徐小华[1]2004年在《基于PLC技术的船舶辅助机械自动控制系统的研究》文中认为随着改革开放的深化和加入WTO,我国的内外贸易量大幅增长,因而作为外贸货物主要运输工具的船舶也得到飞速发展,船舶的大型化、自动化越来越被市场所需要。作为船舶自动化重要组成部分的船舶辅助机械自动控制系统也因采用高新技术获得新的生命力。 本文研究的工作主要包括六个部分:第一,根据船舶辅锅炉的工作特点,设计PLC在船舶辅锅炉自动控制系统中的应用方案,主要有PLC选型及输入输出点的设计,画出系统控制梯形图并分析工作原理;第二,根据交流叁速变极调速起货机的工作要求,确定采用PLC控制的方法,进行控制系统的硬件设计和软件设计,并分析工作原理;第叁,探讨了PLC在船用分油机的控制系统中的应用方法,确定系统组成、程序时刻表和程序流程图;第四,设计了PLC在叁相异步电动机控制中的应用,给出了控制梯形图、程序及输入、输出接线图;第五,研究了用PLC实现船舶组合起动屏自动控制的方法,进行了系统的电源设计和软件设计,给出系统工作流程图;第六,探讨了船舶机舱监视系统应用PLC的可行性,将继电器报警线路改为用PLC控制报警,给出系统硬件图和软件梯形图,并分析了PLC机的选型、抗干扰和应用PLC的经济效益和社会效益等问题。综合以上船舶辅助机械自动控制系统采用PLC技术的实例分析,可以得出船舶辅助机械自动控制系统不但可以使用PLC技术取代传统的继电器接触器控制技术,而且前者比后者更可靠、更小巧,维护保养更方便的结论,从而为船舶自动化开辟了一条新的路径。
冯志超[2]2008年在《基于PLC与组态软件的船舶锅炉监控系统》文中研究表明船用锅炉是远洋运输船舶必备的辅助设备之一。锅炉产生的蒸汽主要用来加热燃油、加热滑油、主机暖缸、驱动其它辅助机械以及生活杂用等。目前,经济全球化和一体化的飞速发展促进了船舶也朝大型和超大型方向发展,因此对锅炉蒸发量的要求将越来越大。与此同时,对锅炉经济性和安全性的要求也将越来越高。近年来,随着自控技术的飞速发展,船舶自动化控制系统也越来越完善。本文应用可编程控制器(PLC)硬件接口技术和组态王软件开发技术来实现船舶辅锅炉计算机监控。系统构成主要包括PLC模块、PLC扩展模块和软件设计等。系统采用西门子公司的S7-200系列PLC和北京亚控科技发展有限公司开发的组态王6.52软件。文章首先对船舶辅锅炉的自动控制系统进行阐述,明确锅炉自动控制系统的各个组成部分以及各个部分的控制对象和控制目标,简要分析其发展现状。其次文章对可编程序控制器和组态王软件进行分析,明确它们的工作原理和结构,分析它们的功能,确定把可编程序控制器和组态王软件应用于船舶锅炉的自动控制系统完全可行并能取得完美的监控效果。本文对船用锅炉的点火时序自动控制系统、水位自动控制系统、蒸汽压力自动控制系统、安全报警和手动控制系统进行了比较深入的研究。根据辅锅炉自动控制系统的特点,构建了船舶辅锅炉监控系统结构的组成和控制方案。文章对系统的输入、输出进行设计,同时对输入输出信号的采集与转换进行分析。在明确西门子S7-200PLC工作原理和开发特点的基础上,设计了锅炉点火时序控制程序、锅炉水位自动控制程序、蒸汽压力自动控制程序以及锅炉的安全保护程序等。最后在组态王软件中设计监控图形画面,根据对船舶辅锅炉的现场考察,合理布置设备画面,设计的画面尽量符合工业现场的要求。同时,在组态王中建立数据库、设置通讯参数、编写命令语言和配置运行系统等。最后,通过组态王与PLC建立连接,实现了船用辅锅炉的计算机监控系统。
