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1、10申请公布号43申请公布日21申请号201310400705822申请日20130906E02F9/2020060171申请人镇江市亿华系统集成有限公司地址212009江苏省镇江市丁卯科技新城潘宗路30号72发明人仲建芳叶炜吴琦潘卫锋54发明名称一种挖泥船功率管理系统57摘要本发明的一种挖泥船功率管理系统，提供了对挖泥船的主要用电设备进行功率的自动分配和功率的有效管理，满足挖泥船设备的用电需求，确保挖泥船在航行、作业和配电模式切换过程中电力系统正常运行。本发明包括控制器采集模块、主控制器、备用控制器、交换机、功率操作控制台。控制器采集模块采集挖泥船设备信号，主控制器和备用控制器为一个可嵌入控。
2、制器软件的可编程控制器，主控制器损坏时，备用控制器自动启动。控制器软件包括1个系统主入口模块和22个功能模块，功率操作控制台包括计算机监控终端和监控软件，监控软件包括自动电站状态判断模块、开关状态判断模块、功率计算模块、模式切换模块、功率管理模块、报警模块。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书7页附图2页10申请公布号CN104420491A43申请公布日20150318CN104420491A1/1页21一种挖泥船功率管理系统，包括控制器采集模块、主控制器、备用控制器、交换机、功率操作控制台，其特征是所述的控制器采集模块通过信号电缆连接3台柴油发。
3、电机、应急柴油发电机、左右轴带发电机、左右主机、左右主变压器、低压主配电板、中压主配电板、左右螺旋桨、左右泥泵变频器、左右高压冲水泵变频器、左右封水泵、左右液压泵站、艏侧推器、左右艏部低压主配电板，以采集信息；所述的控制器采集模块还通过现场总线的方式连接主控制器和备用控制器，所述的主控制器和备用控制器通过以太网分别连接交换机，所述的交换机通过以太网连接功率操作控制台。2根据权利要求1所述的一种挖泥船功率管理系统，其特征是所述的主控制器和备用控制器为可嵌入控制器软件的可编程控制器，在主控制器损坏时，备用控制器自动启动。3根据权利要求1所述的一种挖泥船功率管理系统，其特征是所述的控制器软件运行在可。
4、编程控制器中CPU的SIMATICS7300S7400上，控制器软件包括1个系统主入口模块和22个功能模块，系统主入口模块为并发处理模块，常驻内存，调用系统22个功能模块，22个功能模块包括数据转换模块、MIMICA模块、MIMICB模块、MIMICC模块、MIMICD模块、MIMIC控制模块、开关控制模块、功率电流计算模块、配电模式判断模块、配电模式切换模块、故障及报警模块、自动电站失电恢复模块、自动电站轻载解列模块、自动电站超载投入模块、自动电站故障模块、重载起动功率管理模块、过载功率管理模块、自动电站判断模块、单向风机控制模块、双向风机控制模块、两泵互备控制模块、三泵互备控制模块。4根据。
5、权利要求1所述的一种挖泥船功率管理系统，其特征是所述的功率操作控制台包含计算机监控终端和监控软件，监控软件运行在基于WINDOWS操作系统的计算机上，监控软件包括自动电站状态判断模块、开关状态判断模块、功率计算模块、模式切换模块、功率管理模块、报警模块。权利要求书CN104420491A1/7页3一种挖泥船功率管理系统技术领域0001本发明涉及一种功率管理系统，尤其是一种挖泥船功率管理系统。技术背景0002挖泥船的用电设备很多，随着挖泥船向大型化、现代化发展，能源成本也随之不断上升。为了降低能源成本，提高能源使用效率，希望尽可能地降低发电机的功率，提高电能的使用效率。如何对挖泥船的柴油发电机、。
6、应急柴油发电机、左右轴带发电机、左右主机、左右主变压器、左右螺旋桨、左右泥泵变频器、左右高压冲水泵变频器等设备进行功率的自动分配和功率的有效管理，既满足挖泥船设备的用电需求，确保挖泥船在航行、作业和配电模式切换过程中电力系统正常运行，又能尽可能地降低用电功率，节约能源，减少排放。发明内容0003本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够对挖泥船的主要用电设备进行功率的自动分配和功率的有效管理，满足挖泥船设备的用电需求，确保挖泥船在航行、作业和配电模式切换过程中电力系统正常运行的一种挖泥船功率管理系统。0004为了解决上述技术问题，本发明的一种挖泥船功率管理系统，包括控制器采集模块、主控制器、备用。
