船舶起货机的PLC复合控制设计【文献综述】

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1、毕业设计文献综述电气工程及其自动化船舶起货机的PLC复合控制设计1、引言船舶起货机是船舶装卸货物的主要机械,起货机的工作质量如何直接影响船舶的装卸速度,进而影响到船舶的航行周期。可编程控制器(PLC)是一种工业控制用计算机，特别是模块化结构的PLC具有体积小、设计灵活、运行可靠、性能／价格比高等特点，并且可方便地与上位机通讯，在工程自动化中得到广泛的应用。借助于大中型PLC可实现现场控制工作站和集中管理计算机相结合的结构，这对老设备技术改造、实现船舶机舱的自动化，提高自动化水平及可靠性，进而实现无人机舱都有着十分重要的意义。

2、基于传统的船舶起货机，主要有电动式、液压式、电一液式；就船用起货机的控制方式而言，主要有继电一接触器式、集成电路式、单片机式，随着PLC技术的发展，PLC在船舶起货机上的应用越来越广泛。船舶起货机是远洋船舶甲板机械最典型的设备之一。其结构复杂，难于管理，专业性强，不易掌握。船舶起货机多采用传统的继电器．接触器控制系统，该控制方式故障率高，可靠性和可维护性差，灵活性和扩展性也很差，所以有必要采用先进的PLC控制技术来取代。可编程序控制器可以用软件功能替代继电器控制系统中大量的接触器、中间继电器、时间继电器等器件,因而控制系统的

3、设计、安装与调试的工作量将大大减少,且具有可靠性极高、稳定和维修维护方便成本低等显著优点,因此利用可编程序控制器实现船舶起货机控制具有较高的应用价值。它可使整个系统具有逐级平滑起动、三级自动制动、逆转矩控制、操作频度限制、限位保护、联锁控制和防止货物跌落，以及维修时间提示和历史参数查询等功能。功能模块本身具备欠压、超压、过载、缺相等电机运行所需的保护，极大的简化了线路。整个系统的可靠性和可维护性高，灵活性和扩展性方便。2、发展现状随着生产规模的扩大，自动化程度的提高，作为物料搬运重要设备的起重机在现代化生产过程中应用越来越广

4、，作用愈来愈大，对起重机的要求也越来越高。起重机正经历着一场巨大的变革。由于工业生产规模的不断扩大，生产效率日益提高，以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加，促使大型或高速起重机的需求量不断增长。起重量越来越大，工作速度越来越高，并对能耗和可靠性提出更高的要求。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。起重机不但要容易操作，容易维护，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性。目前世界上最大的浮游起重机起重量达6，500t，最大的履带起重机起重量达3，000t，最大的桥式起重机起

5、重量为1，200t，集装箱岸边装卸桥小车的最大运行速度已达350m/min，堆垛起重机最大运行速度是240m/min，垃圾处理用起重机的起升速度达100m/min。3、船舶起货机的运行特点和对自动控制的要求为了研究PLC的控制我们首先必须知道船舶起货机的运行特点：1）电动起货机采用三挡调速控制,调速范围为1：7,能实现正反转运行。2）对电动机设置短路、过载、绕组过热、失压欠压、缺相保护环节等。3）采用主令控制器实现运行操作,以保证起货机操作灵活,工作可靠。船舶起货机由于其工作的特殊性,对控制设备有某些特殊的要求如下：1)采用

6、通风机冷却的起货机,电动机要求有通风机进行强制冷却,设置风道风门对风机和起货电动机连锁控制。应在打开风门,风机运行后才能起动起货机,当风机故障停止运行时,起货电动机只有低速绕组可以通电运行,以便放下吊在空中的货物。2)控制电路中应设有逐级自动启动线路,为了加快启动过程,降低接触器断开电流,当手柄从零位快速板到提升或下降的高速档时,应能逐级延时启动，以防止过大的机械冲击。3)控制线路中应具有三级自动制动功能,为了减轻电磁制动器的负担,缩短制动过程,当手柄从高速档快速扳到停车时,应有如下三级制动过程。转速高时单独电气制动,速度降

7、低到一定值后电气与机械联合制动,速度接近于零时单独机械制动到停车。4)控制线路应设有逆转矩控制环节,为了防止发生中速绕组和高速绕组的反接制动,避免过大的冲击电流,当主令控制器手柄从提升的高速档快速板到下降的高速档(或反向操作)时,应首先实现从高速档到零的自动制动停车过程,然后再实现零位到反向高速档的自动起动过程。5)对于恒功率调速的电动机,中、高速挡设置有重载不上高速的控制环节：当额定负载(重载)时,即使主令手柄扳至上升高速挡,电动机也只能运行于中速挡。6)控制线路应设置有电磁制动器处于松闸的状态下防止货物自由跌落的保护措施

8、,下降货物时,应有电气制动以保证货物等速下降。在起动时应先接通低速绕组电源后再松档由T454控制,从中速档到高速档由T455控制。这样,当主令手柄一下子从0扳到高速档时,首先运行于低速档,线路能自动逐级延时启动,启动过程与手柄操作速度无关,确保不会发生高速、中速绕组直接启动的现象。同时高速