劉芃澎，劉志剛

應(yīng)用研究

綜合電力系統(tǒng)電力推進(jìn)分系統(tǒng)集控臺(tái)設(shè)計(jì)

劉芃澎，劉志剛

（92196部隊(duì)，山東青島 266000）

針對(duì)艦船綜合電力系統(tǒng)應(yīng)用的推進(jìn)分系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了基于PLC和觸摸屏的推進(jìn)分系統(tǒng)集控臺(tái)，該集控臺(tái)主要用于推進(jìn)電機(jī)和推進(jìn)變頻器運(yùn)行狀態(tài)機(jī)旁監(jiān)控及綜合電力系統(tǒng)能量管理推進(jìn)顯控臺(tái)遙控間通訊。對(duì)集控臺(tái)硬件、軟件、通訊設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)說明，給出了PLC推進(jìn)分系統(tǒng)啟動(dòng)、調(diào)速、停車流程；綜合電力系統(tǒng)現(xiàn)場運(yùn)行結(jié)果表明設(shè)計(jì)的集控臺(tái)可以有效的監(jiān)控推進(jìn)分系統(tǒng)運(yùn)行，提高了艦船綜合電力系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、穩(wěn)定性和可靠性，對(duì)艦船自動(dòng)化管理以及遠(yuǎn)程監(jiān)控水平的研究有一定的借鑒意義。

綜合電力系統(tǒng) PLC 集控臺(tái) 監(jiān)控

0 引言

艦船采用綜合電力系統(tǒng)是艦船動(dòng)力平臺(tái)的一次跨越式發(fā)展，代表了艦船動(dòng)力系統(tǒng)的發(fā)展方向，未來艦船采用綜合電力系統(tǒng)是世界各國海軍的共識(shí)[1]。作為船舶主動(dòng)力的電力推進(jìn)系統(tǒng)，由于其高效率、高可靠性、高自動(dòng)化以及低維護(hù)，正成為大型水面船舶青睞的主推進(jìn)系統(tǒng)。

隨著艦船的電氣化、自動(dòng)化程度的不斷提高，集中監(jiān)控與管理艦船系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)在整個(gè)系統(tǒng)中占著極其重要的地位。良好的監(jiān)控系統(tǒng)可以大大降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，提高整個(gè)艦船運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性、可靠性，增強(qiáng)艦船的戰(zhàn)斗力[2]。

可編程控制器PLC（programmable logic control）和觸摸屏在惡劣的艦船環(huán)境中，其穩(wěn)定性及抗干擾性相對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。觸摸屏以其易于操作、堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn)，使其在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，解決了許多計(jì)算機(jī)所無法解決的問題。觸摸屏軟件具有功能強(qiáng)大、開發(fā)周期短、操作簡單、維護(hù)簡易等特點(diǎn)，它集顯示、操作、調(diào)試、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于一身，是其它顯示設(shè)備所無法比擬的[3-4]。

本文針對(duì)電力推進(jìn)分系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了基于ABB 公司AC500系列PLC和步科自動(dòng)化公司MT5620-T系列觸摸屏的推進(jìn)分系統(tǒng)集控臺(tái)，對(duì)其軟硬件進(jìn)行詳細(xì)介紹，尤其是其推進(jìn)系統(tǒng)操作流程，該集控臺(tái)主要采用基于Modbus TCP協(xié)議實(shí)現(xiàn)了推進(jìn)電機(jī)和推進(jìn)變頻器運(yùn)行狀態(tài)機(jī)旁監(jiān)控及綜合電力系統(tǒng)能量管理推進(jìn)顯控臺(tái)（遙控）間通訊。

1 推進(jìn)分系統(tǒng)集控臺(tái)硬件設(shè)計(jì)

推進(jìn)分系統(tǒng)集控臺(tái)采用觸摸屏作上位機(jī)，PLC作下位機(jī)。觸摸屏主要負(fù)責(zé)推進(jìn)分系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測記錄及控制，此外，設(shè)置了操作按鈕，在觸摸屏故障情況下，可通過按鈕實(shí)現(xiàn)推進(jìn)系統(tǒng)啟動(dòng)、調(diào)速、停車等控制。通過功率、轉(zhuǎn)速表實(shí)現(xiàn)推進(jìn)系統(tǒng)功率及轉(zhuǎn)速顯示，提高控制的冗余性。推進(jìn)分系統(tǒng)集控臺(tái)實(shí)物圖如下圖所示。

