船舶電力綜合控制試驗(yàn)系統(tǒng)及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于船舶電力技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及其控制系統(tǒng)的試驗(yàn)驗(yàn)證。一種船舶電力綜合控制試驗(yàn)系統(tǒng)，其技術(shù)方案是：它包括：電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)(1)，電力系統(tǒng)模擬屏(2)，電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源(3)，電力系統(tǒng)仿真機(jī)(4)和電力系統(tǒng)配試設(shè)備(5)；應(yīng)用本發(fā)明可以逼真地模擬所設(shè)計(jì)的船舶電力系統(tǒng)，對(duì)船舶電力系統(tǒng)綜合控制的體系架構(gòu)、業(yè)務(wù)流程、人機(jī)界面、操控功能進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)、聯(lián)調(diào)試驗(yàn)及船員培訓(xùn)，有效、安全和廉價(jià)地保障船舶電力系統(tǒng)綜合控制實(shí)現(xiàn)工程化。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
船舶電力綜合控制試驗(yàn)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于船舶電力技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及其控制系統(tǒng)的試驗(yàn)驗(yàn)證。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代船舶電力系統(tǒng)的復(fù)雜程度和自動(dòng)化水平越來(lái)越高，各種電氣設(shè)備的故障都可 能引起電力系統(tǒng)的安全性和可靠性問(wèn)題，船舶對(duì)具有連續(xù)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)保護(hù)、故障診斷、運(yùn)行 控制等功能的電力綜合控制系統(tǒng)的需求非常迫切。船舶電力綜合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)面臨著電力 系統(tǒng)多工況的運(yùn)行控制、供電節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)控、儲(chǔ)能系統(tǒng)與發(fā)電系統(tǒng)的匹配性控制、推 進(jìn)電機(jī)及大功率輔機(jī)的功率控制、全船能量綜合管理等重要問(wèn)題，缺乏相關(guān)的方案驗(yàn)證、聯(lián) 調(diào)試驗(yàn)、船員培訓(xùn)相關(guān)實(shí)踐和試驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)境、演示平臺(tái)，就難以保障設(shè)計(jì)方案的成功。因而 需要研制一種船舶電力綜合控制試驗(yàn)系統(tǒng)。
[0003] 船舶電力綜合控制試驗(yàn)系統(tǒng)需在分析船舶電力系統(tǒng)綜合控制的基礎(chǔ)上，建設(shè)試驗(yàn) 系統(tǒng)對(duì)船舶電力系統(tǒng)綜合控制的體系架構(gòu)、業(yè)務(wù)流程、人機(jī)界面、操控功能行驗(yàn)證、試驗(yàn)，實(shí) 現(xiàn)船舶電力系統(tǒng)綜合控制設(shè)計(jì)驗(yàn)證、聯(lián)調(diào)試驗(yàn)、船員培訓(xùn)，解決船舶電力系統(tǒng)面臨的一系列 工程實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，提高船舶電力系統(tǒng)綜合控制工程化能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是:提供一種船舶電力綜合控制試驗(yàn)系統(tǒng)，用以對(duì)船舶電力系統(tǒng)綜 合控制的體系架構(gòu)、業(yè)務(wù)流程、人機(jī)界面、操控功能進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)、聯(lián)調(diào)試驗(yàn)及船員培訓(xùn)，保 障船舶電力系統(tǒng)綜合控制實(shí)現(xiàn)工程化。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種船舶電力綜合控制試驗(yàn)系統(tǒng)，它包括：電力系統(tǒng)綜合顯 控臺(tái)，電力系統(tǒng)模擬屏，電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源，電力系統(tǒng)仿真機(jī)和電力系統(tǒng)配試設(shè)備；
[0006] 電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和硬接線(xiàn)與電力系統(tǒng)模擬屏相連;電力系統(tǒng)綜 合顯控臺(tái)，電力系統(tǒng)模擬屏，電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源，電力系統(tǒng)仿真機(jī)和電力系統(tǒng)配試設(shè)備分 別接入以太網(wǎng)；
