[发明专利]一种船舶电站数据采集系统

说明书

技术领域

本发明属船舶发电技术领域，特别地涉及一种船舶电站数据采集系统。

背景技术

船舶电站是船舶电力系统的核心，对船舶的经济指标、技术指标和生命力有重要影响。集中监控与管理船舶系统的各项参数指标在整个系统中占着极其重要的地位。随时掌握系统的重要参数和设备的工作状态，尽可能的对船舶电力系统运行状况进行实时监视和辅助管理，已成为提高工作效率，降低消耗，减少故障，安全生产的前提。

可编程序控制器(PLC)在恶劣的船舶电站环境中，其稳定性及抗干扰性相对于计算机控制系统有较为明显的优势。自动并车保护单元PPU（ParallelingandProtectionUnit）是DEIF公司生产的用于船舶电力系统控制的重要元件，是船舶电力系统正常运行的重要中枢。PPU采用模块化设计，能实现测量，通讯，控制和显示等功能。PPU在控制和保护方面的灵活性和紧凑性使其对于简单或复杂的船舶电力系统都非常合适，且十分适合在功率管理系统中与PLC配合使用。LabVIEW是美国国家仪器公司开发的虚拟仪器开发平台软件，使用图形化编程语言编程，简单直观，极大地节省程序开发时间，功能强大、灵活，可以广泛

应用于自动测量系统、工业过程自动化和实验室仿真等领域。其附加的DSC(DataloggingandSupervisoryControl)数据记录与监控模块专为SCADA系统设计。能轻松的与OPCServer通讯，也能生成自己的OPCServer。由于DSC模块能与LabVIEW开发环境无缝集成，因此基于LabVIEW及其DSC模块开发的SCAD啊系统能充分利用LabVIEW强大的数据处理与分析功能，具有传统SCADA组态软件无可比拟的优势。

发明内容

本发明就是针对上述提出的问题，提供一种船舶电站数据采集系统；本发明系统界面友好、直观，依据实物模型设计的虚拟仪表实时显示船舶电站的运行参数，可视化效果好，调试方便，通用性较强。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种船舶电站数据采集系统，采用基于LabVIEW虚拟仪器开发平台软件和三层体系通讯结构，包括顶层数据显示与记录层、中间层数据传输层、底层数据采集层；其特点是：所述顶层数据显示与记录层由PC上位机构成，所述中间层数据传输层由PLC构成，所述底层数据采集层由自动并车保护单元PPU构成；所述底层的自动并车保护单元PPU采集发电机组的相关参数并传送给中间层的PLC，所述中间层数据传输层的PLC和PC上位机通过采用以太网协议实现通讯；所述中间层数据传输层的PLC和自动并车保护单元PPU通过采用MODBUS实现通讯。

作为本发明的一种优选方案，所述底层数据采集层由三台自动并车保护单元PPU组成，分别为PPU1、PPU2、PPU3，每台PPU单元分别监控一台柴油发电机组。

进一步地，所述自动并车保护单元PPU与母线和发电机连接；所述自动并车保护单元PPU通过连接熔断器与母线连接和发电机连接。

更进一步地，所述自动并车保护单元PPU内部设置测量和采集电路，将电流、电压、频率数据采集、存储，并发送给PLC进行程序处理。

作为本发明的另一种优选方案，所述PLC采用M340系列PLC；其集成通用串行总线（USB）、以太网、CANopen及Modbus通信接口。

另外，本发明采用三层体系通讯结构，所述底层自动并车保护单元PPU与中间层PLC之间采用MODBUS串行通讯，所述中间层PLC与顶层PC上位机之间采用以太网通讯，以及所述顶层PC上位机的编程软件LabVIEW与PLC之间基于OPC接口的通讯。

本发明的有益效果是。

本发明提供了一种船舶电站数据采集系统，采用PPU、M340PLC和PC上位机三级结构，构建了船舶电站数据采集系统。系统中PPU完成底层数据采集，M340分别通过MODBUS串行通信协议和以太网通信协议实现与PPU及上位机的实时通信。借助LABVIEWDSC模块实现了LABVIEW与PLC基于OPC的通信，完成对船舶电站柴油发电机组的实时状态监视。阐述了开放式虚拟仪器平台LABVIEW的特点，在此基础上开发了一个由计算机控制的数据采集系统，提出了如何应用LABVIEW来实现船舶电站数据采集系统的方法，该系统界面友好，功能完善，可视性强，具有实际应用价值。

（1）PPU是用于船舶电力系统控制的重要元件，支持与PLC通信，能实现测量，通讯，控制和显示等功能。