專利名稱：船舶動力裝置全功率管理系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種功率管理系統，特別是涉及一種船舶動力裝置全功率管 理系統。
背景技術：
通常船舶所說自動電站是狹義上的功率管理系統，它僅僅對電功率進行管 理。當大型船舶，特別是大型挖泥船在施工時，如果把船上所有的負荷功率加在 一起，遠大于主機的功率，另外挖泥船的五大負荷設備包括主機、泥泵、高壓沖 水泵、側推器、螺旋槳，通常這些設備剛啟動時，所需要的功率是其額定功率的 1~2倍。用傳統的自動電站是難以對上述五大負荷設備電功率和主機的機械功率 進行統一管理的，并且容易造成主機的過載停機、全船停電等事故，這對船舶來 說是非常危險的。
實用新型內容
本實用新型的目的在于提供一種能在船舶主機、傳動裝置等機械設備超負荷 及電氣設備過負荷時進行安全高效控制的船舶動力裝置全功率管理系統。 本實用新型的目的通過以下技術方案予以實現。
一種船舶動力裝置全功率管理系統，其特征在于它包括安裝在模擬控制板 內的可編程控制器和物理執行模擬控制板，所述的模擬控制板上的"本地/遠程" 轉換開關置于"遠程"位置，模擬控制板內的可編程控制器與船舶主機、泥泵、 高壓沖水泵、側推器、螺旋槳、主變壓器、輔發電機之間通過通訊接口進行通訊 連接，本系統模擬控制板內的可編程控制器與船舶其它系統的可編程控制器之間 的數據交換全通過OPC規范進行，使用OPC規范進行數據交換的優點是
1、 容易比較兩邊通訊，且不容易出錯；
2、 由于通訊路徑即地址已確定，調試期間容易增加新信號； 接受數據較驗采用一watchdog信號，因此在接受過程中間不必設獨立校驗碼。
所述的"本地/遠程"轉換開關設置在400V主配電板板上，并且該"本地/ 遠程"轉換開關置于"遠程"位置，從而轉換到自動電站模式。
模擬控制板內的可編程控制器可以通過網絡通訊發送/接收來自系統中其他
可編程控制器的信號。
當模擬控制板內的可編程控制器檢測到400V主配電板失電時，2秒后，將 給輔發電機一個起動信號，輔發電機啟動后，相應的開關將自動合閘。
為執行和保證400V主配電板各種配電模式之間的轉換，主要是通過模擬控 制板內的可編程控制器給出相應開關的閉合和斷開信號實現的。
為減少其他設備的功率，保證足夠的備用功率啟動側推器，當模擬控制板內 的可編程控制器接收到側推器的起動申請后，該可編程控制器將檢測主發電機和 主機的備用功率，只有當主發電機的備用功率不小于1350KW和主機的備用功 率不小于400KW時，側推器才有起動的可能。
當主發電機的備用功率不足時，模擬控制板內的可編程控制器將減少高壓沖 水泵的功率，直到上面的條件滿足。
當主發電機的備用功率充足，主機的備用功率不足時，模擬控制板內的可編 程控制器將要減少推進螺旋槳控制箱的功率，直到條件滿足。
當主發電機和主機的備用功率滿足時，模擬控制板內的可編程控制器將會給
出一個起動允許信號給側推器，如果條件不滿足，該可編程控制器將會給側推器
一個起動不可能信號，同時給出一個報警信號給航行控制臺。
為預防主機過載，當主機的備用功率達到下列條件時，泥泵離合器才能合排
a. 泥泵低速合排時，主機的備用功率不小于1400KW;
b. 泥泵高速合排時，主機的備用功率不小于2800KW; 當主機的備用功率不足時，模擬控制板內的可編程控制器將減少推進螺旋槳
控制箱的功率，直到上面的條件滿足；
當推進螺旋槳控制箱的功率減少到零，條件還不滿足時，模擬控制板內的可 編程控制器將會給一個報警信號給航行控制臺；
為預防發電機過載，當模擬控制板內的可編程控制器檢測到主發電機的功率 大于105%時，該可編程控制器將首先給一個報警信號給航行控制臺和推進螺旋 槳控制箱，10秒后，將分三步開始減少主發電機的功率，減少的次序將根據不 同的模式。
