船舶柴油机推进系统PLC设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

动力推进系统是船舶的重要组成部分和前进动力来源。目前，大多数现代舰船都采用了双柴油主机推进装置，该动力装置可控制性强，操作灵活，可以满足大型船舶灵活、机动的航行要求。随着计算机和电子技术的大范围应用，船舶的自动化程度逐渐提高，船舶动力推进装置的性能和工作效率也显著增强。为了进一步提高船舶动力系统的自动化水平和工作性能，开发和完善船舶动力主机遥控系统具有重要意义。船舶主机遥控系统采用先进的信号采集技术和自动化控制技术，保障了船舶动力推进的安全性和可靠性，近年来取得了广泛的应用。可编程逻辑控制器（plc）是一种专用于工业控制领域的计算机系统，由中央处理器、输入输出单元等组成。plc 编程简单，且功能性、抗干扰性强，广泛应用在各种工业控制环境中。主机控制系统的水平能在一定程度上反映船舶自动化水平的高低，特别是系统控制的稳定性以及可靠性更能反映出很多问题。

目前主流的船舶主机控制系统采用2种方法，一种是工控机配合数据采集卡实现，另外一种是使用plc进行控制。工控机能够适应工业环境，使用数据采集卡采集船舶上的各类传感器参数，在工控机上完成对船舶主机的操作和控制。种方法存在一些问题，船舶上安装的传感器一般都 4~20 ma电流信号或者 0~10 v 电压信号，很多采集卡需要将这些信号进行转换后才能处理，如果将信号转换部分集成到采集卡上又大大提升了成本。同时这种方法在操作上使用鼠标和键盘，而船舶上主机控制系统很多的显示部分和操作在触摸屏上完成更为合适。使用plc设计的船舶主机控制系统则能够避免以上两个问题，目前市面上大部分的 plc和触摸屏之间都能够使用 modbus进行通信，因而在设计中可以非常快速的完成人机界面以及通信的设计。同时还可以在电脑上使用组态软件和plc进行通信，使得在控制方式上对触摸屏形成有效补充。在信号采集方面， plc配置有 a/d 及 d/a 模块，可以直接对传感器信号进行处理。基于plc的主机遥控系统采用模块化设计、结构紧凑，便于在线故障诊断。基于 plc 技术设计的人机界面，组态调试方便，多种通讯方式设置，驾驶台与机舱仅需一根通讯电缆，减少上下电缆布线施工的难度。

本文将以 s7-200 plc开发船舶主机遥控逻辑控制和速度/负荷自整定调节，性能价格比高，在远洋船和工程船上得到了成功应用，表明plc技术值得在轮机自动化中推广。

2. 研究的基本内容与方案

（1）分析船舶主机遥控系统的工艺过程和工作特点了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对plc控制系统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书;

（2）根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备和输出设备，从而确定与plc有关的输入/输出设备，以确定plc的i/o点数;

（3）选择plc ;

（4）画出plc的i/o点与输入／输出设备的连接图或对应关系表，该部分也可在第二步中进行。画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入可编程控制器的控制电路等。由plc的i/o连接图和plc外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定;

3. 研究计划与安排

（1）1-3周，完成开题报告；

（2）4-6周，完成英文文献翻译和plc原理及应用的学习；

（3）7-9周，完成电气原理设计和编写控制程序；

（4）10-13周，完成毕业设计，准备毕业设计答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]曹智军. plc在船舶主机控制系统开发中的应用[j].舰船科学技术，2019，6

[2]何小英. plc在船舶柴油动力操控系统中的设计[j]. 舰船科学技术，2019，6

[3]顾林林.船舶主机遥控系统的设计与实现[d].大连海事大学，2014

[4]余安. 基于plc的船舶双柴油主机遥控模拟装置的设计与实现[d].大连海事大学，2013