一种新型可编程船舶同步发电机自动准同步并车装置的制作方法

本实用新型涉及同步发电机领域，特别是涉及一种新型可编程船舶同步发电机自动准同步并车装置。

背景技术：

船舶电站是船舶的重要组成部分，现代船舶对船舶电站及电力系统依赖越来越强，电站运行的可靠性、经济型对保证船舶安全、经济航行具有重要意义，船舶同步发电机组的自动并联运行是船舶电站自动化的主要技术指标。

现在已经存在几种常用的船舶同步发电机自动准同步并车装置，其中利用分立元件构建逻辑电路制造的船舶同步发电机自动准同步并车装置，是在我国20世纪70年代已经开始研制生产，该类产品经过数十年的发展，性能稳定可靠，但是元器件复杂、易坏、维修困难、难以扩展构成全套的自控系统。所以现在基本很少使用。

利用单片机系统开发的船舶同步发电机自动准同步并车装置，其是我国20世纪80年代开始研制，该装置成本低廉、变成方便，但是单片机抗干扰性差，容易出现误动作。因此现在系统设计基本不在使用。

再者，还有一种利用集成电路构建逻辑电路制造的船舶同步发电机自动准同步并车装置。如国外的DEIF、WOODWARD、SIEMENS、SELCO公司开发的自动准同步并车装置。虽然功能强大，但是对发电机组的要求比较高，价格也相当贵。国内的一些发电机厂家的产品调速性能达不到要求，发出的调速信号，发电机没有及时反应，致使系统多次发出调速信号，反而容易出现震荡。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种结构简单、性能稳定可靠、抗干扰能力强、成本低廉的新型可编程船舶同步发电机自动准同步并车装置。

本实用新型所要解决的技术问题通过以下技术方案来实现：

本实用新型的一种可编程船舶同步发电机自动准同步并车装置，包括：

总装支架：为框架式结构，所述总装支架的前端设置有安装槽；

并车装置主体：所述并车装置主体固定于总装支架的安装槽内，所述并车装置主体内部安装有控制器；

发电机组：所述发电机组包括若干台待并网发电机和若干已并网发电机，每台所述待并网发电机和已并网发电机上均设置有三相多功能综合电量变送器；

同步表：置于所述并车装置主体上；

触摸屏：置于所述并车装置主体前表面的中心处，所述触摸屏与控制器电连接；

原动机：所述原动机包括待并网原动机和已并网原动机，所述原动机的信号输入端连接有电子调速器；

同步脉冲发生装置：所述同步脉冲发生装置与控制器通讯连接，所述同步脉冲发生装置接收控制器的控制信号，所述同步脉冲发生装置根据控制信号对待并网原动机输出合闸信号；

所述三相多功能综合电量变送器与所述发电机电连接，所述三相多功能综合电量变送器采集待并网发电机和已并网发电机的电压和频率，所述控制器与所述三相多功能综合电量变送器通讯连接，所述控制器读取待并网发电机和已并网发电机的电压和频率，所述控制器的信号输出端与电子调速器通讯连接。

进一步的，所述控制器为西门子S7-200PLC可编程控制器。

进一步的，所述控制器通过RS485RTU通讯协议与三相多功能综合电量变送器组成通信网络。

进一步的，所述发电机的频率的死区浮动值为±0.2Hz。

进一步的，所述待并网发电机与已并网发电机的频率和电压相同或相接近时，所述控制器对同步脉冲发生装置发出控制信号。

借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：

本实用新型的一种可编程船舶同步发电机自动准同步并车装置：

1、更改控制逻辑只需修改软件，无需对硬件作改动，硬件设计大大简化。

2、程序可以复制，批量生产很容易，且可靠性高。

3、由于PLC除有继电器功能外，尚有多种其他功能，可以实现继电器无 法实现的控制功能，实现某种程度上的智能化，并有可能使机构简化。

4、具有扩展单元或扩展模块，当需要较多输入/输出时可以方便地扩展。因此使用PLC的电站自动化管理系统价格合理，功能灵活，完全可以满足船检及船舶电站自动化的要求，硬件设计中每台发电机组所测量的信号数据类型都相同。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型的一种可编程船舶同步发电机自动准同步并车装置的结构示意图；

图2是图1所示的一种可编程船舶同步发电机自动准同步并车装置的控制器与三相多功能综合电量变送器的示意图；

图3是图1所示的一种可编程船舶同步发电机自动准同步并车装置的电连接结构示意图；

图4是图1所示的一种可编程船舶同步发电机自动准同步并车装置的工作流程示意图。

1、总装支架；2、并车装置主体；3、触摸屏；4、控制器；5、三相多功能综合电量变送器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1-4所示，一种可编程船舶同步发电机自动准同步并车装置，包括：