a. 普通模式，側推器的功率先減少50%，然后減少高壓沖水泵的功率15%， 如果還不足，再減30%
b. 挖泥模式，高壓沖水泵先減少的功率15%，如果不足再減30%，如果還
不足，然后才減少側推器50% 為預防主變壓器過載，當主變壓器的負荷大于105%時，5秒后，模擬控制 板內的可編程控制器將給出信號，將下列負荷的主開關斷開
a. 左主變壓器過載，將斷開下列負荷的主開關
空調風機AC2 空調壓縮機C 空調備用壓縮機B
b. 右主變壓器過載，將斷開下列負荷的主開關
空調風機AC1 空調壓縮機A 空調備用壓縮機B
本船舶動力裝置全功率管理系統對五大負荷設備，主機、泥泵，高壓沖水泵， 側推器，螺旋槳的電功率或機械功率進行統一管理，并且開始設計時，就己把自 動電站的功能整合在這個系統里，能在船舶主機、傳動裝置等機械設備超負荷及 電氣設備過負荷時進行安全高效控制，降低了主機的定貨成本和疏浚成本，減少 了柴油機的數量，比較環保，安全系數優，自動化程度高，便于操作。
圖1是本船舶動力裝置全功率管理系統的結構原理圖； MT是主變壓器，JP是高壓沖水泵，BT是側推器，DP是泥泵 圖2是本船舶動力裝置全功率管理系統控制配電板各種模式之間的轉換的 原理A P是分斷開關的編號，SB是右軸帶發電機，PS是左軸帶發電機，C是 表示開關合閘，O表示開關分閘，X表示不關聯
圖3是13500立方米耙吸挖泥船的船舶動力裝置全功率管理系統與船舶其它 系統之間通訊接口連接PLC是可編程控制器具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的說明。 圖1 3所示是13500立方米"新海虎"耙吸挖泥船中的船舶動力裝置全功率
管理系統(以下簡稱PMS)，它不同于一般的功率管理系統，這個系統的設計理 念主要從船舶建造的成本和挖泥船的工作成本考慮的。"新海虎"挖泥船共兩臺 主機l，每臺主機1拖動泥泵2，軸帶發電機SB、 PS和螺旋槳5。這條船施工和自 由航行時，輔發電機是不運行的，船上所有的電能都是由軸發供電，在施工時， 如果把船上所有的負荷功率加在一起，遠大于主機l的功率，另外挖泥船的五大 負荷設備，主機l、泥泵2，高壓沖水泵3，側推器4，螺旋槳5。通常這些設備剛 啟動時，所需要的功率是其額定功率的1 2倍。如果不實用新型PMS對這五大負 荷設備電率和主機l的機械功率進行統一管理，這條船根本無法施工，易造成主 機l的過載而停機，造成全船停電，對于船舶來說，這將是非常危險的。
為此，我們實用新型了這套PMS，它包括安裝在模擬控制板內的可編程控制 器和物理執行模擬控制板，所述的模擬控制板上的"本地/遠程"轉換開關置于 "遠程"位置，模擬控制板內的可編程控制器與船舶主機l、泥泵2、高壓沖水泵 3、側推器4、螺旋槳5、主變壓器6、輔發電機之間通過通訊接口進行通訊連接， 本系統模擬控制板內的可編程控制器與船舶其它系統的可編程控制器之間的數 據交換全通過OPC規范進行；所述的"本地/遠程"轉換開關設置在400V主配電 板板上，并且該"本地/遠程"轉換開關置于"遠程"位置，從而轉換到自動電 站模式；模擬控制板內的可編程控制器可以通過網絡通訊發送/接收來自系統中 其他可編程控制器的信號；
當模擬控制板內的可編程控制器檢測到400V主配電板失電時，2秒后，將 給輔發電機一個起動信號，輔發電機啟動后，相應的開關將自動合閘；
為執行和保證400V主配電板各種配電模式之間的轉換，主要是通過模擬控 制板內的可編程控制器給出相應開關的閉合和斷開信號實現的。
