多模式船舶电站络系统的构架.pdf

摘 要 随着中国社会经济的不断发展，作为全国的经济金融航运的首要城市，上海 首当其冲的成为全国航运事业发展的前沿阵地。航运事业正在迅猛的发展，船舶 正朝着大型、节能、高效的方向发展，出现了电力推进、变距桨等多种推进模式。 为顺应发展的需求，上海海事大学船舶电站仿真中心承接了上海市教委关于开发 新一代电力推进船舶电站项目。 现场总线技术是20世纪80年代中期发展起来的新技术，在微机化测量控制 设备之间实现双向串行多节点数字通信的底层控制网络，形成了新的网络集成式 全分布控制系统— ~现场总线控制系统FCS. 船舶多模式电站系统包括原动机发电系统、交配电系统、发电机并车系统以 及网络通讯系统。在本课题研究中，主要完成了整个船舶电站的网络系统的构建， 实现了主控室与底层设备的实时通讯，并对船舶电站各设备的运行状况进行了实 时的监控，确保本课题中研发的船舶电站系统在现代化电力推进船舶中的实用性 及可靠性。 MODBUS已经是一种默认的工业通讯标准，市场上存在的许多工业设备都 集成了MODBUS通讯接口。在本课题研究中，通过对流行的各种现场总线的调 研分析，确定以MODBUS作为船舶电站系统的通讯网络。在项目中，独立开发 了MODBUS总线设备联网卡，同时整合了对底层设备的模拟量 (热电偶、热电 阻温度测量，0到5V,4到20mA标准信号)和开关量的数据采集，并实现了 MODBUS总线与底层设备的数据交换。此MODBUS总线设备联网卡应对船舶 电站项目的需要，顺应了市场的需求，填补了市场上关于MODBUS总线设备的 不足。 船舶电站整体网络的构建包括工业控制计算机局域网络与MODBUS总线网 络的总体设计。在软件开发过程中，采用了模块化、通用化的设计思想，用独立 的程序实现特定的功能。上位工业计算机局域网络采用具备高效率的Visual Basic语言，而为了解决网络通讯的实时性难题，对下位机即MODBUS总线联 网卡的软件设计中采用了最高效率的汇编语言。 全文共分为六章。 第一章介绍了课题的开发背景以及选择课题的依据。 第二章简要介绍了船舶电站的发展及国内外在这领域的发展概况。 第三章系统介绍并比较了市场上存在的各种现场总线。 第四章从硬件和软件两方面详细的介绍了独立开发的MODBUS总线设备联 网卡。 第五章从总体着眼系统介绍了船舶电站的方案设计。 第六章总结了课题研究的成果以及课题成果的意义，并对课题发展作了简要 阐述。 由于时间以及作者本人的水平所限，本文中或多或少的错误在所难免，恳请 各位专家学者指正为谢。 关键词:船舶电站，现场总线，MODBUS，联网设备 ABSTRACT Withthedevelopingofeconomyofchina,asthefirstciytofeconomy, financeandshipping,ofcourse,Shanghaiisbeingthefrontofshippingin China.Shippingisdevelopingatveryfastspeedandshipisdevelopingtoward greatness,littleconsumingandhighefficiency.Nowwecanseetheshipdrove byelectricpowerandshipwithoarswhosedistancebetweenthemcanbe changed.Inordertomeettherequirementofthedevelopingsituation,the simulatecenterofShanghaiMaritimeUniversiytundertooktheprojectto developanewgenerationpowerstationwhichbeusedinthemodernizedship drovebyelectronicpower.ThisprojectiscomingfromShanghaiEducation Committee. Fieldbusemergedat1980sanditisanewtechnology.Fieldbusrealized anewnetworkamongthedevices,andthesedevicesareplacedat