基于PLC的船舶電站監控系統研究

林建民

摘 要：本文自主設計了一款基于PLC的船舶電站監控系統，包括對硬件、軟件和關鍵部分的設計。該船舶電站監控系統能將采集到的數據實施系數并存儲起來，還能對故障進行檢測和排除，能提高工作人員的效率和電站監控系統的穩定性，本系統設計基本滿足船舶電站監控設計要求。

關鍵詞：船舶電站;監控系統;PLC

為了提高船舶電站的穩定性及工作效率，本文自行設計了一款基于PLC的船舶電站監控系統，能有效改善船舶電站的工作效率并提高運行可靠性，對推廣PLC技術在船舶上的運用具有重要意義。

1 船舶電站監控系統整體結構

本文以440V和60Hz的船舶電站為例展開討論。為了滿足船舶電站監控系統需求，本文首先建立了該系統的整體框架。該系統包括設備層、監控層和網絡層。設備層主要包括柴油發電機及其調速器、參數檢測傳感器、自動并車裝置和頻率調整和功率分配裝置等;監控層主要包括PLC、控制計算機、報警裝置和運行界面等;網絡層主要包括，網絡線路、計算機和各種電子元器件等。本系統中選擇的PLC是由日本三菱公司生產型號為FX2N的PLC，主要對數據進行采集和監控，當發動機啟動、停機、調速和并聯運行和機組出現故障時，進行故障分析和排除。PLC和計算機通過RS-485串口進行通信。監控主站和各個分站通過MCGS軟件來進行通信。

2 基于PLC的船舶電站監控系統設計

2.1 硬件設計

從圖1的整體結構可知，該系統的硬件部分包括控制計算機、3臺柴油發電機、報警裝置、自動并車裝置、頻率調整和功率分配裝置等。其中1號發電機和2號發電機發揮常規功能，3號發電機用做備用。控制計算機采用網絡技術和觸屏技術，可以通過觸摸屏對計算機直接控制。在界面顯示上，PLC能將船舶電站的實際運行情況通過數字模擬的形式，生動形象的顯示出來，以便工作人員觀察和記錄。選用的型號為FX2N的PLC具有結構緊湊、處理效率高、穩定性好以及維護方便等優點。在通信接口方面，采用多種組合方式進行各種不同通信方式上的相互轉換，包括USB和Modbus等通信接口，具有非常強的適應性和靈活性。

2.2 軟件設計

PLC監控軟件設計應以控制和實時監測各個設備參數為中心，同時具有功能完善、操作方便等特點，軟件結構框圖如圖1所示。

2.3 關鍵部分設計

（1）監控系統配置框架。船舶上的用電設備所處的環境比內陸用電設備要惡劣，因此對其要求也更加苛刻，船舶電站和PLC連接框圖如圖2所示。

（2）監控子程序。子監控程序包括對電壓、電流、頻率和功能等監控，以及對發電機壓力、功率、轉速和溫度等進行監控。

（3）繪制實時監控數據走勢圖。在界面上將監控數據隨時間變化的趨勢用二維圖形式表現出來，并將其進行存儲，方便以后進行分析和計算。

3 結論

本文自行設計了一款基于 PLC 的船舶電站監控系統，其能滿足船舶電站監控系統的基本性能要求，可對電站進行實時監控和重要數據的顯示和存儲，還能對故障進行排查和處理，具有較強的適應性和自我診斷功能，能有效地提高操作人員的工作效率，因此值得推廣與應用。

參考文獻：

[1]劉世濤.基于PLC的船舶電站監控系統研究[J].機電技術，2018（06）：86-88.

[2]蔣曉峰，施偉鋒.船舶電站監控系統軟件設計[J].測控技術，2010，29（11）：85-89.

[3]葉繼英.基于PLC的船舶電站自動化監控系統的研究[J].科技信息，2010（10）：137-138.