基于PLC控制的船舶电动起货机控制系统设计【毕业设计+开题报告+文献综述】

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1、本科毕业设计文献综述电气工程及其自动化基于PLC控制的船舶电动起货机控制系统设计前言：船舶起货机是船舶甲板机械中重要的设备，是用以保证运输船舶具有自行装卸货物能力的重要设备。虽然，船舶装载的货物大部分可以通过港口的起货设备进行装卸，但是并非所有的港口都具有足够的吊货装置，而且我们需要考虑的是当船舶在开阔的水面进行过驳、吊运物料及备份时的需要。因此，在一般的干货船上都需要安装起货机，船舶上的起货机的可靠性和工作效率对于缩短港泊时间、加快周转、降低运输成本都具有重要的意义。船舶起货机具有结构复杂，难以管理，专业性强，不易掌握的缺

2、点。目前，船舶起货机大多采用的是传统的继电器—接触器控制系统，该控制系统采用了较多数量的副接触点跟时间继电器来构成逻辑程序控制，该控制方式的故障率高，可维护性和可靠性低，灵活性和扩展性差。在船舶进行装卸货物操作时，尤其是工作年限较长的船舶在装卸货物时，经常会因为副接触点跟时间继电器的故障而导致控制的紊乱，使系统无法正常运行。为此，近年来研制出了利用可编程控制器（PLC）对电动机进行控制的起货机。正文：目前，国内外对船舶起货机的研究主要集中在对它的控制上。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、单片机式等

3、[6]，在这些控制方式中，应用较早且比较广泛的是继电—接触器控制系统，由于该系统采用数量较多的副触点和时间继电器来构成逻辑程序控制，在船舶装卸货操作尤其营运年限稍长的船舶装卸操作时，经常会因为副触头和时间继电器故障而导致控制紊乱，使系统无法正常工作[19]。随着PLC控制技术的迅猛发展，PLC在船舶起货机中的应用也逐渐取代了继电接触器式控制系统和单片机控制系统而得到了越来越多的应用，采用PLC控制系统改造后，系统可靠性高，抗干扰能力强、调试工作量小，运行、维护方便[13]，在装卸效率上得到了极大的提高。在船用起货机的发展史上

4、，吊杆式起货机是船上应用最早的起货机。它结构简单，初置费较低，维护容易，迄今仍为一般船舶所广泛使用[1]，对于吊杆式起货机的类型及各类型特征，在文献{1}里作了详细的介绍。文献[2]重点描述了用继电器——32接触器对船舶起货机进行控制的原理及起货机所要达到的要求。文献[16]对船舶起货机用不同型号的驱动机来加以比较，系统的讲解了起货机控制上的一些问题，并详细描述了船舶起货机的控制要求和遇到故障后的处理方式。文献[8]提出了对船舶起货机的PLC控制，比较性的阐述了PLC控制下的起货机性能的提高。所有对船舶起货机的研究都对其控制

5、系统进行着不断的完善和提高，使其能在额定的起货速度下，吊起额定负荷；能按操作者的要求方便灵活地起落货物；在任何时刻能根据需要停止，并把持货物；能根据负载不同，在较广的范围内调节运行速度，并具有良好的加速性和减速性；装置的各部件及设备要经久耐用，装卸作业效率高。以保证在装卸货时能够发挥出更高的效率及在运行时更加安全可靠。本课题重点通过对船舶起货机升降系统控制原理的探讨，并且采用PLC作为主要的控制方法，以原来的继电器—接触器控制方式的原理为基础，并把其中的主要接触点用PLC来代替，使控制变得更加精确，相应速率也更快，且更耐用。

6、PLC控制相比于以往的其他控制方式而言，操作更加方便，对操作人员的要求比较低，且出现故障的概率也小的多。即使出现故障，维修起来也比较方便。PLC控制方式明显提高了系统的工作效率、安全可靠性、稳定性，并且降低了维修成本。同时，船舶起货机PLC复合控制的实现，成功的研制出了电动起货机的实物仿真设备，增加典型的变频、伺服和步进控制的电力驱动技术，应用于轮机工程的教学实践，使电力拖动、船用起货机的教学更加的具体、生动。在实物仿真系统中增加软件和硬件的故障设置功能，提高了船员们对起货机的故障分析、维修和管理的水平，增加HMI触摸屏，以

7、显示控制过程和信息，方便进行参数修改和故障查询，更有利于学员对船电业务的理解和接受[6]。对于传统继电控制起货机的原理，在文献[11]里，它以HJD型交流变极调速起货机控制的电路原理图为例做了详细的分析。文献[12]及文献[18]对PLC的性质、发展、原理以及编程等内容做了详细、全面的介绍。总结：船用起货机的PLC应用是近几年来船用起货机研究发展的主题，相对于故障率高，可靠性和可维护性差，灵活性和扩展性也较差的继电一接触器控制系统，该控制方式不仅控制功能强、可靠性强、实用灵活方便，而且实现了起货机的数字化控制，能缩短港泊时间

8、、加快航运周转、缩短船舶营运周期、降低运输成本、增加港口吞吐量、提高装卸效率等，这对现代远洋船舶的经营有着极为重大的意义。参考文献:[1]费千.船舶辅机[M].大连海事大学出版社，2006.09.[2]船舶电气与通信.浙江海洋学院校勘，2009.03.[3]船舶电力系统及自动装置.浙江海洋