推進(jìn)分系統(tǒng)集控臺(tái)主要由步科觸摸屏MT5620T、ABB的PLC模塊（包括CPU模塊PM592-ETH及CPU底板TB541-ETH、數(shù)字量輸入輸出模塊DC532、DC522、模擬量輸入輸出模塊AX522、CAN通訊模塊CM578-CN、以太網(wǎng)通訊擴(kuò)展模塊CM577-ETH）、以太網(wǎng)集線器、若干繼電器、按鈕、指示燈等構(gòu)成。

PM592-ETH是ABB公司AC500系列中配置較好的PLC，指令運(yùn)行速度高0.002/0.006/0.006ms位/字/浮點(diǎn)運(yùn)算確保了推進(jìn)系統(tǒng)有較好的實(shí)時(shí)性，其自帶閃存4G及支持?jǐn)U展存儲(chǔ)SD卡，可對(duì)通訊中的重要數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)保存，PLC保存的數(shù)據(jù)可通過網(wǎng)絡(luò)基于FTP方式進(jìn)行訪問，PM592-ETH支持各種通訊協(xié)議，通訊端口包括串口RS232、RS485及以太網(wǎng)口。

MT5620T觸摸屏是步科公司中MT5000系列中10.4寸觸摸屏，其CPU數(shù)據(jù)處理速度快，通訊端口包括串口RS232、RS485和以太網(wǎng)接口，支持Modbus ASCII、RTU、TCP/IP等協(xié)議，支持多串口同時(shí)通訊功能，多個(gè)觸摸屏可以任意組網(wǎng)，支持?jǐn)U展存儲(chǔ)器SD卡。觸摸屏中波形數(shù)據(jù)可保存至SD卡中或重要頁面也可通過截屏保存至SD卡中。

2 推進(jìn)分系統(tǒng)集控臺(tái)軟件設(shè)計(jì)

2.1 集控臺(tái)軟件功能設(shè)計(jì)

集控臺(tái)監(jiān)控軟件以控制和實(shí)時(shí)監(jiān)測推進(jìn)分系統(tǒng)中設(shè)備參數(shù)為中心，具有功能完善、操作簡單、可視性好的特點(diǎn)，具體功能如下：

1）推進(jìn)電機(jī)、變頻器運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控及與推進(jìn)顯控臺(tái)通訊

集控臺(tái)與推進(jìn)電機(jī)安保柜進(jìn)行通訊，將推進(jìn)電機(jī)相關(guān)參數(shù)集中顯示，并能實(shí)現(xiàn)電磁閥開啟、關(guān)閉控制；集控臺(tái)與推進(jìn)變頻器主控制器進(jìn)行通訊，顯示推進(jìn)變頻器運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)置變頻器參數(shù)，控制變頻器啟停；集控臺(tái)與能量管理推進(jìn)顯控臺(tái)通訊，將推進(jìn)電機(jī)、推進(jìn)變頻器所有數(shù)據(jù)上傳及接收能量管理的控制指令。

2）故障檢測、報(bào)警與處理

實(shí)時(shí)監(jiān)測推進(jìn)變頻器、推進(jìn)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)及參數(shù)，判斷故障發(fā)生及類型，并根據(jù)故障類型報(bào)警或主開關(guān)分閘及發(fā)電機(jī)滅磁。

3）故障信息的顯示、存儲(chǔ)、打印

監(jiān)控界面設(shè)置有故障信息顯示頁面，顯示當(dāng)前故障信息及歷史故障信息，如故障類型、發(fā)生時(shí)間、持續(xù)時(shí)間等，并將故障信息保存至PLC外擴(kuò)存儲(chǔ)器SD卡和觸摸屏SD卡中。觸摸屏可通過USB端口連接打印設(shè)備，可以打印以上信息。

4）推進(jìn)分系統(tǒng)控制功能

推進(jìn)變頻器控制方式有機(jī)旁和遙控兩種方式，機(jī)旁則是集控臺(tái)控制推進(jìn)變頻器的工作方式，而遙控則是能量管理推進(jìn)顯控臺(tái)控制變頻器的工作方式；推進(jìn)電機(jī)也有機(jī)旁和集控臺(tái)兩種方式，機(jī)旁則是推進(jìn)電機(jī)安保柜控制的工作方式，而集控臺(tái)方式則是集控臺(tái)控制推進(jìn)電機(jī)的工作方式。