总装支架1：为框架式结构，总装支架1的前端设置有安装槽；

并车装置主体2：并车装置主体2固定于总装支架1的安装槽内，并车装置主体2内部安装有控制器4；

发电机组：发电机组包括若干台待并网发电机和若干已并网发电机，每台所述待并网发电机和已并网发电机上均设置有三相多功能综合电量变送器5；

同步表：置于所述并车装置主体2上；

触摸屏3：置于并车装置主体2前表面的中心处，所述触摸屏3与控制器4电连接；

原动机：原动机包括待并网原动机和已并网原动机，原动机的信号输入端连接有电子调速器；

同步脉冲发生装置：同步脉冲发生装置与控制器4通讯连接，同步脉冲发生装置接收控制器4的控制信号，同步脉冲发生装置根据控制信号对待并网原动机输出合闸信号；

三相多功能综合电量变送器5与所述发电机电连接，三相多功能综合电量变送器5采集待并网发电机和已并网发电机的电压和频率，控制器4与所述三相多功能综合电量变送器5通讯连接，控制器4读取待并网发电机和已并网发电机的电压和频率，控制器4的信号输出端与电子调速器通讯连接。控制器4为西门子S7-200PLC可编程控制器。

控制器4通过RS485RTU通讯协议与三相多功能综合电量变送器5组成通信网络。发电机的频率的死区浮动值为±0.2Hz。

待并网发电机与已并网发电机的频率和电压相同或相接近时，控制器4对同步脉冲发生装置发出控制信号。

船舶同步发电机自动准同步并车装置是指待并网发电机要与已并网发电机并联运行时需自动调节待并网发电机的频率和电压(在相位一致的情况下)使其与已并网发电机的频率和电压接近并达到并车条件时，并由同步脉冲发生装置发出合闸信号从而实现发电机的并网运行，以避免人工操作时的不可靠性，进一步实现船舶的安全可靠。

本装置主要是利用控制器4及三相多功能综合电量变送器5来实现的，其中控制器4采用西门子S7-200PLC可编程控制器。三相多功能综合电量变送器5通过RS485RTU通讯协议与控制器4组成通讯网络，控制器4读取待并网发电机和已并网发电机的频率和电压值并与已并网发电机的相关参数进行比较，在满足电压比较接近的情况下根据频率差的大小和正负来发出相应的控制信号，去控制待并网原动机的电子调速器，使待并网发电机的频率接近已并网发 电机的频率从而使同步脉冲发生装置发出合闸信号。为了避免系统的动态趋势恶化，通过触摸屏3去设置调速周期和间隔，可以防止系统因频繁动作而形成振荡，频率的死区浮动值为正负0.2Hz。

控制器4(PLC)作为主处理器，其可靠性高、功能齐全、造价便宜、电磁兼容性能好。

由于PLC本来就是为工业控制开发设计,具有开发简单、周期短的优点,而且还有对船舶电站的抗干扰能力强等优势,所以在国内的船舶上大量使用。对电站的管理,其最大特点是动作复杂、频繁，且有较多的执行元件如接触器。在这种场合使用继电器控制逻辑需要大量的中间继电器，而这些中间继电器在用PLC控制的情况下，就可以对其内部的辅助继电器进行编程后来取代。从物理介质方面来讲，前者是要用具体的电气元件来组合，而后者只是PLC的内部寄存器，在PLC编程容量许可的范围内，可以不花费额外的费用来实现复杂的控制逻辑。一般的PLC都有上百个内部辅助继电器甚至更多，且还有多种专用的内部继电器，足可以应付一般的控制要求，惟一需要做的工作就是对PLC进行编程。同时考虑到舰船电站的抗干扰能力，PLC在这方面也有其极大的优越性。PLC的另一个优点，那就是其运行速度及可靠性和寿命远远高于继电器控制方式，从上述意义上来讲，PLC最适合于需要大量中间继电器的场合，且PLC与其他工业控制系统比较具有许多优点:

1、更改控制逻辑只需修改软件，无需对硬件作改动，硬件设计大大简化。

2、程序可以复制，批量生产很容易，且可靠性高。

3、由于PLC除有继电器功能外，尚有多种其他功能，可以实现继电器无法实现的控制功能，实现某种程度上的智能化，并有可能使机构简化。

4、具有扩展单元或扩展模块，当需要较多输入/输出时可以方便地扩展。因此使用PLC的电站自动化管理系统价格合理，功能灵活，完全可以满足船检及船舶电站自动化的要求，硬件设计中每台发电机组所测量的信号数据类型都相同。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实 施例并配合附图详细说明如后。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。