基于多總線冗余機(jī)制的船舶功率管理系統(tǒng)的研究.pdf

1、船舶配套產(chǎn)業(yè)是船舶工業(yè)的重要組成部分，其發(fā)展水平直接影響船舶工業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。中國(guó)是一個(gè)造船大國(guó)，但是中國(guó)船舶配套技術(shù)和產(chǎn)品與國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)期存在較大差距，國(guó)家近些年來(lái)一直強(qiáng)調(diào)的支持船舶配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，研究開(kāi)發(fā)具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際同步先進(jìn)水平的新型船舶電站PMS系統(tǒng)，打造中國(guó)自主品牌，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)勢(shì)在必行。
　　本文旨在研制一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的船舶電站功率管理系統(tǒng)，采用分層結(jié)構(gòu)構(gòu)建以PLC為上層主控制器、嵌入式系統(tǒng)為底層控制

2、器的兩層控制系統(tǒng);全系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也采用分層結(jié)構(gòu)，即上層采用TCP/IP的以太網(wǎng)，底層采用冗余機(jī)制的雙CAN總線，針對(duì)不同上層PLC系統(tǒng)，提供Profibus/CAN、Canopen/CAN和Modbus_TCP/CAN的協(xié)議轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)上層主控制器與底層控制器之間的通訊。本文具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)船舶電站功率管理系統(tǒng)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)。首先介紹了PMS系統(tǒng)基本原理及功能，接著根據(jù)基本功能原理進(jìn)行了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其次對(duì)系統(tǒng)

3、的上層主控制器的硬軟件進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，最后對(duì)底層的主控制器通用性平臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
　　(2)多總線冗余機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)通訊與協(xié)議轉(zhuǎn)換。在對(duì)PMS系統(tǒng)的硬件網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同廠家PLC采用不同的總線協(xié)議，本文開(kāi)發(fā)了CAN/PROFIBUS_DP協(xié)議轉(zhuǎn)換器、CAN和CAN應(yīng)用層CANOPEN的數(shù)據(jù)鏈路設(shè)計(jì)以及CAN/MODBUS_TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換器。
　　(3)基于嵌入式平臺(tái)的智能IO模塊的設(shè)計(jì)?；陔pCAN總線的智能I

4、O板卡的設(shè)計(jì)，包含24V的開(kāi)關(guān)量輸入、24V的三觸點(diǎn)繼電器輸出、0-10V的模擬量電壓采集和4-20mA的電流采集、0-10V的模擬量電壓輸出和4-20mA的電流環(huán)輸出以及PT100溫度采集的設(shè)計(jì)。
　　(4)基于觸摸屏的人機(jī)界面設(shè)計(jì)。人機(jī)界面包括PMS總覽界面、配電板報(bào)警點(diǎn)界面等，觸摸屏主要是完成IMCC智能電機(jī)管理控制系統(tǒng)的諧波參數(shù)監(jiān)控、各種保護(hù)定值設(shè)定等控制界面設(shè)計(jì)。
　　(5)樣機(jī)測(cè)試驗(yàn)證。對(duì)搭建的系統(tǒng)硬軟件樣機(jī)平臺(tái)