7、控制器、交换机、功率操作控制台。所述的控制器采集模块通过信号电缆连接3台柴油发电机、应急柴油发电机、左右轴带发电机、左右主机、左右主变压器、低压主配电板、中压主配电板、左右螺旋桨、左右泥泵变频器、左右高压冲水泵变频器、左右封水泵、左右液压泵站、艏侧推器、左右艏部低压主配电板，以采集信息；所述的控制器采集模块还通过现场总线的方式连接主控制器和备用控制器，所述的主控制器和备用控制器通过以太网分别连接交换机，所述的交换机通过以太网连接功率操作控制台。0005所述的主控制器和备用控制器为可嵌入控制器软件的可编程控制器，在主控制器损坏时，备用控制器自动启动。0006所述的控制器软件运行在可编程控制器中C。
8、PU的SIMATICS7300S7400上，控制器软件包括1个系统主入口模块和22个功能模块，系统主入口模块为并发处理模块，常驻内存，调用系统22个功能模块，22个功能模块包括数据转换模块、MIMICA模块、MIMICB模块、MIMICC模块、MIMICD模块、MIMIC控制模块、开关控制模块、功率电流计算模块、配电模式判断模块、配电模式切换模块、故障及报警模块、自动电站失电恢复模块、自动电站轻载解列模块、自动电站超载投入模块、自动电站故障模块、重载起动功率管理模块、过载功率管理模块、自动电站判断模块、单向风机控制模块、双向风机控制模块、两泵互备控制模块、三泵互备控制模块。0007所述的功率操。
9、作控制台包括计算机监控终端和监控软件，监控软件运行在基于WINDOWS操作系统的计算机上，监控软件包括自动电站状态判断模块、开关状态判断模块、说明书CN104420491A2/7页4功率计算模块、模式切换模块、功率管理模块、报警模块。附图说明0008图1是本发明的系统连接框图；0009图2是本发明的控制器软件流程逻辑图。具体实施方式0010本发明的系统连接框图如图1所示，包括控制器采集模块、主控制器、备用控制器、交换机、功率操作控制台。控制器采集模块通过信号电缆连接3台柴油发电机、应急柴油发电机、左右轴带发电机、左右主机、左右主变压器、低压主配电板、中压主配电板、左右螺旋桨、左右泥泵变频器、左。
10、右高压冲水泵变频器、左右封水泵、左右液压泵站、艏侧推器、左右艏部低压主配电板，以采集信息；控制器采集模块还通过现场总线的方式连接主控制器和备用控制器，主控制器和备用控制器通过以太网分别连接交换机，交换机通过以太网连接功率操作控制台。0011本发明的控制器采集模块将需要采集的设备信号以硬连接方式接入可编程控制器的输入输出模块，通过STEP7对可编程控制器进行组态，采集所有的IO信息，主要信息包括3台柴油发电机和应急柴油发电机的实际功率；左右轴带发电机的实际功率和负荷限制；左右主机的实际功率和转速；左右主变压器的实际负荷和运行状态；左右螺旋桨的实际功率、允许功率、舵随动模式；左右泥泵变频器的实际负。
11、荷；左右高压冲水泵变频器的实际功率、限制功率、遥控控制、运行状态；艏侧推器的起动请求、运行状态、遥控控制、允许和不允许起动、螺距限制、功率。还包括正常操作、DTDP操作、MVMSB的遥控自动操作、LVMSB的遥控自动操作的信息。0012主控制器和备用控制器为可嵌入控制器软件的可编程控制器，在主控制器损坏时，备用控制器自动启动。0013控制器软件流程逻辑如图2所示。控制器软件运行在可编程控制器中CPU的SIMATICS7300S7400上，开发语言为STL语言。控制器软件模块包括1个系统主入口模块和22个功能模块，系统主入口模块为并发处理模块，常驻内存，调用系统22个功能模块，22个功能模块包括。
12、数据转换模块、MIMICA模块、MIMICB模块、MIMICC模块、MIMICD模块、MIMIC控制模块、开关控制模块、功率电流计算模块、配电模式判断模块、配电模式切换模块、故障及报警模块、自动电站失电恢复模块、自动电站轻载解列模块、自动电站超载投入模块、自动电站故障模块、重载起动功率管理模块、过载功率管理模块、自动电站判断模块、单向风机控制模块、双向风机控制模块、两泵互备控制模块、三泵互备控制模块。0014控制器软件支持13种配电模式，每种模式下的功率计算如下00151、正常疏浚模式0016适合于耙吸挖泥、吹填作业。0017左右轴带发电机分别向左右主变压器、左右高压冲水泵变频器、左右泥泵变频。