5）安全功能

為避免現(xiàn)場操作的任意性和無序性，防止因誤操作干擾系統(tǒng)的正常運(yùn)行或?qū)е孪到y(tǒng)癱瘓，對(duì)操作進(jìn)行了互鎖，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)、用戶級(jí)別和權(quán)限均做了限制，嚴(yán)格規(guī)定各類操作的權(quán)限。每次操作指令增加了確認(rèn)按鈕，確保每次控制指令只發(fā)送1次，提高了控制的可靠性和通訊效率，大大減少了推進(jìn)變頻器主控制器因需實(shí)時(shí)響應(yīng)控制指令對(duì)內(nèi)存資源的占用頻率。此外還對(duì)推進(jìn)分系統(tǒng)機(jī)旁、遙控進(jìn)行優(yōu)先級(jí)設(shè)置，機(jī)旁優(yōu)先于遙控，避免兩種模式混合運(yùn)行。

2.2 集控臺(tái)軟件程序設(shè)計(jì)

集控臺(tái)軟件分為PLC控制軟件和觸摸屏人機(jī)界面軟件兩部分。PLC程序?qū)崿F(xiàn)與外部通訊、數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷、控制執(zhí)行及存儲(chǔ)等功能；觸摸屏程序通過以太網(wǎng)直接訪問和修改PLC變量，實(shí)現(xiàn)推進(jìn)分系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、控制和保存功能。

2.2.1集控臺(tái)PLC程序設(shè)計(jì)

推進(jìn)分系統(tǒng)集控臺(tái)下位機(jī)PLC選用了ABB公司配套的編程軟件Control Builder Plus，PLC程序基于最流行的編程系統(tǒng)CoDeSys，采用ST語言編程實(shí)現(xiàn)。ST語言是一種自由純文本的編輯方式，沒有固定的格式限制，與C語言類似，是一種高效的自動(dòng)化程序開發(fā)語言。

PLC程序主要由邏輯互鎖參數(shù)限幅子程序、推進(jìn)電機(jī)通訊子程序、推進(jìn)變頻器正常數(shù)據(jù)收發(fā)子程序、推進(jìn)變頻器故障數(shù)據(jù)收發(fā)子程序、推進(jìn)變頻器故障急停子程序等5個(gè)程序。其中前4個(gè)程序?yàn)槎ㄖ芷谀Ｊ剑?個(gè)程序并行運(yùn)行，運(yùn)行周期為10 ms，而故障急停子程序?yàn)樽杂芍芷谶\(yùn)行模式，自由周期運(yùn)行模式下能實(shí)現(xiàn)故障或緊急情況下主開關(guān)以最快速度分閘。

推進(jìn)分系統(tǒng)遙控或機(jī)旁控制可分為啟動(dòng)、調(diào)速、停機(jī)三步，流程圖分別如圖2~3所示。

2.2.2觸摸屏監(jiān)控界面設(shè)計(jì)

集控臺(tái)上位機(jī)選用上海步科自動(dòng)化有限公司開發(fā)的軟件Kinco HMIware組態(tài)編程軟件進(jìn)行組態(tài)，該軟件是為MT4000/5000系列HMI開發(fā)的專用人機(jī)界面組態(tài)編程軟件，具有強(qiáng)大的集成開發(fā)環(huán)境，可以使用該軟件為人機(jī)界面創(chuàng)建操作員面板并配置操作參數(shù)。該軟件提供了設(shè)計(jì)人機(jī)界面項(xiàng)目從數(shù)據(jù)采集到創(chuàng)建并顯示動(dòng)畫的各種所需的所有工具。根據(jù)監(jiān)控軟件具體功能，本軟件設(shè)計(jì)了以下監(jiān)控界面。

1）主監(jiān)控界面

主監(jiān)控界面直觀的顯示整個(gè)推進(jìn)分系統(tǒng)工作狀態(tài)，包括變頻器各通道輸入電壓、輸出電流、開關(guān)管狀態(tài)、推進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速等。

2）推進(jìn)變頻器監(jiān)測界面

推進(jìn)變頻器所有狀態(tài)集中顯示于該界面，便于操作人員全面掌握推進(jìn)變頻器的運(yùn)行狀態(tài)。

3）推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測界面

推進(jìn)電機(jī)所有狀態(tài)集中顯示于該界面，便于操作人員全面掌握推進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

