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(shù)的發(fā)展，船舶對(duì)電站管理系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)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(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)下，上海船舶設(shè)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(shè)項(xiàng)目“內(nèi)河小型電力推進(jìn)系統(tǒng)研制”，在“世紀(jì)之光”清掃船上設(shè)計(jì)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(tái)；應(yīng)用國(guó)產(chǎn)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)ReWorks，對(duì)

2、控制軟件進(jìn)行了功能設(shè)計(jì)和調(diào)試，實(shí)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(yīng)用提供了一個(gè)樣板。
　　 本文分析了電能管理系統(tǒng)的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)電能管理系統(tǒng)的特點(diǎn)，朝著現(xiàn)代船舶網(wǎng)絡(luò)化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展目標(biāo)，對(duì)“世紀(jì)之光”清掃船電力系統(tǒng)的情況及功能要求進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上，對(duì)“世紀(jì)之光”電能管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，并提出系統(tǒng)總體實(shí)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(tái)，設(shè)

3、計(jì)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(hào)，并據(jù)此對(duì)系統(tǒng)的硬件設(shè)備進(jìn)行了選型和設(shè)計(jì)；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(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，本文詳細(xì)論述了船舶電站管理的四個(gè)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(jī)的準(zhǔn)同步并聯(lián)運(yùn)行、同步發(fā)電機(jī)頻率及有功功率自動(dòng)調(diào)整、同步發(fā)電機(jī)電壓及無功功率自動(dòng)調(diào)整，設(shè)計(jì)了船舶電能管理嵌入式系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了船舶電站的功率管理、同步并聯(lián)運(yùn)

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(shù)為基礎(chǔ)，通過嵌入式控制主機(jī)、船舶電站電能控制、數(shù)據(jù)采集及通訊、人機(jī)交互界面等技術(shù)的研究，構(gòu)建了船舶電站電能管理系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)船舶電站系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。研究具有高速可靠的數(shù)據(jù)處理能力，實(shí)時(shí)和多任務(wù)的軟件平臺(tái)，配有人性化的人機(jī)接口，直接掛在工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)上，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)及參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和報(bào)警處理，實(shí)現(xiàn)近程及遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)在線監(jiān)測(cè)，從而達(dá)到全程數(shù)據(jù)監(jiān)控的無縫集成。