船舶電站電能管理嵌入式系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、隨著現(xiàn)代造船技術的發(fā)展，船舶對電站管理系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性要求越來越高，因此船舶電站的控制、監(jiān)視和管理的重要性顯得越來越突出。為提高自主研發(fā)能力，在交通部和上海市相關部門領導下，上海船舶設備研究所和其它的兄弟科研院校開展了船舶電站電能管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)。本文依托于交通部西部交通建設項目“內(nèi)河小型電力推進系統(tǒng)研制”，在“世紀之光”清掃船上設計并使用了嵌入式系統(tǒng)作為船舶電站電能管理系統(tǒng)的硬件控制平臺；應用國產(chǎn)實時操作系統(tǒng)ReWorks，對

2、控制軟件進行了功能設計和調(diào)試，實現(xiàn)了船舶電站電能管理，為內(nèi)河船舶電能管理系統(tǒng)的應用提供了一個樣板。
　　 本文分析了電能管理系統(tǒng)的技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。根據(jù)電能管理系統(tǒng)的特點，朝著現(xiàn)代船舶網(wǎng)絡化、智能化、標準化的發(fā)展目標，對“世紀之光”清掃船電力系統(tǒng)的情況及功能要求進行了分析。在此基礎上，對“世紀之光”電能管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)進行了詳細的設計，并提出系統(tǒng)總體實現(xiàn)方案。選擇x86系統(tǒng)處理器和Reworks嵌入式操作系統(tǒng)為軟硬件平臺，設

3、計了船舶電站電能管理系統(tǒng)架構(gòu)。本文分析了船舶電站電能管理系統(tǒng)的接口信號，并據(jù)此對系統(tǒng)的硬件設備進行了選型和設計；根據(jù)船舶電站管理系統(tǒng)的控制原理與方法和Reworks嵌入式實時操作系統(tǒng)的特點，本文詳細論述了船舶電站管理的四個最重要也是最核心部分的控制原理：船舶電站的功率管理、船舶同步發(fā)電機的準同步并聯(lián)運行、同步發(fā)電機頻率及有功功率自動調(diào)整、同步發(fā)電機電壓及無功功率自動調(diào)整，設計了船舶電能管理嵌入式系統(tǒng)，實現(xiàn)了船舶電站的功率管理、同步并聯(lián)運

4、行、調(diào)頻調(diào)載、電壓與無功功率調(diào)整。
　　 本文以嵌入式技術為基礎，通過嵌入式控制主機、船舶電站電能控制、數(shù)據(jù)采集及通訊、人機交互界面等技術的研究，構(gòu)建了船舶電站電能管理系統(tǒng)，最終實現(xiàn)船舶電站系統(tǒng)的網(wǎng)絡化。研究具有高速可靠的數(shù)據(jù)處理能力，實時和多任務的軟件平臺，配有人性化的人機接口，直接掛在工業(yè)以太網(wǎng)絡上，可以對現(xiàn)場設備的狀態(tài)及參數(shù)進行在線監(jiān)測和報警處理，實現(xiàn)近程及遠程的數(shù)據(jù)在線監(jiān)測，從而達到全程數(shù)據(jù)監(jiān)控的無縫集成。