4）故障記錄界面

自動(dòng)將系統(tǒng)歷史故障信息歸檔，顯示故障發(fā)生的日期、時(shí)間、故障類型、結(jié)束時(shí)間等，便于故障分析。

5）數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖

6）操作日志

記錄機(jī)旁或遙控操作人員控制推進(jìn)分系統(tǒng)的所有信息，便于查詢?nèi)藛T操作情況。

圖1 變頻器啟動(dòng)流程

7）系統(tǒng)設(shè)置

設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，如語言、時(shí)間、本地IP等。

8）遠(yuǎn)程訪問界面

觸摸屏具有遠(yuǎn)程訪問功能，用戶輸入觸摸屏IP，即可通過PC機(jī)訪問監(jiān)控界面。

9）登陸界面

“越中山水之奇麗者，剡為之最。剡中山水之奇麗者，金庭洞天為之最。其洞在縣之東南。循山趾而右去，凡七十里，得小香爐峰，其峰即洞天之北門也……真天下之絕境也……是以瑯琊王羲之領(lǐng)右軍將軍，而家于此山。其書樓墨池，舊制猶在……其金庭洞天，即道門所謂赤城丹霞第六洞天者也……過此峰東南三十余里，有石竇牙為洞門，即洞天之便門也。人或入之者，必贏糧秉燭……莫臻其極也……登書樓，臨墨池，但見其山水之異也，其險(xiǎn)如崩，其聳如騰，其引如肱，其多如朋。不三四層，而謂天可升?！盵3]7520

對(duì)于控制觸摸屏設(shè)置了登陸密碼，防止無關(guān)人員誤操作。

圖2 變頻器調(diào)速流程

圖4給出了推進(jìn)分系統(tǒng)觸摸屏主監(jiān)測頁面。頁面最上方是標(biāo)題欄，欄內(nèi)包含頁面標(biāo)題、動(dòng)態(tài)報(bào)警條和返回圖標(biāo)。根據(jù)推進(jìn)分系統(tǒng)運(yùn)行狀況，報(bào)警條滾動(dòng)顯示“推進(jìn)分系統(tǒng)運(yùn)行正常”、“推進(jìn)變頻器故障”、“推進(jìn)電機(jī)故障”三種狀態(tài)中的一種。返回圖標(biāo)的作用是返回上一級(jí)頁面，在一級(jí)頁面內(nèi)同導(dǎo)航圖標(biāo)一樣，觸控即返回導(dǎo)航頁。頁面最下端任務(wù)欄內(nèi)添加了“截屏”圖標(biāo)和常用頁面切換圖標(biāo)，觸控“截屏”即可保存當(dāng)前頁面至SD卡，以當(dāng)前日期時(shí)間命名。

圖4 主監(jiān)測頁面

標(biāo)題欄和任務(wù)欄之間是頁面的主題部分，重點(diǎn)顯示181個(gè)變頻器參數(shù)、7個(gè)電機(jī)參數(shù)和15個(gè)備用端口參數(shù)。頁面內(nèi)推進(jìn)分系統(tǒng)的構(gòu)成、接線、布局與實(shí)際情況并不完全相符，采用圖片形式的主要目的是為顯示參數(shù)提供一個(gè)形象直觀的平臺(tái)。

變頻器柜體上綠色的顯示燈為變頻器單元的報(bào)警顯示燈，綠色表示本單元無故障，紅色表示本單元有故障。

3 推進(jìn)分系統(tǒng)集控臺(tái)通訊設(shè)計(jì)

推進(jìn)分系統(tǒng)下位機(jī)PLC主要與步科觸摸屏、推進(jìn)變頻器主控制器、推進(jìn)電機(jī)和能量管理推進(jìn)顯控臺(tái)進(jìn)行通訊。