[0007] 電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)用于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)監(jiān)控、充發(fā)電管理、推進(jìn)集控管理和電源監(jiān)控； 電網(wǎng)監(jiān)控包括全船電網(wǎng)參數(shù)、電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和電網(wǎng)各支路電能質(zhì)量的實(shí)時(shí) 分析、評(píng)估與控制;充發(fā)電管理包括柴油機(jī)啟動(dòng)、停止的遙控操作，斷路器合閘、分閘的遙控 操作，發(fā)電機(jī)功率、電壓、電流的給定和柴油發(fā)電機(jī)組及其燃油系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng) 參數(shù)、狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);推進(jìn)集控管理包括推進(jìn)主機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止的遙控操作，斷路器合 閘、分閘的遙控操作，推進(jìn)主機(jī)轉(zhuǎn)速的給定和推進(jìn)主機(jī)及其冷卻系統(tǒng)參數(shù)、狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)；電源監(jiān)控包括電源啟動(dòng)、停止的遙控操作，斷路器合閘、分閘的遙控操作和電源參數(shù)、狀 態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；
[0008] 電力系統(tǒng)模擬屏以圖形界面結(jié)合硬件模擬的方式對(duì)船舶電力系統(tǒng)整體架構(gòu)及運(yùn) 行流程進(jìn)行模擬演示;包括:連接到以太網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，連接到網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的加固一體 機(jī)和可編程控制器，分別受可編程控制器、電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)和電力系統(tǒng)仿真機(jī)控制的 顯示部件;加固一體機(jī)用于分區(qū)處理、顯示電力系統(tǒng)對(duì)應(yīng)區(qū)域的運(yùn)行參數(shù)和報(bào)警信息，接收 電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)的控制指令，將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RS485數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)顯示部件；
[0009] 電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源用以向電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)和電力系統(tǒng)模擬屏提供電網(wǎng)運(yùn) 行狀態(tài)模擬數(shù)據(jù)，并接收電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)、電力系統(tǒng)模擬屏的控制指令而改變所輸出 的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)模擬數(shù)據(jù)；
[0010] 電力系統(tǒng)仿真機(jī)按照內(nèi)設(shè)的數(shù)學(xué)模型模擬電力系統(tǒng)設(shè)備，作為控制對(duì)象提供仿真 數(shù)據(jù)；
[0011]電力系統(tǒng)配試設(shè)備包括一臺(tái)以上真實(shí)的物理設(shè)備，作為電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)的控 制對(duì)象，并向電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)和電力系統(tǒng)模擬屏提供自身運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0012] -種船舶電力綜合控制試驗(yàn)方法，它使用如上船舶電力綜合控制試驗(yàn)系統(tǒng)，包括 以下步驟：
[0013] A.使用前檢查交流電源供電是否正常、各開(kāi)關(guān)均應(yīng)置于關(guān)或停止位置；
[0014] B.將電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源、電力系統(tǒng)仿真機(jī)、電力系統(tǒng)配試設(shè)備開(kāi)機(jī)，通過(guò)或半實(shí) 物仿真提供船舶電力綜合控制系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)；
[0015] C.將電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)開(kāi)機(jī)，通過(guò)顯示單元、操控單元實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)模擬屏、 電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源、電力系統(tǒng)仿真機(jī)和電力系統(tǒng)配試設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)顯示和人工操作；
