船用中压发电机组机旁监控系统的研究与仿真.doc

上海海事大学 SHANGHAI MARITIME UNIVERSITY 硕士学位论文 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。 作者签名： 日期： 论文使用授权声明 本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以上网公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。必威体育官网网址的论文在解密后遵守此规定。 作者签名： 导师签名： 日期： 摘 要 随着船舶电站的容量增大，低压系统已经不能满足供配电要求。大型船舶采用中压发电系统将成为未来发展的趋势，船用中压发电机监控系统也会随之成为人们研究的重点。监控系统是船舶发电机的核心控制单元，通过发电机监控系统可以实时监视发电机运行状态，控制发电机的运行、停机，以及保护发电机免遭意外的伤害，延长发电机使用寿命。 在先进国家，仿真技术早已成为一种工具，被广泛应用于各类系统的全生命周期活动及人员训练决策等过程中。半个世纪以来，仿真技术以迅猛的发展趋势渗透到航空、航天、航海、石油、化工、核能、社会、经济等各个领域。国际上一致认为：仿真技术是迄今为止最为有效的、经济的综合集成方法，是推动科技进步的战略技术。 SMSC 2008型智能化轮机综合模拟器由上海市教育委员会与中国海运（集团）总公司投资，由上海海事大学与上海海事职业技术学院联合开发，是目前国内技术领先的轮机综合模拟器，其技术内容充分反映了当代远洋运输船舶机电系统的必威体育精装版技术和发展趋势。SMSC 2008型智能化轮机综合模拟器可以对多种专业的学生进行培训，包括轮机工程、电气工程与自动化、电力电子，还可以实现对管理级轮机员的应急操作和故障分析与排除培训、对操作级轮机员的基本操作培训、对在职船员业务提高的在培训。 WECS2000作为船用中压发电机控制系统，性能稳定、经济性高，在大型集装箱船舶的发电机控制领域得到广发应用。WECS2000是自带有微处理器的自动化系统，它的各种分布式结构模块可以直接安装在柴油上。从而高效地执行一些监视和控制功能。WECS2000系统的主要功能包括：发电机和涡轮增压器的转速测量测、启动停止柴油机、提供安全保护功能、数据的处理、测量各种运行参数、提供能够显示各种运行参数的监视仪表、提供连接到其它系统的现场总线接口、低温恒温阀的控制、排气阀门和废气旁通阀门的控制。 作为SMSC 2008型智能化轮机综合模拟器的一个组成部分，本课题重点分析和研究船用中压发电机机旁监控系统，实现WECS2000系统的仿真。 文章首先叙述了船用发电机的发展历史以及未来的发展趋势。接着介绍了船用中压发电机控制系统概况，包括WECS2000系统的特性、组成部分和功能简介等。在对其分析的基础上设计了相应的仿真模拟器。仿真模拟器的主要功能是实现对WECS2000系统的操作环境、操作方法、安保功能、数据处理的模拟。该系统主要有主控制器、继电器指示面板、机旁监控面板组成。 文中详细介绍了系统的组成框架、机旁监控面板与继电器指示面板的硬件设计及软件设计。机旁监控面板的硬件电路包括液晶驱动电路、仪表显示和按键采集电路、以及通信接口电路等。软件部分包括主程序的流程设计、中断函数的设计、液晶驱动函数设计、通信函数的设计。文章最后详细介绍了CAN通信，包括CAN通信报文的格式、通信帧的分类等。 该船用中压发电机控制模拟器已在轮机模拟器上得到应用，取得的测试效果基本符合预期，对于该系统投入培训后遇到的问题将是课题未来努力的方向。 关键字：控制系统，中压发电机，模拟器，CAN通信，AT90CAN128 ABSTRACT For the marine power station capacity becomes larger, the low voltage switchboard system can no longer meet the requirement of electricity distribution. Large marine vehicle build up medium voltage generator, which is the trend of development of large marine generators. Meanwhile the control and monitoring system of the marine