3.1 觸摸屏與PLC通訊

PLC與觸摸屏通訊方式采用工業(yè)以太網(wǎng)基于Modbus TCP/IP方式，其具有協(xié)議開放，與不同廠家設(shè)備兼容，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問、遠(yuǎn)程診斷、具有網(wǎng)絡(luò)速度快、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、系統(tǒng)安全性高成本低等特點(diǎn)。與串口RS485相比，Modbus TCP/IP 允許使用更多的地址，可以采用多主站架構(gòu)、傳送速率可達(dá)GB/s的水平，Modbus TCP網(wǎng)絡(luò)的從站數(shù)量僅受限于網(wǎng)絡(luò)物理層的能力，通常從站的數(shù)量一般在1024個(gè)。由于步科觸摸屏?xí)哼€不支持與ABB公司PLC的以太網(wǎng)通訊協(xié)議，故在觸摸屏組態(tài)時(shí)PLC是選用的是Modbus TCP Slave通用模塊。

3.2 集控臺(tái)PLC與推進(jìn)電機(jī)通訊

PLC與推進(jìn)電機(jī)安保柜采用以太網(wǎng)方式，基于Modbus TCP/IP協(xié)議下進(jìn)行主從通訊。其中集控臺(tái)作為主站，推進(jìn)電機(jī)安保柜作為從站，主要實(shí)現(xiàn)推進(jìn)電機(jī)溫度、流量、壓力、功率顯示及電磁閥的開啟、關(guān)閉控制。

由于PLC自帶的以太網(wǎng)口已用于與上位機(jī)兩觸摸屏通訊，并作為從站，而PLC與推進(jìn)電機(jī)安保柜以太網(wǎng)通訊要求PLC作為主站，故用以太網(wǎng)通訊擴(kuò)展模塊CM577-ETH對(duì)PLC以太網(wǎng)通訊口進(jìn)行了擴(kuò)展，CM577-ETH模塊有兩個(gè)以太網(wǎng)通訊口，選用其中一個(gè)以太網(wǎng)通訊口用于與推進(jìn)電機(jī)安保柜基于Modbus TCP/IP通訊，PLC作為主站。為了調(diào)試的方便，CM577-ETH模塊另一個(gè)以太網(wǎng)通訊口連接到以太網(wǎng)集線器，便于個(gè)人PC機(jī)基于以太網(wǎng)方式對(duì)推進(jìn)電機(jī)安保柜訪問。

3.3 集控臺(tái)PLC與推進(jìn)變頻器通訊

PLC與推進(jìn)變頻器主控制器采用串口RS232/Modbus RTU和CAN2.0B通訊方式，RS2332主要實(shí)現(xiàn)控制指令下發(fā)，而CAN2.0B實(shí)現(xiàn)主控制器待監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)快速上傳，最終實(shí)現(xiàn)變頻器每個(gè)開關(guān)器件和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、輸入電壓、輸出電流監(jiān)控及轉(zhuǎn)速設(shè)置與顯示、開/關(guān)機(jī)控制、充放電控制以及相關(guān)控制參數(shù)的設(shè)置等。Modbus RTU通訊具有簡單、硬件便宜、通用性強(qiáng)、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，容易開發(fā)和實(shí)現(xiàn)，16位的CRC校驗(yàn)，確保了通訊正確性，Modbus RTU幾乎成國產(chǎn)PLC首選的串行通訊協(xié)議，在同樣的波特率下，Modbus RTU通訊方式相比Modbus ASCII效率更高。

3.4 集控臺(tái)PLC與能量管理推進(jìn)顯控臺(tái)通訊

PLC與能量管理顯控臺(tái)之間采用CAN2.0B通訊方式。考慮到距離比較遠(yuǎn)，采用CAN轉(zhuǎn)光纖方式通訊，主要實(shí)現(xiàn)推進(jìn)變頻器、推進(jìn)電機(jī)變頻器調(diào)速和開關(guān)機(jī)功能。推進(jìn)系統(tǒng)狀態(tài)顯示則通過以太網(wǎng)Modbus TCP協(xié)議通訊，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問、遠(yuǎn)程診斷，具有網(wǎng)絡(luò)速度快，成本低等特點(diǎn)。

3.5 集控臺(tái)PLC與其它通訊

PLC程序或觸摸屏工程在線調(diào)試及上傳下載均通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，個(gè)人PC能夠通過網(wǎng)絡(luò)很方便快速的訪問PLC和觸摸屏，非常實(shí)用。比如，一個(gè)觸摸屏工程若通過串口下載將耗時(shí)約10分鐘，而通過以太網(wǎng)將不到半分鐘，PLC工程下載也類似。PLC保存的數(shù)據(jù)也可通過以太網(wǎng)基于FTP方式遠(yuǎn)程訪問。

