的船舶电站自动化系统（ 也称作船舶电力自动管理系统）
PMS-Power Management System
§16.2 船舶电站自动控制装置的系统组成
船舶电站自动化
2021年4月11日星期日
内容简介
本章以实际的新型船舶自动化电站为例， 从系统角度讲述常见船舶电站自动化系统 的运行管理基本知识，即船舶电站自动化 系统的基本组成，基本功能，实现这些基 本功能的模块的工作原理。
§16.1 概述
随着科学技术的发展，船舶机舱从 有人值守到自动化机舱的经历了几十 年的发展过程。
主要功能：
1. 船舶电网监视（全船断电，频率过低等） 2. 根据负载状况或故障(过电流，过负荷)状况
自动起动发电机组
3. 发电机的过电流、逆功率保护，按照三个 等级对非重要负载自动卸载，依据电网功 率余量自动或手动停止发电机组
4. 发电机自动并车，自动调频调载
5. 短路保护
6. 在液晶显示操作单元上可以显示故障诊断 信息
PMA-71系统的这种布置既适合分布布置的配电板 （即每1套PMA 71装置可以安装于每台分布布置 的发电机配电板上），也适合于在控制多台发电 机的集中主配电板间的布置。
(1)一台SIMATIC S7-315-2 DP 型PLC控制装置
PS (可选)
CPU
IM
SM: SM: SM: DI DO AI
SM: AO
FM: - 计数
- 定位
CP: - 点-到-点
- PROFIBUS
- 闭环控制 - 工业以太网
一台SIMATIC S7-315-2 DP 型PLC控制装置，包括： 带MPI通讯口的CPU模块 Profibus 通讯口模块 用于发电机控制的开关量输入/输出模块 对柴油机进行控制的开关量输入/输出模块
图中画出了管理两台发电机并联运行时的 PMA 71系统布置 每一台柴油发电机组配置有：
(1)一台SIMATIC S7-315-2 DP 型PLC控制装置 (2)一台GENOP 71型发电机保护/并车单元和测
量传感器 (3)一只OP7型液晶显示操作单元 (4)一只DC 24V/DC 24V变流器
上述4个单元安装于每台发电机组的配电板上， 其中OP7型液晶显示操作单元和电压表、电流表 、功率表、频率表、控制开关和指示灯等一样， 安装于配电板的正面，以便于操作。
船舶电站自动化是实现机舱自动化 、进而实现无人值班机舱的必要条件 。
船舶电站自动化基本功能包括：
1、发电机组依据电站运行情况和实际负荷需 要，按预定的顺序自动起动备用机组，并 能自动投入、自动停机；
2、故障状态下自动解列、停机的控制；
3、发电机组之间的自动并车、电压及无功功 率的自动调节、并联运行中功率的自动分 配、转ຫໍສະໝຸດ Baidu与电网频率的自动调整，重载询 问(投入大负载时的自动询问装置)；
功能：
PLC采集发电机组的现场信息和接受从GENOP71 型发电机保护/并车单元或OP 7液晶显示操作单元 传递来的信息，负责对本台柴油发电机组（或轴 带发电机的控制系统）的起停逻辑控制
负责电网断电、欠频的监视
发电机过负荷的保护
各台发电机的PLC通过MPI多口通讯总线传递信 息，组成了PMA 71系统的控制核心，实现对整 个电站的自动管理，负责电能管理信息的处理
TERASAKI公司的电力自动管理系统有 GAC-5 TYPE C、 GAC-16M等
各生产厂家的自动化电站产品在细节方面上会有不 同，但其主要功能还是基本相近的。
下面以SIMOS PMA 71型电力自动管理系统进行说明
16.2.2 SIMOS PMA 71型电力自动管理系统的系统组成
SIMOS PMA 71 型电力管理系统（以 下简称为PMA 71）是SIEMENS公司的新一代 电站自动化产品，安装于我国“泰安口” 等许多远洋船舶。
7. 大负荷起动时的自动问讯控制，停机时具 有自动逐步转移负载功能，在起动发电机 组时，可设置多次起动尝试
8. PMA 71还具有和WGA 23d型轴带发电机控 制装置相连，控制轴带发电机起动、停车 以及和柴油发电机组并车切换等功能 。
两台发电机 并联运行时 的PMA 71系 统布置
⑤G①⑦②⑥ED显NDDIO发/I示OCD柴④/POD电O连/P操油D7OL通开7机1接C开M机1作信关控液变发关控模-板量光制模晶换量制电块模)纤块模)器机块块( ( 保护和并车模块