[0016] D.將電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)的任務(wù)處理計(jì)算機(jī)開(kāi)機(jī)，其顯示器上顯示電力系統(tǒng)主干 網(wǎng)絡(luò)、直流電網(wǎng)、交流電網(wǎng)、UPS及直流24V電網(wǎng)、推進(jìn)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組、蓄電池組巡檢、絕緣監(jiān) 測(cè)、輔機(jī)監(jiān)測(cè)等狀態(tài)信息，通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)模擬屏、電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源、電 力系統(tǒng)仿真機(jī)和電力系統(tǒng)配試設(shè)備的計(jì)算機(jī)程序操作；
[0017] E.通過(guò)電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)顯示器自檢界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)、電力 系統(tǒng)模擬屏、電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源、電力系統(tǒng)仿真機(jī)和電力系統(tǒng)配試設(shè)備的自檢和對(duì)各網(wǎng) 絡(luò)、總線(xiàn)的自檢；
[0018] F.當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警、蜂鳴器響，顯示器提供報(bào)警信息查詢(xún)，按下消音按鈕進(jìn)行消音
[0019] 有益效果：
[0020] 應(yīng)用本發(fā)明可以逼真地模擬所設(shè)計(jì)的船舶電力系統(tǒng)，對(duì)船舶電力系統(tǒng)綜合控制的 體系架構(gòu)、業(yè)務(wù)流程、人機(jī)界面、操控功能進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)、聯(lián)調(diào)試驗(yàn)及船員培訓(xùn)，有效、安全 和廉價(jià)地保障船舶電力系統(tǒng)綜合控制實(shí)現(xiàn)工程化。并且"軟件操作、人工操作"互為備份的 操作模式，提高操作可靠性;采用標(biāo)準(zhǔn)化軟/硬件、網(wǎng)絡(luò)通訊接口，提高標(biāo)準(zhǔn)化、通用化水平； 電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)采用雙處理機(jī)，信息量處理大的屏幕人機(jī)界面顯示功能由人機(jī)界面計(jì) 算機(jī)完成，可靠性、實(shí)時(shí)性要求高的監(jiān)控功能由任務(wù)處理計(jì)算機(jī)完成，確保綜合控制集成設(shè) 計(jì)的可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖1為船舶電力綜合控制試驗(yàn)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖2為船舶電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)的工作原理圖；
[0023]圖3為船舶電力系統(tǒng)模擬屏的工作原理圖；
[0024]圖4、圖5為船舶電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)的功能面板布置圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例1，參見(jiàn)附圖，一種船舶電力綜合控制試驗(yàn)系統(tǒng)，它包括:電力系統(tǒng)綜合顯控 臺(tái)1，電力系統(tǒng)模擬屏2，電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源3，電力系統(tǒng)仿真機(jī)4和電力系統(tǒng)配試設(shè)備5; [0026]電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)1包括:連接到以太網(wǎng)絡(luò)6并帶有鼠標(biāo)、鍵盤(pán)和顯示器I. I，1.3 人機(jī)界面計(jì)算機(jī)11，與人機(jī)界面計(jì)算機(jī)11通信并執(zhí)行綜合監(jiān)控軟件的任務(wù)處理計(jì)算機(jī)12， 連接于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)7的嵌入式控制單元14,包括多個(gè)開(kāi)關(guān)、按鈕和旋鈕、蜂鳴器和消音按鈕并 與任務(wù)處理計(jì)算機(jī)12通信的操控單元15,包括多個(gè)指示燈和數(shù)碼管的顯示單元16,以及電 源17;任務(wù)處理計(jì)算機(jī)12和人機(jī)界面計(jì)算機(jī)11通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)6對(duì)電力系統(tǒng)模擬屏2、電力系 統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源3、電力系統(tǒng)仿真機(jī)4和電力系統(tǒng)配試設(shè)備5實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，構(gòu)成半實(shí)物仿真的 船舶電力系統(tǒng)綜合控制系統(tǒng);嵌入式控制單元14通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)7連接分布于電力系統(tǒng)模擬 屏2、電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源3、電力系統(tǒng)仿真機(jī)4和電力系統(tǒng)配試設(shè)備5之中的多個(gè)傳感器、現(xiàn) 