船舶电站是船舶及其电力系统的核心，船舶电站自动化是机舱自动化的重要组成部分。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；随着网络技术的普遍应用，港航移动目标的远程监控也成为船舶管理的一个重要方向。良好的监控系统可以极大地降低下作人员劳动强度。提高工作效率，提高电站供电的稳定性和可靠性。
可编程逻辑控制器(PLC)和触摸屏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_。触摸屏以其易于操作、坚固耐用、反应速度快、节省空间等优点，使其在工业控制领域得到了广泛应用，解决了很多计算机所无法解决的问题。
本文针对交流380 V 50 Hz船舶电站，设计基于施耐德XBTGT系列触摸屏和M340系列PLC的船舶电站监控系统和监控软件。
1、监控系统硬件设计
本系统主要包括计算机PC上位机、触摸屏、PLC、3台发电机并联保护单元PPU(Paralleling and Protection Unit)和3台柴油发电机组。其中1号和2号发电机组作为常规发电机使用，3号发电机组町以通过转换开关切换为应急发电机使用。PC上位机通过网络访问触摸屏监控软件，或直接操作触摸屏实现对PLC下位机的控制。监控界面通过实时动画、状态显示开关及数字和模拟表头显示，跟踪显示船舶电站的运行状态，利用其功能按键可以完成对电站设备的操作。系统结构框图如图l所示。
施耐德Modieon M340系列PLC具有结构紧凑、外形精巧、处理高效、存储容量大、维护便捷、性能稳定可靠的特点，并且其集成通用串行总线(USB)、以太网、CANopen及Modbus通信接口，非常适合船舶电站的控制管理。
PPU具有单机与其他发电机自动并网功能：同步、功率与频率控制等控制功能：逆功率保护、过流保护等保护功能：监测电网电压与电流和电池组电压与电流的监测功能：其接口非常适用于PLC控制系统：引。所以本系统采用PPU配合PLC控制电站功能。
图1 系统结构框图
2 系统软件设计
2．1软件功能设计
监控软件以控制和实时监测现场设备各参数为中心。具有功能完善、操作简便、可视性好的特点，下面介绍具体功能。
2．1．1 电站参数与运行状态的监测与显示
船舶电站监控系统可采集、显示电站的基本参数与运行状态，集中显示于监控界面，便于对参数和电站工作状态的查看。
2．1．2故障的监测、报警与处理
实时监测电站运行状态及参数，判断故障发生及故障类型，并产生声光报警。本系统设置的主要故障报警类型有发电机主开关阻塞故障报警、发电机主开关合闸失败故障报警、发电机启动失败故障报警、母线电压上下限报警、母线频率上下限报警、380 V和220 V母线绝缘等级低报警、重要设备交直流电源故障报警等。界面设置有消声、消闪按钮。
母线电压和频率波动应满足表1所规定的变化范围。超出范围则产生报警。
表1 母线电压、频率波动范围
2．1．3信息的显示、存储与打印
监控界面设置有故障信息显示页面，显示当前故障信息及历史故障信息，如故障类型、发生时间、持续时间等。该信息全部存储于触摸屏的紧凑式闪存CF(Compact Flash)卡内。
常规数据集中显示于数据界面，便于工作人员观察和处理，并对重要数据每隔1s采集1次，将数据存储于触摸屏CF卡内。便于分析电站工作状态。触摸屏通过USB端口外接打印设备，可以打印以上信息，便于系统分析使用。
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