船舶主机遥控系统的设计与实现

论文摘要

船舶主机一般可以在机旁、集控室和驾驶台三个操作部位进行操作和控制。当离开机旁在集控室或驾驶台操作时,无法通过机旁操纵机构直接操纵主机,这就需要在操纵部位与主机之间设置一套能够对其进行远距离操纵的控制系统,称为主机遥控系统。主机遥控系统能够对主机进行起动、换向、停车等逻辑控制和对主机的转速进行闭环控制,还可以对主机转速和负荷进行必要的限制,并有必要的安保功能。主机遥控系统不仅能改善轮机人员的工作条件,改善操作性能,还能提高船舶航行的安全性,以及主机工作的经济性和可靠性,是轮机自动化的重要组成部分,也是现代化船舶实现无人机舱必不可少的条件之一主机遥控系统根据采用设备及实现手段的不同,可分为气动式、电动式、电——气式、电——液式和微机控制的主机遥控系统。微机控制的主机遥控系统主要是由PLC或微型计算机及其接口电路组成,只有驱动机构采用气动或电动元件。遥控系统的功能主要是由软件实现的,具有应用灵活、功能强大、适用性强和可靠性高的特点,近几年下水的船舶几乎全部采用微机控制,并朝着分布式和网络化的方向发展。鉴于此,本文设计了一套用于控制船舶主机的西门子S7-300PLC程序,实现了船舶主机遥控系统的操作地点转换、起动、转速控制、安全保护等功能,并且对相应的PLC硬件进行选型设计。本文的核心内容为西门子S7-300程序设计,运用STEP 7编程语言中的梯形图设计开发PLC程序,程序包括起动条件、起动、转换应答、给定转速算法、闭环控制、转速控制等几部分内容,通过优化程序和不断地调试,本套PLC程序实现了船舶主机遥控系统起动、转速控制、安全保护、操作地点转化等部分功能,今后还需进一步完善。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 可编程控制器技术的发展动态
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 船舶主机遥控系统的综述
• 2.1 概述
• 2.2 船舶主机遥控系统的发展
• 2.3 船舶主机遥控系统的组成
• 2.4 船舶主机自动遥控系统的主要功能
• 2.4.1 操作部位切换功能
• 2.4.2 逻辑程序控制功能
• 2.4.3 主机的转速与负荷控制功能
• 2.4.4 安全保护及应急操纵功能
• 2.4.5 模拟试验功能
• 2.5 船舶主机遥控系统的类型
• 第3章 船舶主机气动操纵系统
• 3.1 MAN-B&W-MC/MCE型主机气动操纵系统简介
• 3.2 集控室操纵
• 3.2.1 停车
• 3.2.2 换向
• 3.2.3 起动
• 3.2.4 运行中换向起动
• 3.3 驾驶室遥控
• 3.4 机旁应急操纵
• 3.4.1 停车
• 3.4.2 换向
• 3.4.3 起动
• 3.4.4 供油调速
• 3.4.5 安保断油
• 第4章 基于PLC的船舶主机遥控系统硬件设计
• 4.1 主机遥控系统中S7-300PLC的硬件设计
• 4.2 三地PLC硬件设计与选型
• 4.2.1 CPU 313C-2DP模块
• 4.2.2 数字量输入模块SM321
• 4.2.3 数字量输出模块SM322
• 4.2.4 模拟量输入模块SM331
• 4.2.5 模拟量输出模块SM332
• 4.2.6 电源模块
• 4.2.7 接口模块
• 4.2.8 通信处理器模块
• 第5章 基于PLC的船舶主机遥控系统软件设计
• 5.1 PLC编程技术
• 5.1.1 STEP7的程序块类型
• 5.1.2 组织块
• 5.1.3 数据块
• 5.1.4 功能块
• 5.2 船舶主机遥控系统逻辑控制程序设计
• 5.2.1 控制位置切换程序设计
• 5.2.2 起动程序设计
• 5.2.3 监测报警程序设计
• 5.2.4 转速控制程序设计
• 第6章 结论与展望
• 6.1 研究结论
• 6.2 工作不足及展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历