一种船舶电力系统参数在线实时高速检测与共享系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种船舶电力系统参数在线实时高速检测与共享系统，包括：第一船用交换机，与船舶电力系统的电力参数检测仪连接，所述参数检测仪检测分析所得数据传输至所述第一船用交换机进行共享；工控机，通过数据采集卡与船舶电力系统的多个传感器和多个执行器连接，获取并存储传感器的采集数据和执行器的执行量；第二船用交换机，与所述工控机连接，所述工控机存储的参数通过所述第二船用交换机与船舶局域网的上位机进行共享；所述第一船用交换机与所述第二船用交换机连接，进行数据共享，本实用新型专利技术获得电气参数的瞬时值，解决依靠电气仪表参数检测的速度慢，仅仅获得电气参数有效值的信息量不足问题。参数有效值的信息量不足问题。参数有效值的信息量不足问题。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶电力系统参数在线实时高速检测与共享系统


[0001]本技术涉及船舶电力系统及其自动化领域，尤其涉及一种船舶电力系统参数在线实时高速检测与共享系统。

技术介绍

[0002]海上运输类船舶朝着超大型化方向发展及其电力推进的运用等，促使船舶电力系统的容量快速增长。电力推进船舶形成了“发电
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配电与变换
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大功率推进”的电气化船舶动力系统，改变了传统内燃机推进的船舶动力系统模式，使得船舶主动力系统的功率密度、工作效率、灵活配置、节约燃油和大幅度提高船舶机动性方面显示出明显的优越性。
[0003]目前船舶电力系统参数检测主要依靠电力系统电气仪表进行检测，参数检测速度慢，仅仅能获得船舶电力系统电气参数的有效值信息；由于船舶电力系统多为三相交流电制式，依靠电气仪表的参数检测方式，交流电气参数的波形信息不能及时获得，形成了实时获得完整的船舶电力系统瞬时信息的瓶颈。在实时识别船舶电力系统故障、提高船舶电力系统及其船舶航行的可靠性方面，需要获取船舶电力系统的电气参数的瞬时值及其三相波形等信息，以便于进行例如频谱分析等的进一步故障特征提取与分析，因此必须运用数据高速采集技术，以获得足够的三相船舶电力系统参数信息。超大型船舶，例如：豪华邮轮、军用航母等的电力系统可靠性直接关系到船舶的安全航行，其安全问题对国家和社会也会产生重大影响，因此本技术在超大型船舶电力系统的故障识别及其可靠供电、保障船舶电力系统的长久不间断供电具有价值。
[0004]随着船舶电力系统额定容量日益增大、系统越来越复杂和可靠性要求非常高等，产生了对船舶电力系统进行在线故障识别与诊断的要求。现有船舶电力系统依靠电力电气仪表进行参数检测，检测速度慢，仅仅能获得船舶电力系统电气参数的有效值，而不能获取三相交流电的波形信息包括波形的幅值、相位和正弦波形态等信息，电气仪表的有效值检测方法无法实现瞬时值检测与波形的检测，一些反映电力系统故障的特征信息不能获取。船舶电力系统的电气仪表检测方法获得的参数信息对于故障识别、判断故障的演化过程和趋势、识别微小故障等，信息量不足，从而可能出现误判故障或不能诊断问题；当故障扩大化不能得到有效控制时容易发生全船失电事故，船舶在海洋上长久的安全航行存在一定的隐患。