場(chǎng)執(zhí)行器和電網(wǎng)、充發(fā)電、推進(jìn)、電源現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制;操控單元15 和顯示單元16通過(guò)硬接線(xiàn)8連接分布于電力系統(tǒng)模擬屏2、電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源3、電力系統(tǒng) 仿真機(jī)4和電力系統(tǒng)配試設(shè)備5中的多個(gè)電網(wǎng)支路斷路器，控制電網(wǎng)、充發(fā)電、推進(jìn)、電源現(xiàn) 場(chǎng)控制設(shè)備的應(yīng)急停機(jī)和顯示其工作狀態(tài)；電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)1實(shí)現(xiàn)包括對(duì)全船電網(wǎng)參 數(shù)、電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和電網(wǎng)各支路電能質(zhì)量的實(shí)時(shí)分析、評(píng)估與控制的電網(wǎng) 監(jiān)控;實(shí)現(xiàn)包括柴油機(jī)啟動(dòng)、停止遙控操作，斷路器合閘、分閘遙控操作，發(fā)電機(jī)功率、電壓、 電流的給定和柴油發(fā)電機(jī)組及其燃油系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)參數(shù)、狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的 充發(fā)電管理;實(shí)現(xiàn)包括推進(jìn)主機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止的遙控操作，斷路器合閘、分閘的遙控操 作，轉(zhuǎn)速的給定和推進(jìn)主機(jī)及其冷卻系統(tǒng)參數(shù)、狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的推進(jìn)集控管理;實(shí)現(xiàn)包括 電源啟動(dòng)、停止遙控操作，斷路器合閘、分閘遙控操作和電源參數(shù)、狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的電源 監(jiān)控；
[0027]電力系統(tǒng)模擬屏2包括:連接到以太網(wǎng)絡(luò)6的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)22,連接到網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)22 的加固一體機(jī)21和可編程控制器23,分別受可編程控制器23、電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)1和電力 系統(tǒng)仿真機(jī)4控制并包括帶燈按鈕、數(shù)碼管、燈條、雕刻模擬接線(xiàn)圖、顯示拼塊的顯示部件 24;加固一體機(jī)21用于分區(qū)處理、顯示電力系統(tǒng)對(duì)應(yīng)區(qū)域的運(yùn)行參數(shù)和報(bào)警信息，接收電力 系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)1的控制指令，將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RS485數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)顯示部件24;電力系統(tǒng) 模擬屏2以圖形界面結(jié)合硬件模擬的方式對(duì)船舶電力系統(tǒng)整體架構(gòu)及運(yùn)行流程進(jìn)行模擬演 示；
[0028]電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源3包括:計(jì)算機(jī)、電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源客服端后臺(tái)程序、人機(jī) 交互界面;用以向電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)1和電力系統(tǒng)模擬屏2提供電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)模擬數(shù)據(jù)， 并接收電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)1、電力系統(tǒng)模擬屏2的控制指令而改變所輸出的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài) 模擬數(shù)據(jù)；
[0029]電力系統(tǒng)仿真機(jī)4包括:仿真工作站41和受仿真工作站41控制的實(shí)時(shí)仿真裝置;它 們按照內(nèi)設(shè)的數(shù)學(xué)模型模擬部分電力系統(tǒng)設(shè)備，作為控制對(duì)象提供仿真數(shù)據(jù)；
[0030] 電力系統(tǒng)配試設(shè)備15包括多臺(tái)真實(shí)的物理設(shè)備，作為電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)1控制 對(duì)象，并向電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)1和電力系統(tǒng)模擬屏2提供自身運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0031] 電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)1對(duì)電網(wǎng)各支路電能質(zhì)量的實(shí)時(shí)分析、評(píng)估與控制包括：
