基于多總線冗余機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)的綜合競爭力。中國是一個造船大國，但是中國船舶配套技術(shù)和產(chǎn)品與國際先進水平長期存在較大差距，國家近些年來一直強調(diào)的支持船舶配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，研究開發(fā)具有國內(nèi)領(lǐng)先、國際同步先進水平的新型船舶電站PMS系統(tǒng)，打造中國自主品牌，參與國際競爭勢在必行。
　　本文旨在研制一套具有自主知識產(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)，底層采用冗余機制的雙CAN總線，針對不同上層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。本文具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)船舶電站功率管理系統(tǒng)原理與系統(tǒng)設計。首先介紹了PMS系統(tǒng)基本原理及功能，接著根據(jù)基本功能原理進行了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設計，其次對系統(tǒng)

3、的上層主控制器的硬軟件進行了詳細設計，最后對底層的主控制器通用性平臺進行了設計。
　　(2)多總線冗余機制的網(wǎng)絡通訊與協(xié)議轉(zhuǎn)換。在對PMS系統(tǒng)的硬件網(wǎng)絡架構(gòu)進行設計的基礎上，針對不同廠家PLC采用不同的總線協(xié)議，本文開發(fā)了CAN/PROFIBUS_DP協(xié)議轉(zhuǎn)換器、CAN和CAN應用層CANOPEN的數(shù)據(jù)鏈路設計以及CAN/MODBUS_TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換器。
　　(3)基于嵌入式平臺的智能IO模塊的設計?；陔pCAN總線的智能I

4、O板卡的設計，包含24V的開關(guān)量輸入、24V的三觸點繼電器輸出、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溫度采集的設計。
　　(4)基于觸摸屏的人機界面設計。人機界面包括PMS總覽界面、配電板報警點界面等，觸摸屏主要是完成IMCC智能電機管理控制系統(tǒng)的諧波參數(shù)監(jiān)控、各種保護定值設定等控制界面設計。
　　(5)樣機測試驗證。對搭建的系統(tǒng)硬軟件樣機平臺