刘金保[3]2012年在《定距桨侧推控制系统设计》文中研究表明船舶侧向推进器简称侧推器,是随现代船舶的发展而产生的新型推进装置。随着船舶的大型化和专业化以及对船舶操纵的高要求，越来越多的船舶装上侧推器来进行辅助操纵，侧推器已经成为辅助船舶操纵不可缺少的重要手段。因此，对侧推器及其控制系统的研究显得尤为重要。本文在深入研究了西门子系列PLC、变频调速系统、侧推器及其控制系统等相关文献的基础上制定出系统方案，搭建了以PLC、MM440变频器和定距桨侧推器为基础的硬件平台，设计了一套用于操纵和监测定距桨侧推装置的西门子PLC程序和WinCC监控系统，实现了定距桨侧推控制系统的操作地点转换、起动、停止、转速控制、报警监控和安全保护等功能。在实际的航行过程中，船舶的航行环境通常是不确定的，很难通过传统的数学工具来精确描述。侧推装置的操纵几乎都是驾驶员根据平时积累的经验进行手动控制的，在非常复杂的情况下，很难达到理想的控制效果。因此，为侧推装置增加一种采用智能控制算法的自动控制系统是非常必要的，本文设计了一个基于PLC和一维正态云模型算法的以实现船舶自动避障为目的的自动控制系统。本文对船舶侧推装置进行了较为系统的介绍，将在一定程度上提高人们对侧推器的认识；构建了以PLC、变频器和定距桨侧推器为基础的定距桨侧推控制系统，首次在PLC上实现了云模型算法，并将它应用到侧推控制系统中，为船舶侧推的控制提供了新的控制思路；本文所设计的侧推控制系统性能好、结构简单、效率高、节能、安全可靠且成本低，对促进侧推装置广泛应用于各类船舶、提高各类船舶的操纵性能将具有一定的推动作用。
张金男[4]2007年在《基于PLC控制技术的大功率直流电机调速系统的研究与设计》文中提出大功率直流调速系统具有调速性能优良、可靠性高的优点,被广泛的应用到各种工程船舶上,拖动机械设备,是工程船舶工程作业的动力核心。大功率直流调速系统是弱电控制与强电控制相结合的系统。系统弱电部分检测系统工作时的转速、电枢电流、电机温度、晶闸管温度等信号,根据检测到的信号发出控制信号;强电部分根据控制信号调节电动机转速,拖动绞刀、钻机等机械负载进行作业,以满足不同作业现场的需要。可编程控制器PLC是通用的自动化控制装置,是船舶实现自动化、智能化控制的核心控制元件。它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体,采用模块式组合设计,具有控制功能强,可靠性高、使用灵活方便,易于扩展等优点,在工程船舶上得到了广泛的应用。本文首先详细的介绍了大功率直流调速系统的基本原理,分析了调速系统的基本组成以及基本调速方法;然后系统的论述了现代PLC控制技术,介绍了PLC控制系统的基本设计方法;接着本文以经济性好、可靠性高的大功率晶闸管为调速系统可控整流电源,根据现代控制理论,采用转速-电流双闭环调速与弱磁调速相结合的方法对大功率直流调速系统的主电路、转速控制电路以及信号检测电路进行设计,结合现代PLC控制技术对调速系统运行进行控制,对电动机、晶闸管等元件主要参数进行监视、保护;最后利用Altium公司研发的电路图绘制软件Protel DXP对相关电路图进行绘制、直板、静态调试,取得了满意的效果。
