船舶舵机的单片微机控制系统

《船舶舵机的单片微机控制系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、I维普资讯http://www.cqvip.com／一弓弓一VoI．j6No．0Jun．】995上海海运学院学报JournalofShenghaiMaritimeUniversity船舶舵机的单片微机控制系统徐蔓揸郑华耀，．一——C，，裾牛．(上海沣茸荦簏轮t罨上海290135)f《}摄要介绍了船用电动舵机的反接制动方式嘎及运用单片镬机实l现实秆控制南有教保护的方法关蝴船犏反删动，微处前《／稚洋序国产申小型船舶交流电动舵机直采甫继H卜接触器控制方式。它是运用时间继电器，中间继电器和主接触器来实现电动舵机正反转的，其中制动则

2、采用能耗制动加机械制动的方式。在船舶航行时，舵机的动作十分频繁。据实测，在一般海况中，自动舵动作次数为每分钟6—8次，如有风浪，则动舵次数可高于lO次。l如此频繁的起动和反转，使接触器触头的烧损和机械刹车的磨损都稷严重，从而引起制动失控，威胁船舶营运的安全。一些船厂曾探索过电子电路的控制装置，但由于RC电子计时电路的可靠性和稳定性都很低，因此，在耕动时氽舵甚至舵机振荡时有发生。对这类陈旧的控制方式和制动方式的改革已刻不容缓。当代电力电子器件及微机技术的发展，为电动舵机控制系统的改进提供了多种可能性。我们率先为上海海运集团总

3、公司油轮公司探索了用双向晶弼管直接驱动电动舵机的方法，并I~tPLC控制器对舵机实现反接制动控村及保护。控制装置样机已成功地安装在胜利2号和胜利7号油轮上，其实船航行效果良好。、由于GE-PC的PLG控制器执行速度慢。无中断响应，因此，在大舵角运行时对反接制动的识别仍需要借助于速度继电器，从而MTBP影响了整个系统的可靠性。为了提高整个系统的可靠性，我们对微机的形式和反接制动方式作了进一步探索。单片微机的采用提高了执行速度，并提供了功能丰富的口线和指令，从而使晶闸管的触发保护更完善，反接制动更可靠，舵效更好。拳铞日期；19

4、95o2一I6维普资讯http://www.cqvip.com34上海海退学院荦报1995．1用可编程序控嗣器探索反接帝】动方式在舵机的微机控制系统中最早选用的是美国GE公司的GE一1型可编程序控器4器，它的内核是8位单片机，内部有20个CTC，25根I／O口线，其输入口线均有光电厮离器。它具有功耗低、抗干扰能力强等特点其MTBF可达15万b。实践证明，它能在恶劣海况下保证动作的可靠性PLc控制装置能与HQ-4翌自动坶蝮台直接配甩，也可在舵机舱内进行应急操舵控制。舵机的驱动逭用费四角吨勘l桃(L}6}5／B，。宦的起动电滑

5、‘／堵转电流值柑对较低，能适合反接翩动运行方式。该装置的主要特点如下；(1)采用双向晶闸管作主电路的交流开关，直接驱动力矩电机的正反转，(2)采用反接制动，消除了由机械拖闸方式引起的各类故障，(3)对双向晶阿管的触发电路有专用口线进行反馈检测，以防误动作和相问短路，(4)电机正反转变换时，设有1OOms的延时间隔。以防电源串相。lOOms的延时由PLCq~的定时器控制，因此，动作准确，可靠J(5)微机对动舵时间自动计时，并分段立时标区分舵角，在反接制动时。根据测量得到的时标(动舵角度)，按不同时间比例予以反接，比例系数由实

6、船现场测定}(6)保留了速度继电器作为反接制动结束的判据，但增设了对其触头分合的动静态检测。一旦检硬I蓟触头动作有误，系统就会给出指令，并将它退出控制系统。PLC控制装冕及反接制动方式在恶劣海况中经受了考验．实谭I袭明：舵角自动计时跟踪方式在动舶角较小时有良好的控j6I效果'速度熊电器虽在小靛氟运行时不是敏，但在动舵角大于3时。则能投入工作，给出可靠的判据。我们在系统中兼用了上述两种方法，并取长补短．使大小舵角在航行中均受到可靠的控制。．胜利2号在大修后的船检试验中，对采用能耗制动和反接制动两种方式的两套舵机控翻装置的运行

7、性能进行了比较，结果表明；微机控制的反接制动系统动舵迅速，实时响或好．舵效显著．其全速运行时从左满舵到右满舵的时间为l3sI丽采用机械抱闸方式的l曹窘机系统赋反应迟缓，舵效较差，其全速运行时从左满舵到右满舵的时间大于18S．。’。PLC构成的微机系统在反接翩动的实时控制方面作了成功的探索，但尚存在以下不足。(r1)系统保留了速度继奄器．这类触点式继电器动作迟缓．其动融点克服机械惯力和弹簧预紧力与静触点合l上的时f驮于0．5s，这在小舵角控制中会产生氽舵。另外，它的故障率高，必须时时对它的动作进行反馈检测。(2)GE—PC中

8、的CTC计时精度较低，为0．Is，使系统的反接制动效果受到限制，实测时其回舵误差有时达0．75。．。若CTC的精度达到loins，财回舵误差还可减小一个数量级。(3)GE—PC中无中断方式，使动舵灵敏度受到艰制。此外．也难以检测脉冲转速信号。(4)双向晶闸管的工作可靠性应进一步提高，官不仅要有外部浪涌抑