比較重要的控制指令直接通過硬件與PLC數(shù)字量輸入輸出模塊相連。其中集控臺(tái)與能量管理推進(jìn)顯控臺(tái)、中壓配電板、變頻器柜體之間分別有硬線連接。

4 試驗(yàn)結(jié)果

將研制的推進(jìn)分系統(tǒng)集控臺(tái)用于推進(jìn)電機(jī)和推進(jìn)變頻器控制，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的集控臺(tái)正確性、可行性。推進(jìn)電機(jī)同軸聯(lián)接水力測功機(jī)，水力測功機(jī)用來模擬螺旋槳負(fù)載（螺旋槳負(fù)載與轉(zhuǎn)速三次方成線性關(guān)系），從而推進(jìn)電機(jī)輸出軸功率與推進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速成三次方關(guān)系。圖5~6為推進(jìn)電機(jī)帶水力測功機(jī)試驗(yàn)時(shí)，推進(jìn)分系統(tǒng)集控臺(tái)觸摸屏畫面截圖。

推進(jìn)分系統(tǒng)集控臺(tái)控制界面主要設(shè)定推進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速升速率、轉(zhuǎn)速降速率、推進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻和磁鏈等參數(shù)及推進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速和推進(jìn)變頻器勵(lì)磁轉(zhuǎn)速電流顯示等。

綜合電力系統(tǒng)原動(dòng)機(jī)為燃?xì)廨啓C(jī)，要求負(fù)載線性加載，而水力測功機(jī)負(fù)載與推進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速三次方成線性關(guān)系。為滿足負(fù)載線性加載，推進(jìn)變頻器給定推進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速為時(shí)間的開三次方關(guān)系。從圖6可以看出在推進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為-nmax~ +nmax轉(zhuǎn)時(shí)，推進(jìn)電機(jī)實(shí)際測量轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速吻合良好，較好的與時(shí)間成開三次方關(guān)系。

圖5 推進(jìn)分系統(tǒng)集控臺(tái)控制界面

圖6 集控臺(tái)推進(jìn)電機(jī)給定、測量轉(zhuǎn)速顯示

通過圖5~6試驗(yàn)截圖分析表明，推進(jìn)分系統(tǒng)集控臺(tái)較好的實(shí)現(xiàn)對(duì)推進(jìn)電機(jī)和推進(jìn)變頻器的數(shù)字化控制，集控臺(tái)設(shè)計(jì)正確、合理。

5 結(jié)論

本文采用基于Modbus TCP/IP、Modbus RTU CAN2.0B通訊等協(xié)議，設(shè)計(jì)了基于PLC和觸摸屏的推進(jìn)分系統(tǒng)集控臺(tái)。集控臺(tái)通過以太網(wǎng)將推進(jìn)電機(jī)、PLC、觸摸屏及編程調(diào)試接口形成網(wǎng)絡(luò)，非常便于初期調(diào)試。綜合電力系統(tǒng)現(xiàn)場運(yùn)行驗(yàn)證表明集控臺(tái)設(shè)計(jì)的正確性、可行性。推進(jìn)分系統(tǒng)集控臺(tái)的設(shè)計(jì)方法和思想可以為將來艦船自動(dòng)化、智能化提供一定的借鑒。

[1] 馬偉明. 艦船動(dòng)力發(fā)展的方向－綜合電力系統(tǒng)[J]. 海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào), 2002, 14(6): 1-5,9.

[2] 蔣曉峰, 施偉鋒, 劉以建等. 基于觸摸屏和PLC的船舶電站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 電力自動(dòng)化設(shè)備, 2011, 31(1): 122-125.

[3] 譚威. 基于PLC的工業(yè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 華中科技大學(xué), 2007.

[4] 黃永紅, 吉裕暉, 楊東. PLC控制電機(jī)變頻調(diào)速試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 電機(jī)與控制應(yīng)用, 2007, 34(10): 40-43.

Design of Centralized Control Console for IPS Electric Propulsion Subsystem

Liu Pengpeng, Liu Zhigang

(Unit 92196, Qingdao 266000, China)

TM612

A

1003-4862（2021）02-0060-05

2020-09-15

劉芃澎(1985-)，男，助理工程師。研究方向：潛艇動(dòng)力裝備技術(shù)應(yīng)用。E-mail: 330267277@qq.com