畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于plc的船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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1、上世紀(jì)五十年代以來(lái)，船舶自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)歷了由輪機(jī)當(dāng)班人員在機(jī)旁依照駕駛臺(tái)指令操作的本地控制、采用機(jī)艙集控室的集中控制、機(jī)艙無(wú)人值班船舶到屬于全自動(dòng)化以節(jié)能為中心的網(wǎng)絡(luò)型的發(fā)展過(guò)程。也就是在這個(gè)發(fā)展形勢(shì)I，主機(jī)遙控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生并發(fā)展迅速。因?yàn)槭澜缰饕齑瑖?guó)家船級(jí)社已把主機(jī)遙控系統(tǒng)作為“無(wú)人機(jī)艙”規(guī)范中不可缺少的部分。隨著船舶自動(dòng)化水平的不斷提高，船舶主機(jī)遙控技術(shù)發(fā)展也很快，近兒年下水的船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)幾乎全部采用微機(jī)控制，它的主要特點(diǎn)是采用微型計(jì)算機(jī)用軟件編程的方法，代替了常規(guī)硬件電路的邏輯和數(shù)字運(yùn)算

2、功能。而0前設(shè)計(jì)采用微機(jī)控制的遙控系統(tǒng)主要有兩種方案：一是釆用專用或通用工業(yè)控制微機(jī)，如西門子DIFA系列微機(jī)主機(jī)遙控系統(tǒng)，挪威康士伯的Autochief系列微機(jī)主機(jī)遙控系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)有交通部上海船舶運(yùn)輸科學(xué)研允所研制的CY8800型微機(jī)主機(jī)遙控；另外是采用可編程序控制器，如西門子SIMOSRCS51型號(hào)PLC柴油主機(jī)遙控系統(tǒng),但國(guó)內(nèi)還沒有推廣應(yīng)用的PLC主機(jī)遙控系統(tǒng)正式成熟產(chǎn)品。因此，利用可編程序控制器為控制核心開發(fā)中速主機(jī)遙控系統(tǒng)，也具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景?？贘'編程序控制器(Programmab

3、leLogicController,簡(jiǎn)稱PLC)是在六十年代后期和七十年代初期問世的，是面向用戶的電子計(jì)算機(jī)，能用來(lái)完成各種各樣的復(fù)雜程度不同的工業(yè)控制功能，一度成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的三大支柱。PLC的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：1.靈活性可編程控制器的出現(xiàn)，電氣工程師不必為每套設(shè)備配置專用控制裝置，硬件設(shè)備可以采用相同的可編程控制器，只編寫不同應(yīng)用軟件即可，這樣，能滿足所控制生產(chǎn)流程頻繁變化的耍求。而且，可以用一臺(tái)可編程序控制器控制兒臺(tái)操作方式完全不同的設(shè)備?？删幊绦蚩刂破鳛樵O(shè)計(jì)的改進(jìn)和修訂提供了極其

4、方便的手段，大大縮短了更新吋間。2.成木低、可靠性高可編程序控制器提供的繼電器觸點(diǎn)、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、順控器的數(shù)量與實(shí)際數(shù)量的繼電器、計(jì)數(shù)器、順控器相比要便宜的多。在硬件上采取光電隔離、濾波等技術(shù)，軟件上采取自診斷等技術(shù)，因此可靠性大大高于機(jī)械和電器繼電器。3.構(gòu)成簡(jiǎn)單，使用方便可編程序控制器采用模塊化結(jié)構(gòu)，用戶只要根據(jù)被控系統(tǒng)輸入/輸出信號(hào)的性質(zhì)及點(diǎn)數(shù)多少，選擇相應(yīng)的模塊，很容易構(gòu)造出需要的按制系統(tǒng)。1.可維護(hù)性好可編程序控制器由各種功能模塊組合而成，這樣，一旦出現(xiàn)故障，系統(tǒng)的自檢功能將指出故障部