王晶[5]2008年在《船舶机舱集中监控系统的设计与研究》文中研究指明随着计算机技术、通信技术、网络技术的发展,现代化船舶也向自动化和数字化技术的方向快速发展。机舱集中监控系统从早期的模拟式到数字式、分布式,现在已经逐步形成以网络集成自动化系统为主体的网络型结构。这为船舶适应日益严格的安全要求和高度自动化奠定了基础,同时也给船舶机舱自动化的发展带来一次飞跃。本文首先对几种现场总线和局域网各自的功能和特点进行深入的介绍,对机舱监测报警系统的各种功能:报警设定、报警闭锁、延伸报警、报警延时等进行了深入的分析研究。根据机舱监控系统的功能结构和发展趋势,设计了由MCGS组态软件、西门子300的PLC、PROFIBUS现场总线以及以太局域网构成的船舶集中监控系统。先对系统进行硬件设计,然后在软件STEP 7环境中和MCGS平台下实现底层PLC子站对船舶机舱内数据的采集、控制和报警功能,PLC子站与上位机的数据通信以及整个系统监控画面所实现的各项功能的软件设计和仿真。设计的船舶机舱集中监控系统紧密结合现代化船舶发展的趋势,实现了船舶机舱的网络化监控和全船数据资源共享,从而能最大程度地提高船舶航行的安全性、可靠性和经济性。经过对系统的功能测试证明,本文设计的船舶机舱集中监控系统适合应用于目前的大部分船舶,是一种可靠实用的监控系统。
代文泽[6]2017年在《铺管船自动化电站监控系统的设计与实现》文中研究说明铺管船是一种工程类作业船舶,其设备种类多,工况环境恶劣,协同作业控制复杂等诸多原因,原有铺管船电站难以达到供电连续性和可靠性的要求,与当前主流船舶电站自动化水平差距较大。为提高铺管船自动化水平、节省人力、节约能耗保证铺管船连续、高效、安全作业,在原有电站基础上进行改造设计。本论文设计了一套基于PLC和PPU的铺管船自动化电站监控系统,由下位机控制、监控、保护叁个子系统构成。下位机控制子系统由PLC和PPU构成,PPU主要用于并车参数的设置、检测与显示、控制并车条件,并网后实现功率的分配等功能;PLC强大的逻辑功能与PPU联合实现发电机组自动启停、自动并车、调频调载、重载问询与自动解列等铺管船自动化电站控制功能。监控子系统分为本地触摸屏监视与远程上位机(PC机)监控两部分完成,现场监视采用PROFIBUS-DP总线协议,实现PLC主站与PPU以及触摸屏从站之间的通讯,并利用TIA portal软件完成触摸屏监视界面与PLC控制程序的设计;远程监控运用以太网协议实现PC机和PLC之间通讯,由FameView组态软件完成监控界面的设计。由上述两部分来实现在现场和远程驾驶室对电站运行参数和状态的监测与显示、故障报警与记录以及电站的远程控制管理等功能。本文着重研究和介绍了铺管船自动化电站主要控制功能的实现原理和方法,完成了铺管船主配电屏的设计。完成了PLC与PPU联合控制程序的设计以及现场触摸屏监视界面和上位PC机远程监控界面的设计。文章最后结合铺管船实际设计了电站综合保护系统,为铺管船作业提供全面综合保护。经过投入实船使用,结果表明采用PLC与PPU联合控制技术,应用现场总线技术、以太网通信技术和组态监控技术,提高了铺管船的可靠性、安全性和经济性,能很好实现自动化电站的控制、监控和保护功能。
谭银朝[7]2014年在《基于Profibus现场总线的船舶电站监控系统开发研究》文中指出船舶作为一种最经济的运输方式，在交通运输中的地位是不可动摇的。随着世界经济的发展，对船舶自动化水平的要求越来越高，而船舶自动化很大程度上依赖于船舶电站的自动化。因此，船舶的大型化与自动化趋势便对船舶电站的自动化水平提出了新的要求。而随着自动控制技术、虚拟仪器技术、电力电子技术、计算机技术与现场总线技术等的高速发展，这些高科技技术的综合运用，正在向船舶自动化领域渗透。对这些多种技术的综合运用，不但可以相互弥补单独运用一项技术时候的弊端，并且实现的功能要大于各项技术单独功能的罗列相加。特别是在具有多台发电机组的大型船舶上，需要采集的柴油机、断路器、发电机等设备上的信息繁多，并且还需要对这些信息进行处理、判断、发出合理的命令，来应对各种各样的工况。