技术实现思路

[0005]针对现有船舶电力系统依靠电力电气仪表进行参数检测的检测速度慢，仅仅能获得船舶电力系统电气参数的有效值的问题，本技术提供一种船舶电力系统参数在线实时高速检测与共享系统。
[0006]本技术提供的船舶电力系统参数在线实时高速检测与共享系统，包括：
[0007]第一船用交换机，与船舶电力系统的电力参数检测仪连接；
[0008]数字控制器，连接外设对船舶电力系统进行控制作用、与第一船用交换机连接；
[0009]服务器，与第一船用交换机连接，且通过海事卫星与陆地广域网连接；
[0010]工控机，通过高速数据采集卡与船舶电力系统的多个传感器和多个执行器连接；
[0011]第二船用交换机，与工控机、第一船用交换机以及船舶局域网的上位机连接；
[0012]工控机在线实时高速采集船舶电力系统的电气参数信息，通过第二船用交换机与上位机在船舶局域网范围实施电气参数信息共享，通过第一船用交换机与服务器、海事卫星在陆地广域网范围实施电气参数信息共享，船舶电力系统电气参数还由电力参数检测仪进行检测与分析，获得的信息传输到第一船舶交换机进行共享。
[0013]在一些实现方式中，所述第一船用交换机通过工业网关与船舶电力系统的电力参数检测仪连接。
[0014]在一些实现方式中，所述工控机通过高速采集信号转换接口与船舶电力系统的多个传感器和多个执行器连接。
[0015]在一些实现方式中，所述的船舶电力系统参数在线实时高速检测与共享系统，还包括：
[0016]工业触摸屏，与所述第一船用交换机连接；
[0017]工业触摸屏从第一船用交换机获得共享数据并进行共享数据的实时显示，工业触摸屏上的操作信号由工业触摸屏接收后发回第一船舶交换机进行共享。
[0018]在一些实现方式中，所述电气参数信息包括电气量瞬时值及其波形。
[0019]在一些实现方式中，第一船用交换机、数字控制器、工控机、第二船用交换机、工业网关、高速采集信号转换接口、工业触摸屏的数量是可扩展的。
[0020]与现有技术相比，本技术的船舶电力系统在线参数检测与共享系统至少能够带来如下有益效果：
[0021]本技术的系统能够获取船舶电力系统电气量的瞬时值信息，解决完整地获取船舶电力系统50Hz或60Hz工频下电气三相交流电电气参数的瞬时变化的正弦波形态及其包含的故障特征信息问题，获得的特征信息可用于船舶电力系统的故障识别与控制等。获得的三相交流电电气参数的幅值、相位和正弦波波形等瞬时值及其预处理后的信息可以通过船舶局域网在船舶范围内进行共享，以便于对船舶电力系统发生的故障进行识别与控制；也可以依托服务器及其网络连接到海事卫星，传输到广域网供陆地系统进行共享实现故障识别。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。
[0023]图1是本技术实施例提供的船舶电力系统在线参数检测与共享系统示意图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设
计。因此，以下对在附图中提供的本技术实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0025]本技术提供的系统将传统船舶电力系统数字控制技术、电力系统集中监视技术与高速数据采集技术、局域网信息共享技术、广域网信息共享技术等相结合，形成用于获得船舶电力系统完整特征信息的参数高速检测与共享系统。船舶电力系统信息共享是船舶电力系统故障识别与诊断的重要基础，运用高速数据采集技术、网络技术和云服务技术及时掌握船舶电力系统的运行状态，对于提高船舶电力系统运行及其船舶航行的安全可靠性非常有价值。传统的船舶电力系统的电气仪表检测所获得的参数信息对于故障识别、判断故障的演化过程和趋势、识别微小故障等，信息量不足，从而可能出现误判故障或无法诊断问题；当故障扩大化不能得到有效控制时容易发生全船失电事故，船舶在海洋上长久的安全航行存在一定的隐患。
[0026]如图1所示，本实施例提供的船舶电力系统参数在线实时高速检测与共享系统，包括：
[0027]第一船本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船舶电力系统参数在线实时高速检测与共享系统，其特征在于，包括：第一船用交换机，与船舶电力系统的电力参数检测仪连接；数字控制器，连接外设对船舶电力系统进行控制作用、与第一船用交换机连接；服务器，与第一船用交换机连接，且通过海事卫星与陆地广域网连接；工控机，通过高速数据采集卡与船舶电力系统的多个传感器和多个执行器连接；第二船用交换机，与工控机、第一船用交换机以及船舶局域网的上位机连接；工控机在线实时高速采集船舶电力系统的电气参数信息，通过第二船用交换机与上位机在船舶局域网范围实施参数信息共享，通过第一船用交换机与服务器、海事卫星在陆地广域网范围实施参数信息共享，船舶电力系统电气参数还由电力参数检测仪进行检测与分析，获得的信息传输到第一船舶交换机进行共享。2.根据权利要求1所述的船舶电力系统参数在线实时高速检测与共享系统，其特征在于，所述第一船用交换机通过工业网关与船舶电...

【专利技术属性】
技术研发人员：施伟锋，王丹，黄鹤，施裕奇，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：新型
国别省市：