13、器供电。0018左右主变压器分别向左右艏部低压主配电板供电。0019低压主配电板由柴油发电机组供电。说明书CN104420491A3/7页50020功率管理计算0021PME左PCPP左GBPDPSG左SGKW0022PME右PCPP右GBPDPSG右SGKW0023PSG左PDT左PJP左PDP左KW0024PSG右PDT右PJP右PDP右KW0025PDT左P液压左P封水左P侧推KW0026PDT右P液压右P封水右KW0027P1GP2GP3GP设备KW00282、左轴带发电机疏浚模式0029适合于单台泥泵疏浚作业、抛泥及单泵降功率双泵吹填作业。0030左轴带发电机向左右主变压器、左右高压。
14、冲水泵变频器、左右泥泵变频器供电。0031左右主变压器分别向左右艏部低压主配电板供电。0032右轴带发电机不工作或故障。0033低压主配电板由柴油发电机组供电。0034功率管理计算0035PME左PCPP左GBPDPSG左SGKW0036PME右PCPP右GBPDKW0037PSG左PDT左PDT右PJP左PJP右PDP左PDP右KW0038PDT左P液压左P封水左P侧推KW0039PDT右P液压右P封水右KW0040P1GP2GP3GP设备KW00413、右轴带发电机疏浚模式0042适合于单台泥泵疏浚作业、抛泥及单泵降功率双泵吹填作业。0043右轴带发电机向左右主变压器、左右高压冲水泵变频器。
15、、左右泥泵变频器供电。0044左右主变压器分别向左右艏部低压主配电板供电。0045左轴带发电机不工作或故障。0046低压主配电板由柴油发电机组供电。0047功率管理计算0048PME左PCPP左GBPDKW0049PME右PCPP右GBPDPSG右SGKW0050PSG右PDT左PDT右PJP左PJP右PDP左PDP右KW0051PDT左P液压左P封水左P侧推KW0052PDT右P液压右P封水右KW0053P1GP2GP3GP设备KW00544、左主变压器疏浚模式0055左轴带发电机向左主变压器、左高压冲水泵变频器、左泥泵变频器供电。0056右轴带发电机向右高压冲水泵变频器、右泥泵变频器供电。。
16、说明书CN104420491A4/7页60057左主变压器向左右艏部低压主配电板供电。0058右主变压器未工作或故障。0059低压主配电板由柴油发电机组供电。0060功率管理计算0061PME左PCPP左GBPDPSG左SGKW0062PME右PCPP右GBPDPSG右SGKW0063PSG左PDT左PJP左PDP左KW0064PSG右PJP右PDP右KW0065PDT左P液压左P液压右P封水左P封水右P侧推KW0066P1GP2GP3GP设备KW00675、右主变压器疏浚模式0068左轴带发电机向左高压冲水泵变频器、左泥泵变频器供电。0069右轴带发电机向右主变压器、右高压冲水泵变频器、右泥。
17、泵变频器供电。0070右主变压器向左右艏部低压主配电板供电。0071左主变压器未工作或故障。0072低压主配电板由柴油发电机组供电。0073功率管理计算0074PME左PCPP左GBPDPSG左SGKW0075PME右PCPP右GBPDPSG右SGKW0076PSG左PJP左PDP左KW0077PSG右PDT右PJP右PDP右KW0078PDT右P液压左P液压右P封水左P封水右P侧推KW0079P1GP2GP3GP设备KW00806、正常节能疏浚模式0081左右轴带发电机分别向左右主变压器、左右高压冲水泵变频器、左右泥泵变频器供电。0082左主变压器向左艏部低压主配电板供电。0083右主变压器。
18、向右艏部低压主配电板供电。0084右艏部低压主配电板通过联络开关，向低压主配电板供电。0085功率管理计算0086PME左PCPP左GBPDPSG左SGKW0087PME右PCPP右GBPDPSG右SGKW0088PSG左PDT左PJP左PDP左KW0089PSG右PDT右PJP右PDP右KW0090PDT左P液压左P封水左P侧推KW0091PDT右P液压右P封水右P设备KW00927、远距离调遣模式10093左轴带发电机向左右中压主配电板、左右低压主配电板、左主变压器供电。0094左主变压器向左右艏部低压主配电板供电。说明书CN104420491A5/7页70095右主变压器未工作或故障。0。
19、096艏部低压主配电板通过联络开关，向低压主配电板供电。0097功率管理计算0098PME左PCPP左GBPDPSG左SGKW0099PME右PCPP右GBPDKW0100PSG左PDT左PJP左PDP左PJP右PDP右KW0101PDT左P液压左P左P液压右P右P设备P侧推KW01028、远距离调遣模式20103左轴带发电机向左右中压主配电板、左右低压主配电板、右主变压器供电。0104右主变压器向左右艏部低压主配电板供电。0105左主变压器未工作或故障。0106艏部低压主配电板通过联络开关，向低压主配电板供电。0107功率管理计算0108PME左PCPP左GBPDPSG左SGKW0109PM。