[0032] 各傳感器實(shí)時(shí)采集電壓、頻率瞬時(shí)值，記為U、f;記錄3分鐘內(nèi)電壓、頻率額定值或 有效值，分別記為fN、UN;記錄3分鐘內(nèi)電壓極值，分別記為Umax、Umin;計(jì)算3分鐘內(nèi)電壓偏 差率C:
[0033] ⑴
[0034]
[0035] ⑵
[0036]
[0037] (3)
[0038] 當(dāng)I Cl 2 10%或|d I 2 5%或|e I 2 20%時(shí)，電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)1以綜合報(bào)警的形 式提示該支路電能質(zhì)量存在風(fēng)險(xiǎn)，需要采用濾波器校正或切斷該支路來(lái)保證全船電網(wǎng)電能 質(zhì)量。
[0039]電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)1采用模塊化和分區(qū)設(shè)計(jì)，其顯示單元16包括:狀態(tài)綜合顯示 面板1.2、參數(shù)顯示面板1.4;其操控單元15包括:蜂鳴器、消音、查燈及柴油機(jī)緊急停機(jī)面板 1.5、動(dòng)力電網(wǎng)模擬顯示面板1.6、電力網(wǎng)絡(luò)控制面板1.7、電源選擇開(kāi)關(guān)面板1.8、推進(jìn)控制 面板1.9、發(fā)電控制面板1.10;
[0040] 人機(jī)界面計(jì)算機(jī)11所提供的界面包括：電力系統(tǒng)主干網(wǎng)絡(luò)界面、直流電網(wǎng)界面、交 流電網(wǎng)界面、UPS及直流24V電網(wǎng)界面、推進(jìn)系統(tǒng)界面、發(fā)電機(jī)組界面、蓄電池組巡檢界面、絕 緣監(jiān)測(cè)界面、輔機(jī)監(jiān)測(cè)界面、自檢界面;任務(wù)處理計(jì)算機(jī)12執(zhí)行的綜合監(jiān)控軟件包括:專(zhuān)用 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信程序、綜合信息顯示實(shí)時(shí)處理程序、綜合聲光報(bào)警實(shí)時(shí)處理程序、推進(jìn)控制實(shí) 時(shí)指令程序、發(fā)電綜合控制指令程序、蓄電池充電輔助決策程序；
[0041] 電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)1采用冗余設(shè)計(jì)，對(duì)顯示器1.1，1.3、數(shù)碼管、指示燈、按鈕、開(kāi) 關(guān)、蜂鳴器、以太網(wǎng)絡(luò)6、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)7、硬接線(xiàn)8均進(jìn)行冗余備份，并且對(duì)于關(guān)鍵的參數(shù)顯示和 控制同時(shí)采用硬接線(xiàn)的方式連接，人機(jī)界面計(jì)算機(jī)11與任務(wù)處理計(jì)算機(jī)12之間通過(guò)中間件 進(jìn)行通{目。
[0042]實(shí)施例2, 一種船舶電力綜合控制試驗(yàn)方法，它使用如實(shí)施例1所述的船舶電力綜 合控制試驗(yàn)系統(tǒng)，包括以下步驟：
[0043] A.使用前檢查交流電源供電是否正常、各開(kāi)關(guān)均應(yīng)置于關(guān)或停止位置；
[0044] B.將電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源3、電力系統(tǒng)仿真機(jī)4、電力系統(tǒng)配試設(shè)備5開(kāi)機(jī)，通過(guò)或 半實(shí)物仿真提供船舶電力綜合控制系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)；
[0045] C.將電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)1開(kāi)機(jī)，通過(guò)顯示單元16、操控單元15實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)模 擬屏2、電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源3、電力系統(tǒng)仿真機(jī)4和電力系統(tǒng)配試設(shè)備5的狀態(tài)參數(shù)顯示和 人工操作；
[0046] D.將電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)1的任務(wù)處理計(jì)算機(jī)11開(kāi)機(jī)，其顯示器1.1，1.3上顯示電 力系統(tǒng)主干網(wǎng)絡(luò)、直流電網(wǎng)、交流電網(wǎng)、UPS及直流24V電網(wǎng)、推進(jìn)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)組、蓄電池組 巡檢、絕緣監(jiān)測(cè)、輔機(jī)監(jiān)測(cè)等狀態(tài)信息，通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)模擬屏2、電力系統(tǒng) 模擬數(shù)據(jù)源3、電力系統(tǒng)仿真機(jī)4和電力系統(tǒng)配試設(shè)備5的計(jì)算機(jī)程序操作；
