对转式吊舱回转系统的设计

论文摘要

作为电力推进系统的一种方式,吊舱式推进器在船舶上应用了很多年,特别是客船、破冰船、工程船。其优异的性能使其获得了越来越广泛的应用。吊舱式推进器的一个分支就是对转式吊舱推进系统。国内在这一领域起步较晚,与发达国家有较大的差距。因此有必要对其进行一些研究。本文首先在充分收集国内外相关技术资料的基础上介绍船舶电力推进的发展进程以及对转吊舱式电力推进系统的优势。并且针对要求设计了一套实验系统,该实验系统由上位机(PC)与PLC组成控制系统,变频器与电动机组成执行机构。本文完成了系统硬件的选型和PLC的软件的编写。根据设计,实现了对吊舱的360度回转控制、回转速度闭环控制、回转位置检测等功能。本论文共分为五章,首先文章介绍了电力推进船舶的发展概况,详细介绍了电力推进船舶中的吊舱式推进器的发展状况及对转式吊舱的特点。接下来针对设计中所涉及的各组成部分进行介绍。文章详细地介绍了本次试验设计的理论基础、试验设备和试验方法。对试验当中涉及到的异步电动机的调速的基本原理、变频器的原理、变频系统的基本组成以及基本调速原理、控制方式和选型进行了详细说明。本文还详细的介绍了PLC的原理、功能、现代PLC控制技术及相关模块的功能、及相关扩展模块的选型,接着是硬件的设计和选型软件的编写。经过实验取得了较为满意的结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 概述
• 1.2 对转吊舱电力推进系统
• 1.3 吊舱电力推进技术的现状与展望
• 1.3.1 国外相应技术与现状
• 1.3.2 国外相应技术与现状
• 1.3.3 吊舱电力推进技术的发展趋势
• 1.4 相关领域的关键技术
• 1.4.1 电动机技术的发展
• 1.4.2 交流变频技术的发展
• 1.4.3 PLC技术
• 1.5 课题提出及主要任务
• 第2章 变频器原理
• 2.1 变频器调速原理
• 2.2 变频器的基本结构
• 2.2.1 变频器的主电路
• 2.2.2 变频器的控制电路
• 2.3 高性能变频器
• 2.4 变频器调速的优点
• 第3章 可编程控制器技术
• 3.1 PLC的产生与发展
• 3.2 PLC的主要特点
• 3.3 PLC的基本结构
• 3.4 PLC的主要功能
• 3.5 PLC的工作原理
• 3.6 S7-200系列 PLC
• 3.6.1 S7-200的 CPU模块
• 3.6.2 CPU扩展模块
• 3.6.3 S7-200的编程语言与程序结构
• 3.6.4 S7-200的网络通信协议
• 3.6.5 通信硬件组态
• 3.7 S7-200系列 PLC的软件
• 3.7.1 S7-200的编程语言与程序结构
• 3.7.2 PLC的程序设计
• 第4章 对转式吊舱回转系统的硬件设计
• 4.1 二重回转吊舱电力推进回转系统
• 4.2 系统结构总体说明
• 4.2.1 对转式吊舱电力推进回转系统工作状况分析
• 4.2.2 系统的总体设计
• 4.3 系统设备选型及硬件设计
• 4.3.1 PLC及相关扩展模块选型
• 4.3.2 吊舱回转驱动电机的选型
• 4.3.3 变频器的制动方式的选择
• 4.3.4 变频器选型及相关参数的设定
• 4.3.5 减速装置
• 4.3.6 位置传感器的选型
• 4.3.7 变频器电路的连接
• 第5章 系统控制软件的设计
• 5.1 系统软件的设计要点
• 5.2 回转角度信息
• 5.3 控制程序的设计
• 5.3.1 吊舱正反转控制
• 5.3.2 回转速度调节
• 5.4 抗干扰设计
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历