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小型透平发电机计算机仿真平台研究

作　者: 孙树海
导　师: 章青
学　校: 天津大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 仿真 透平控制系统 控制模型 OPC协议
分类号: TM31
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 78次
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内容摘要


随着现代科技的快速发展,海洋采油平台的电气化和自动化程度有了很大提高,对于电力的依赖也不断加深,相应的对平台电站的可靠性和稳定性要求提高。电站设备的质量和平台技术人员的水平是影响供电质量的两大因素,论文所述的透平发电机控制系统仿真,对于这两个条件的改进和提高具有重要意义。论文以Mars100透平发电机为模型,介绍了透平系统的结构,分析了透平工作原理和透平控制理论,并将控制理论和Mars100相结合,研究了透平控制系统的工作过程时序,建立了透平计算机仿真系统,并进行了仿真试验。主要内容有:1.介绍了透平系统的三大部件——压缩机、燃烧室和透平,建立其热力循环图,分析了透平工作原理和透平系统的过渡工作状态。2.分析了透平控制理论,结合比例积分算法建立包括激励器输出、控制模式、燃料需求、NGP、NPT和T5控制环等几个控制块的控制模型。将理论与实际相结合,建立了双燃料系统和润滑系统的工作过程时序,为随后的透平仿真奠定了基础。3.基于OPC协议,运用VB高级语言和工控软件,建立了透平仿真系统。将RSLogix5和RSLogix emulate5工控软件通过RSLinx软件与组态软件WINCC进行通信和数据传输,通过PC ACCESS实现了S7-200PLC与组态软件WINCC的数据交换,同时,透平控制柜与S7-200PLC相连,在组态软件中,对燃料和润滑系统进行了设计,对T5温度、NGP转速、NPT转速所涉及的变量进行了归档和数据处理,建立了VB客户端,这样,就建立了透平仿真系统。根据Mars100透平发电机的运行情况,对透平的启动过程进行了仿真试验。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 透平发电机组及其仿真系统的发展概况  7-9
    1.1.1 透平发电机组的发展概况  7-8
    1.1.2 国内外透平发电机的技术发展  8-9
    1.1.3 透平发电机仿真器发展近况  9
  1.2 课题的提出  9-10
  1.3 本课题的研究内容  10-13
    1.3.1 计算机仿真技术  10-11
    1.3.2 基于OPC 技术的数据通讯  11-12
    1.3.3 透平控制系统仿真的内容  12-13
第二章 海洋平台透平发电机工作原理  13-33
  2.1 透平轮机的结构组成概述  13-18
    2.1.1 压缩机  13-15
    2.1.2 燃烧室  15-17
    2.1.3 透平结构  17-18
  2.2 透平轮机工作原理  18-30
    2.2.1 透平轮机的热力循环  18-21
    2.2.2 透平轮机压缩机工作原理  21-24
    2.2.3 透平轮机燃烧室工作原理  24-26
    2.2.4 透平轮机透平工作原理  26-30
  2.3 透平轮机的过渡工作状态  30-33
第三章 透平发电机控制系统研究  33-51
  3.1 透平控制系统燃料和润滑过程时序  33-43
    3.1.1 透平气体燃料系统  33-35
    3.1.2 透平液体燃料系统  35-36
    3.1.3 透平气体燃料系统切换到液体燃料系统  36-37
    3.1.4 透平液体燃料系统切换到气体燃料系统  37-39
    3.1.5 透平润滑系统  39-43
    3.1.6 透平发电机风扇  43
    3.1.7 透平外壳风扇  43
  3.2 透平控制系统模型  43-51
    3.2.1 透平燃料流量控制模型  44-45
    3.2.2 透平控制环部分  45-49
    3.2.3 透平燃料需求部分  49
    3.2.4 透平控制模式选择部分  49-50
    3.2.5 激励器输出部分  50-51
第四章 透平控制系统计算机仿真平台  51-65
  4.1 透平仿真系统的模型架构  51-53
    4.1.1 透平控制系统仿真模型概述  51-52
    4.1.2 透平系统仿真器  52-53
  4.2 透平仿真系统VB 客户端的开发  53-59
    4.2.1 VB 客户端与组态软件的通讯  53-55
    4.2.2 VB 客户端的开发  55-59
  4.3 验证VB 客户端的合理性  59-65
    4.3.1 透平燃油计量阀的结构  59-60
    4.3.2 透平燃油计量阀的实验系统  60-62
    4.3.3 基于Simulink 的仿真实验  62-65
第五章 透平仿真系统实验研究  65-76
  5.1 引言  65-66
  5.2 透平系统仿真实验及对实验数据的分析  66-74
    5.2.1 透平系统在NGP 转速15%时的仿真实验  66-69
    5.2.2 透平系统在NGP 转速65%时的仿真实验  69-72
    5.2.3 透平系统在NGP 转速90%时的仿真实验  72-74
  5.3 透平仿真实验总结  74-76
第六章 全文总结  76-77
参考文献  77-79
发表论文和参加科研情况说明  79-80
致谢  80

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 发电机、大型发电机组（总论）
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