[0047] E.通過(guò)電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)1顯示器1.1,1.3自檢界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)綜合顯控 臺(tái)1、電力系統(tǒng)模擬屏2、電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源3、電力系統(tǒng)仿真機(jī)4和電力系統(tǒng)配試設(shè)備5的 自檢和對(duì)各網(wǎng)絡(luò)、總線(xiàn)的自檢；
[0048] F.當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警、蜂鳴器響，顯示器I. I，1.3提供報(bào)警信息查詢(xún)，按下消音按鈕進(jìn)行 消音。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種船舶電力綜合控制試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是:它包括：電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)（1)，電力 系統(tǒng)模擬屏(2)，電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源(3)，電力系統(tǒng)仿真機(jī)(4)和電力系統(tǒng)配試設(shè)備(5); 所述電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)（1)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和硬接線(xiàn)與所述電力系統(tǒng)模擬屏(2)相連； 所述電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)（1)，電力系統(tǒng)模擬屏（2)，電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源(3)，電力系統(tǒng)仿 真機(jī)(4)和電力系統(tǒng)配試設(shè)備(5)分別接入所述W太網(wǎng)(6); 所述電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)（1)用于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)監(jiān)控、充發(fā)電管理、推進(jìn)集控管理和電源監(jiān) 控;所述電網(wǎng)監(jiān)控包括全船電網(wǎng)參數(shù)、電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和電網(wǎng)各支路電能質(zhì) 量的實(shí)時(shí)分析、評(píng)估與控制;所述充發(fā)電管理包括柴油機(jī)啟動(dòng)、停止的遙控操作，斷路器合 閩、分閩的遙控操作，發(fā)電機(jī)功率、電壓、電流的給定和柴油發(fā)電機(jī)組及其燃油系統(tǒng)、滑油系 統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)參數(shù)、狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);所述推進(jìn)集控管理包括推進(jìn)主機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止的 遙控操作，斷路器合閩、分閩的遙控操作，推進(jìn)主機(jī)轉(zhuǎn)速的給定和推進(jìn)主機(jī)及其冷卻系統(tǒng)參 數(shù)、狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);所述電源監(jiān)控包括電源啟動(dòng)、停止的遙控操作，斷路器合閩、分閩的遙 控操作和電源參數(shù)、狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)； 所述電力系統(tǒng)模擬屏(2) W圖形界面結(jié)合硬件模擬的方式對(duì)船舶電力系統(tǒng)整體架構(gòu)及 運(yùn)行流程進(jìn)行模擬演示;包括:連接到所述W太網(wǎng)絡(luò)(6)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(22)，連接到所述網(wǎng) 絡(luò)交換機(jī)(22)的加固一體機(jī)(21)和可編程控制器(23)，分別受所述可編程控制器(23)、電 力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)（1)和所述電力系統(tǒng)仿真機(jī)(4)控制的顯示部件（24);所述加固一體機(jī) (21)用于分區(qū)處理、顯示電力系統(tǒng)對(duì)應(yīng)區(qū)域的運(yùn)行參數(shù)和報(bào)警信息，接收所述電力系統(tǒng)綜 合顯控臺(tái)（1)的控制指令，將W太網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RS485數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)所述顯示部件(24); 所述電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源（3)用W向所述電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)（1)和所述電力系統(tǒng)模 擬屏（2)提供電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)模擬數(shù)據(jù)，并接收所述電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)（1)、所述電力系統(tǒng) 模擬屏(2)的控制指令而改變所輸出的電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)模擬數(shù)據(jù)； 所述電力系統(tǒng)仿真機(jī)(4)按照內(nèi)設(shè)的數(shù)學(xué)模型模擬電力系統(tǒng)設(shè)備，作為控制對(duì)象提供 仿真數(shù)據(jù)； 所述電力系統(tǒng)配試設(shè)備（5)包括一臺(tái)W上真實(shí)的物理設(shè)備，作為所述電力系統(tǒng)綜合顯 控臺(tái)（1)的控制對(duì)象，并向所述電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)（1)和所述電力系統(tǒng)模擬屏(2)提供自 身運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。