所以更需要各个环节的相互配合，来组成一个比较安全、可靠、经济的船舶电站自动监控系统。在对船舶电站各项功能原理进行分析、研究的基础上，对船舶电站自动监控系统进行软硬件设计。并且通过分层的思想把船舶电站自动监控系统自上而下设计为信息层、控制层与设备层。信息层最主要的是上位机PC以及装在其上边的LabVIEW。控制层主要的包括PPU、Profibus-DP现场总线、西门子S7-300PLC。设备层主要包括机旁控制箱、柴油机、传感器、执行器等。通过对虚拟仪器技术LabVIEW、西门子S7-300PLC/PPU控制技术、Profibus-DP现场总线技术以及各层之间通讯的综合应用，完成了具体的监控系统功能设计。对LabVIEW与PLC/PPU进行模块化编程。使LabVIEW界面的可视化、强大的测控功能与PLC/PPU控制系统强大的逻辑控制功能结合起来，并且通过抗干扰能力强、传输速度快的Profibus-DP现场总线进行信号传输。以达到船舶电站自动监控系统安全、可靠、经济的各项指标。对设计完成的船舶电站自动监控系统进行了实际调试实验。并根据调试结果进行了一些整改与完善。虽然还有一些不足，但已基本实现良好的船舶电站自动监控功能。
刘建[8]2008年在《基于PLC的磨线机和剥线机控制系统的设计与实现》文中认为随着自动控制理论和PLC技术的发展,具有易于使用、功能强大、高可靠性、扩展能力强、广泛的适用性和组成控制系统的简洁性等诸多优点的PLC控制技术,得到了越来越广泛的应用。本论文以作者研究的基于PLC的磨线机控制系统项目和基于PLC的剥线机控制系统项目为背景,从PLC控制系统设计的角度,探讨PLC控制技术的应用,完成了如下几项工作:(1)综述了PLC控制技术的产生、发展、国内外应用现状以及与其他控制技术的对比,介绍了磨线机控制系统和剥线机控制系统两个项目的来源、背景、国内外研究现状、研究意义。(2)探讨了广泛适用的基于PLC的控制系统设计的一般方法。从PLC控制系统的组成、设计原则分析入手,重点分析了PLC控制系统硬件设计和软件设计的方法和步骤。(3)实现了基于PLC的磨线机控制系统的设计,包括系统的总体设计、硬件设计和软件设计。在该系统的总体设计中,提出了分多段打磨的线径加工方法,分析了线径检测计算原理;硬件的设计又包括PLC设备选型、I/O分配、PLC接线图、线径检测器、模拟量输入模块、伺服放大器等内容;软件的设计包括多个模块的PLC程序的设计、多个画面的人机界面的设计。(4)完成了基于PLC的剥线机控制系统的设计,包括系统的总体设计、硬件设计和软件设计。在该系统的总体设计中,分析了步进电机脉冲计算原理,采用了呈阶梯形的速度曲线来控制步进电机的加、减速运动的控制方法;硬件的设计又包括减少PLC输入点数设计、PLC设备选型、I/O分配、PLC接线图、步进电机等内容;软件的设计主要是PLC程序的设计,包括主程序、两段剥皮模块、叁段剥皮模块、功能按键模块、数字按键输入模块等。基于PLC的磨线机控制系统,经过一年多的生产运行,结果表明:该系统运行稳定、可靠,加工的金属细线品质好,据厂家认定,其性能指标已达到国外同类产品的技术水平(见附录)。基于PLC的剥线机控制系统,目前已进入后期调试、完善阶段,预期该系统的研制成功将能产生较大的经济效益。