5、位，維修人員便可方便地更換模塊，使維修時(shí)間降低到最低程度。同時(shí)，亦大大壓縮了備件庫(kù)存。2.模擬調(diào)試可編程序控制器能夠?qū)Ρ豢刂茖?duì)象在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行模擬調(diào)試，縮短現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試時(shí)間，不需在現(xiàn)場(chǎng)花費(fèi)大量吋間進(jìn)行調(diào)試。3.強(qiáng)大的通訊能力目前，世界上各大可編程序控制器生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的PLC,均可通過(guò)通訊處理模塊或通訊處理卡組成網(wǎng)絡(luò)，或連接到現(xiàn)場(chǎng)總線，以滿足現(xiàn)代規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能綜合、因素眾多的工程大系統(tǒng)的控制要求m。隨著微電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)等的發(fā)展，PLC在技術(shù)和功能上也發(fā)生了

6、巨大的飛躍。在初期邏輯運(yùn)算大基礎(chǔ)上，增加了數(shù)值運(yùn)算、閉環(huán)調(diào)節(jié)功能，增加了模擬量和PID調(diào)節(jié)模塊；運(yùn)算速度提高，CPU的能力趕上丫工業(yè)控制機(jī)算機(jī)；通訊功能的提高發(fā)展丫多種局部總線和網(wǎng)路（LAN）,因而也可構(gòu)成一個(gè)集散系統(tǒng)，特別是個(gè)人計(jì)算機(jī)也被吸收到PLC系統(tǒng)中。正是由于PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，使其更多的應(yīng)用于船舶設(shè)備的控制中來(lái)，發(fā)揮其適應(yīng)惡劣環(huán)境、線路簡(jiǎn)單、程序容易修改的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)船舶的自動(dòng)化控制，它在主機(jī)遙控系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)一定會(huì)成為新吋期發(fā)展的焦點(diǎn)。木文針對(duì)不可倒轉(zhuǎn)中速柴油機(jī)，減速可逆齒輪箱和固定

7、螺距槳組成的船舶推進(jìn)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)一套以可編程序控制器為核心的主機(jī)遙控系統(tǒng)。具體完成的內(nèi)容和工作有：1.中速機(jī)主機(jī)遙控裝置功能設(shè)汁，主要包括操縱方式及操縱方式轉(zhuǎn)換功能，換向及邏輯控制功能，程序調(diào)速功能，安全保護(hù)和故障報(bào)警功能，系統(tǒng)故障檢測(cè)，參數(shù)修改功能等。2.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，主要包括機(jī)旁控制箱、主控箱、集控駕控信號(hào)板的硬件電路設(shè)計(jì)，以及外圍模塊和輸入輸出斷線檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì)。3.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，木文主要對(duì)控制方式的選擇、起動(dòng)、應(yīng)急倒車、轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)送速率限制、臨界轉(zhuǎn)速In］避等利用STEP75.3版本進(jìn)行了L

8、AD編程。1船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)的基本技術(shù)要求1.1概述主機(jī)遙控系統(tǒng)是指對(duì)主機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離遙控，也就是把主機(jī)的操縱地點(diǎn)從機(jī)旁延伸到了集控室和駕駛臺(tái)，主機(jī)遙控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)艙的必要條件之一。主機(jī)遙控系統(tǒng)根據(jù)操縱場(chǎng)所的不同來(lái)劃分，可分為機(jī)旁、集控室、駕駛臺(tái)三種操作方式，駕駛?cè)藛T可用車鐘通過(guò)電子邏輯系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)直接操縱主機(jī)，也可以利用轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到集控室遙控。一般在正常情況下，使用駕駛臺(tái)遙控方式，當(dāng)駕駛臺(tái)自動(dòng)遙控系統(tǒng)發(fā)生故障吋，就轉(zhuǎn)到集控室遙控，若集控室遙控系統(tǒng)也發(fā)生故障，還可以轉(zhuǎn)到機(jī)旁進(jìn)行