2. 如權(quán)利要求1所述船舶電力綜合控制試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是:所述電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái) (1)包括:連接到W太網(wǎng)絡(luò)(6)的人機(jī)界面計(jì)算機(jī)（11)，與所述人機(jī)界面計(jì)算機(jī)（11)通信并 執(zhí)行綜合監(jiān)控軟件的任務(wù)處理計(jì)算機(jī)(12)，連接于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)(7)的嵌入式控制單元(14)，與 所述任務(wù)處理計(jì)算機(jī)（12)通信的操控單元（15)，顯示單元（16)，W及電源（17);所述任務(wù) 處理計(jì)算機(jī)(12)和所述人機(jī)界面計(jì)算機(jī)(11)通過(guò)W太網(wǎng)絡(luò)(6)對(duì)所述電力系統(tǒng)模擬屏(2)、 所述電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源(3)、所述電力系統(tǒng)仿真機(jī)(4)和所述電力系統(tǒng)配試設(shè)備(5)實(shí)現(xiàn) 閉環(huán)控制，構(gòu)成半實(shí)物仿真的船舶電力系統(tǒng)綜合控制系統(tǒng);所述嵌入式控制單元（14)通過(guò) 所述現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)(7)連接分布于所述電力系統(tǒng)模擬屏(2)、所述電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源(3)、所述 電力系統(tǒng)仿真機(jī)(4)和所述電力系統(tǒng)配試設(shè)備(5)之中的傳感器、現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器和電網(wǎng)、充發(fā) 電、推進(jìn)、電源現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制;所述操控單元（15)和所述顯示單 元(16)通過(guò)硬接線(xiàn)(8)連接分布于所述電力系統(tǒng)模擬屏(2)、所述電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源(3)、 所述電力系統(tǒng)仿真機(jī)(4)和所述電力系統(tǒng)配試設(shè)備(5)中的電網(wǎng)支路斷路器，控制電網(wǎng)、充 發(fā)電、推進(jìn)、電源現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備的應(yīng)急停機(jī)，并顯示其工作狀態(tài)。3. 如權(quán)利要求2所述船舶電力綜合控制試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是:所述電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái) (I) 對(duì)電網(wǎng)各支路電能質(zhì)量的實(shí)時(shí)分析、評(píng)估與控制包括： 所述電力系統(tǒng)模擬屏(2)、所述電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源(3)、所述電力系統(tǒng)仿真機(jī)(4)和所 述電力系統(tǒng)配試設(shè)備(5)之中的傳感器實(shí)時(shí)采集電壓、頻率瞬時(shí)值，分別記為U、f;記錄設(shè)定 時(shí)間t內(nèi)電壓、頻率的額定值或有效值，分別記為fN、Un ;記錄設(shè)定時(shí)間t內(nèi)電壓的極大值和極 小值，分別記為Umax、化in;計(jì)算設(shè)定時(shí)間t內(nèi)電壓偏差率C:當(dāng)|C| M0%或|D| ^%或|6|含20%時(shí)，所述電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)（1似綜合報(bào)警的 形式提示該支路電能質(zhì)量存在風(fēng)險(xiǎn)，采用濾波器校正或切斷該支路的方式來(lái)保證全船電網(wǎng) 電能質(zhì)量。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述船舶電力綜合控制試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是:所述電力系統(tǒng)綜合顯控 臺(tái)（1)采用模塊化和分區(qū)設(shè)計(jì)，其所述顯示單元（16)包括:狀態(tài)綜合顯示面板（1.2)、參數(shù)顯 示面板(1.4);其操控單元(15)包括:蜂鳴器、消音、查燈及柴油機(jī)緊急停機(jī)面板(1.5)、動(dòng)力 電網(wǎng)模擬顯示面板（1.6)、電力網(wǎng)絡(luò)控制面板（1.7)、電源選擇開(kāi)關(guān)面板（1.8)、推進(jìn)控制面 板(1.9)、發(fā)電控制面板(1.10)。