马玉鑫[9]2009年在《船舶电站管理系统的设计与研究》文中指出随着现代造船技术的发展,船舶对电站管理系统的可靠性和经济性要求越来越高,因此船舶电站的控制、监视和管理的重要性显得越来越突出。本论文在对现有的国内外船舶电站自动控制装置进行充分研究和分析的基础上,基于可编程控制器(PLC)、先进的工业控制技术和计算机技术设计了一套集散式船舶电站管理系统。本文设计的电站管理系统由一个主站和叁个子站组成。主站计算机是以Windows XP作为操作系统的工业PC控制机,使用图形操作界面实现数据采集、查询、显示、记录等功能。每个子站由一台S7-300 PLC构成,独立控制一台发电机组,子站S7-300 PLC进行数据检测和控制。利用西门子公司的编程软件Step7设计了PLC控制程序,实现了电站的综合控制功能,主要设计了自动起动模块、自动准同步并联运行模块、自动调频调载模块、自动解列模块和自动停机模块等。本文利用Simatic Net、Step7、WinCC等软件和Profibus总线实现了工业PC控制机和S7-300 PLC之间以及叁个S7-300 PLC之间的通讯。根据船舶电站管理系统的控制功能和操作规范,并利用WinCC进行了工业PC控制机监控单元的设计。最后通过模拟试验,验证了基于可编程控制器(PLC)设计的集散式船舶电站控制系统运行的可靠性和经济性。
叶继英[10]2011年在《基于PLC的船舶电站自动化监控系统的设计》文中认为船舶在交通运输中依然保持着重要的地位。随着电子信息技术和计算机技术的快速发展,监控系统的应用日益广泛,船舶大型化和自动化,对其电站的自动化提出更高的要求,电站又是船舶的关键部位之一,船舶电站自动化监控系统承载着非常重要的角色。本文设计了一种基于PLC的船舶电站自动化监控系统。监控系统由一个主站(上位机)和叁个子站组成,每个子站由一台叁菱FX2N PLC构成,独立控制一台发电机组,包括一台柴油机和一台发电机,主站和子站之间采用RS485通信连接。论文设计了该电站自动化监控系统,实现数据的采集以及对相关设备的控制。采用模块化的设计方法设计了PLC控制系统的各功能流程,完成PLC控制程序编写,包括发电机组的自起动、自动准同步并车、自动调频调载以及自动解列等模块程序,实现了船舶电站的自动控制;利用MCGS工控组态软件设计了上位机监控软件,人机界面友好,便于操作。此外,本文还就所设计的船舶电站自动化监控系统的抗电磁干扰、机械振动干扰以及温度和湿度干扰等问题进行研究,采用硬件抗干扰和软件抗干扰相结合的方法,来有效解决各种干扰对电气设备的影响,以提高电站供电的稳定性与可靠性。本文设计的船舶电站自动化监控系统适用于中小型船舶,试用表明能达到船舶电站监控要求。
参考文献：
[1]. 基于PLC技术的船舶辅助机械自动控制系统的研究[D]. 徐小华. 上海海事大学. 2004
[2]. 基于PLC与组态软件的船舶锅炉监控系统[D]. 冯志超. 大连海事大学. 2008
[3]. 定距桨侧推控制系统设计[D]. 刘金保. 江苏科技大学. 2012
[4]. 基于PLC控制技术的大功率直流电机调速系统的研究与设计[D]. 张金男. 大连海事大学. 2007
[5]. 船舶机舱集中监控系统的设计与研究[D]. 王晶. 大连海事大学. 2008
[6]. 铺管船自动化电站监控系统的设计与实现[D]. 代文泽. 武汉工程大学. 2017
[7]. 基于Profibus现场总线的船舶电站监控系统开发研究[D]. 谭银朝. 浙江海洋学院. 2014
[8]. 基于PLC的磨线机和剥线机控制系统的设计与实现[D]. 刘建. 广西师范大学. 2008
[9]. 船舶电站管理系统的设计与研究[D]. 马玉鑫. 大连海事大学. 2009
[10]. 基于PLC的船舶电站自动化监控系统的设计[D]. 叶继英. 浙江工业大学. 2011
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