20、E右PCPP右GBPDKW0110PSG左PDT右PJP左PDP左PJP右PDP右KW0111PDT右P侧推P液压左P封水左P液压右P封水右P设备KW01129、远距离调遣模式30113右轴带发电机向左右中压主配电板、左右低压主配电板、左主变压器供电。0114左主变压器向左右艏部低压主配电板供电。0115右主变压器未投入或故障。0116艏部低压主配电板通过联络开关，向低压主配电板供电。0117功率管理计算0118PME左PCPP左GBPDKW0119PME右PCPP右GBPDPSG右SGKW0120PSG右PDT左PJP左PDP左PJP右PDP右KW0121PDT左P侧推P液压左P封水左P液压。
21、右P封水右P设备KW012210、远距离调遣模式40123右轴带发电机向左右中压主配电板、左右低压主配电板、右主变压器供电。0124右主变压器向左右艏部低压主配电板供电。0125左主变压器未投入或故障。0126艏部低压主配电板通过联络开关，向低压主配电板供电。0127功率管理计算0128PME左PCPP左GBPDKW0129PME右PCPP右GBPDPSG右SGKW0130PSG右PDT右PJP左PDP左PJP右PDP右KW0131PDT右P侧推P液压左P封水左P液压右P封水右P设备KW013211、左轴带发电机航行模式0133左轴带发电机向左右中压主配电板、左右低压主配电板配电模式说明书CN。
22、104420491A6/7页80134右轴带发电机不工作或故障。0135低压主配电板通过联络开关，向艏部左右低压主配电板供电。0136功率管理计算0137PME左PCPP左GBPDPSG左SGKW0138PME右PCPP右GBPDKW0139PSG左PJP左PDP左PJP右PDP右KW0140P1GP2GP3GP侧推P液压左P液压右P封水左P封水右P设备K014112、右轴带发电机航行模式0142右轴带发电机向左右中压主配电板、左右低压主配电板配电模式0143左轴带发电机不工作或故障。0144低压主配电板通过联络开关，向艏部左右低压主配电板供电。0145功率管理计算0146PME左PCPP左G。
23、BPDKW0147PME右PCPP右GBPDPSG右SGKW0148PSG右PJP左PDP左PJP右PDP右KW0149P1GP2GP3GP侧推P液压左P液压右P封水左P封水右P设备KW015013、停泊模式0151左右轴带发电机不工作。0152低压主配电板由柴油发电机供电。0153低压主配电板通过联络开关向左右艏部低压主配电板供电。0154功率管理计算0155PME左PCPP左/GBPDKW0156PME右PCPP右GBPDKW0157P1GP2GP3GP侧推P液压左P封水左P液压右P封水右P设备KW0158功率操作控制台包含计算机监控终端和监控软件，监控软件运行在基于WINDOWS操作系统。
24、的计算机上，监控软件包括自动电站状态判断模块、开关状态判断模块、功率计算模块、模式切换模块、功率管理模块、报警模块。0159监控软件与控制器软件之间，通过OPCSERVER进行通讯，通讯链路是基于100MB以太网。0160监控软件提供数据的实时监控，主要功能如下01611、配电模式的切换；01622、功率的自动管理分配；01633、监视中压配电板工作；01644、监视主变压器工作；01655、监视并对柴油发动机组、低压主配电板进行管理；01666、当低压配电板由轴带发动机供电时，若低压主配电板失电，则柴油发动机组自动起动；01677、执行并监视中压配电板的负荷转移；01688、监视泥泵的起动，同时为泥泵的起动释放足够的功率；说明书CN104420491A7/7页901699、监视高压冲水泵的起动，同时为高压冲水泵的起动释放足够的功率；017010、监视艏侧推器的起动，同时为艏侧推器的起动释放足够的功率；017111、防止主机过载；017212、防止轴带发电机过载；017313、防止主变压器过载；017414、系统报警的显示。说明书CN104420491A1/2页10图1说明书附图CN104420491A102/2页11图2说明书附图CN104420491A11。