為減少其他設備的功率，保證足夠的備用功率啟動側推器4，當模擬控制板 內的可編程控制器接收到側推器4的起動申請后，該可編程控制器將檢測主發電 機和主機1的備用功率，只有當主發電機的備用功率不小于1350KW和主機1 的備用功率不小于400KW時，側推器4才有起動的可能；當主發電機的備用功 率不足時，模擬控制板內的可編程控制器將減少高壓沖水泵3的功率，直到上面 的條件滿足；當主發電機的備用功率充足，主機1的備用功率不足時，模擬控制 板內的可編程控制器將要減少螺旋槳控制箱的功率，直到條件滿足；當主發電機
和主機1的備用功率滿足時，模擬控制板內的可編程控制器將會給出一個起動允 許信號給側推器4，如果條件不滿足，該可編程控制器將會給側推器4一個起動
不可能信號，同時給出一個報警信號給航行控制臺；
為預防主機1過載，當主機1的備用功率達到下列條件時，泥泵離合器才能 合排-
a. 泥泵2低速合排時，主機1的備用功率不小于1400KW;
b. 泥泵2高速合排時，主機1的備用功率不小于2800KW;
當主機l的備用功率不足時，模擬控制板內的可編程控制器將減少螺旋槳控 制箱的功率，直到上面的條件滿足；當螺旋槳控制箱的功率減少到零，條件還不 滿足時，模擬控制板內的可編程控制器將會給一個報警信號給航行控制臺；
為預防發電機過載，當模擬控制板內的可編程控制器檢測到主發電機的功率 大于105%時，該可編程控制器將首先給一個報警信號給航行控制臺和推進螺旋 槳控制箱，10秒后，將分三步開始減少主發電機的功率，減少的次序將根據不 同的模式。
a. 普通模式，側推器4的功率先減少50%，然后減少高壓沖水泵3的功率 15%，如果還不足，再減30%;
b. 挖泥模式，高壓沖水泵3先減少的功率15%，如果不足再減30%，如果 還不足，然后才減少側推器50%;
為預防主變壓器6過載，當主變壓器6的負荷大于105%時，5秒后，模擬 控制板內的可編程控制器將給出信號，將下列負荷的主開關斷開
a. 左主變壓器6過載，將斷開下列負荷的主開關
空調風機
空調壓縮機
空調備用壓縮機
b. 右主變壓器6過載，將斷開下列負荷的主開關
空調風機
空調壓縮機
空調備用壓縮機
本實用新型并不限于以上實施例，只要是本說明書中提及的方案或是簡單等 效替換的方案均是可以實施的。
權利要求1、船舶動力裝置全功率管理系統，其特征在于它包括安裝在模擬控制板內的 可編程控制器和物理執行模擬控制板，所述的模擬控制板上的“本地/遠程” 轉換開關置于“遠程即位置，模擬控制板內的可編程控制器與船舶主機、泥 泵、高壓沖水泵、側推器、螺旋槳、主變壓器、輔發電機之間通過通訊接口 進行通訊連接。
2、 根據權利要求l所述的船舶動力裝置全功率管理系統，其特征在于:所述的"本 地/遠程"轉換開關設置在400V主配電板板上，并且該"本地/遠程"轉換開 關置于"遠程"位置。
3、 根據權利要求1或2所述的船舶動力裝置全功率管理系統，其特征在于模擬 控制板內的可編程控制器通過網絡通訊發送/接收來自系統中其他可編程控 制器的信號。
專利摘要本實用新型涉及一種船舶動力裝置全功率管理系統，它包括安裝在模擬控制板內的可編程控制器和物理執行模擬控制板，所述的模擬控制板上的“本地/遠程”轉換開關置于“遠程”位置，模擬控制板內的可編程控制器與船舶主機、泥泵、高壓沖水泵、側推器、螺旋槳、主變壓器、輔發電機之間通過通訊接口進行通訊連接，本系統模擬控制板內的可編程控制器與船舶其它系統的可編程控制器之間的數據交換全通過OPC規范進行。本系統降低了主機的定貨成本和疏浚成本，減少了柴油機的數量，比較環保，安全系數優，自動化程度高，便于操作。
文檔編號H02J9/08GK201194079SQ20072017880
公開日2009年2月11日 申請日期2007年12月26日 優先權日2007年12月26日
發明者何可軍, 候曉明, 馮鈺麟, 雷 張, 忠 李, 章志新, 陳德林, 龍紅剛 申請人:廣州文沖船廠有限責任公司;中交上海航道局有限公司;中港疏浚股份有限公司