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述船舶電力綜合控制試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是：所述人機(jī)界面計(jì)算機(jī) (II) 所提供的界面包括：電力系統(tǒng)主干網(wǎng)絡(luò)界面、直流電網(wǎng)界面、交流電網(wǎng)界面、IPS及直流 24V電網(wǎng)界面、推進(jìn)系統(tǒng)界面、發(fā)電機(jī)組界面、蓄電池組巡檢界面、絕緣監(jiān)測(cè)界面、輔機(jī)監(jiān)測(cè) 界面、自檢界面;所述任務(wù)處理計(jì)算機(jī)（12)執(zhí)行的所述綜合監(jiān)控軟件包括:專(zhuān)用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通 信程序、綜合信息顯示實(shí)時(shí)處理程序、綜合聲光報(bào)警實(shí)時(shí)處理程序、推進(jìn)控制實(shí)時(shí)指令程 序、發(fā)電綜合控制指令程序、蓄電池充電輔助決策程序。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述船舶電力綜合控制試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征是:所述電力系統(tǒng)綜合顯控 臺(tái)（1)采用冗余設(shè)計(jì)，對(duì)所述顯示器（1.1，1.3)、所述數(shù)碼管、指示燈、所述按鈕、開(kāi)關(guān)、所述 蜂鳴器、所述W太網(wǎng)絡(luò)(6)、所述現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)(7)、所述硬接線(xiàn)(8)均進(jìn)行冗余備份，并且對(duì)于關(guān) 鍵的參數(shù)顯示和控制同時(shí)采用硬接線(xiàn)的方式連接，所述人機(jī)界面計(jì)算機(jī)(11)與所述任務(wù)處 理計(jì)算機(jī)(12)之間通過(guò)中間件進(jìn)行通信。7. -種船舶電力綜合控制試驗(yàn)方法，它使用如權(quán)利要求2所述船舶電力綜合控制試驗(yàn) 系統(tǒng)，包括W下步驟： A. 使用前檢查交流電源供電是否正常、各開(kāi)關(guān)均應(yīng)置于關(guān)或停止位置； B. 將所述電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源（3)、所述電力系統(tǒng)仿真機(jī)(4)、所述電力系統(tǒng)配試設(shè)備 (5)開(kāi)機(jī)，通過(guò)半實(shí)物仿真提供船舶電力綜合控制系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)； c.將所述電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)（1)開(kāi)機(jī)，通過(guò)所述顯示單元（16)、所述操控單元（15)實(shí) 現(xiàn)對(duì)所述電力系統(tǒng)模擬屏(2)、所述電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源(3)、所述電力系統(tǒng)仿真機(jī)(4)和所 述電力系統(tǒng)配試設(shè)備(5)進(jìn)行狀態(tài)參數(shù)顯示和人工操作； D. 將所述電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)（1)的所述任務(wù)處理計(jì)算機(jī)（11)開(kāi)機(jī)，其所述顯示器 (1.1，1.3)上顯示電力系統(tǒng)主干網(wǎng)絡(luò)、直流電網(wǎng)、交流電網(wǎng)、UPS及直流24V電網(wǎng)、推進(jìn)系統(tǒng)、 發(fā)電機(jī)組、蓄電池組巡檢、絕緣監(jiān)測(cè)、輔機(jī)監(jiān)測(cè)等狀態(tài)信息，對(duì)所述電力系統(tǒng)模擬屏(2)、所 述電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源(3)、所述電力系統(tǒng)仿真機(jī)(4)和所述電力系統(tǒng)配試設(shè)備(5)進(jìn)行計(jì) 算機(jī)程序操作； E. 通過(guò)所述電力系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)（1)所述顯示器（1.1，1.3)自檢界面，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述電力 系統(tǒng)綜合顯控臺(tái)（1)、所述電力系統(tǒng)模擬屏(2)、所述電力系統(tǒng)模擬數(shù)據(jù)源(3)、所述電力系 統(tǒng)仿真機(jī)(4)和所述電力系統(tǒng)配試設(shè)備(5)的自檢和對(duì)各網(wǎng)絡(luò)、總線(xiàn)的自檢； F. 當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警、蜂鳴器響，所述顯示器（1.1，1.3)提供報(bào)警信息查詢(xún)，按下消音按鈕進(jìn) 行消音。
【文檔編號(hào)】G05B19/05GK105843155SQ201610176839
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月25日
【發(fā)明人】謝坤, 陽(yáng)世榮, 胡剛義, 范則陽(yáng), 施彥彬
【申請(qǐng)人】中國(guó)艦船研究設(shè)計(jì)中心