船舶主机遥控PLC应用设计

1、武汉理工大学毕业设计（论文）船舶主机遥控PLC应用设计学院（系）：能源与动力工程学院专业班级：轮机工程专业0504班学生姓名：高阳炯指导教师：毛小兵学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究功效。除文中专门加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的功效作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：年月日学位论文版权利用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、利用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文治理部门或机构送交论文的复印件和电子版，许诺论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文

2、的全数或部份内容编入有关数据进行检索，能够采纳影印、缩印或扫描等复制手腕保留和汇编本学位论文。本学位论文属于一、保密口，在年解密后适用本授权书二、不保密口。（请在以上相应方框内打“ur作者签名：年月日本科生毕业设计（论文）任务书学生姓名：高阳炯专业班级：轮机工程0504班指导教师：毛小兵工作单位：能源与动力工程学院设计（论文）题目：船舶主机遥控PLC应用设计设计（论文）要紧内容：.可编程操纵器的大体知识。.可编程操纵器的工作原理。.PLC操纵的主机遥控系统的要紧功能。要求完成的要紧任务：一、查阅很多于15篇的相关资料，其中英文文献很多于2篇，完成开题报告。二、将所阅读的论文或参考资料情形向导师

3、汇报，网上查阅资料应在论文中加以注释，但不列入参考书目。3、依照导师的安排参加辅导，依照导师的指导意见按步骤完成毕业论文设计。4、完成很多于5000字的英文文献翻译。五、完成船舶主机遥控PLC应用设计论文。必读参考资料：1方金和主编.轮机自动化.大连海事大学出版社，1998.2郑凤阁，沈鼎新.轮机自动化.大连海事大学出版社，2002.3廖常初主编.S7-200PLC编程及应用.机械工业出版社，2007.指导教师签名：系主任签名：院长签名（章）武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）目前，中国的造船跃居全球第二，但只限于数量上的。比如简单的船体.机械设备

4、和控制设备的制造。对于核心的船舶主机控制系统大多数是采用国外进口的设备在国内组装。如能自行开发主机遥控系统，必然会给国内的造船业带来深远的影响。本毕业设计论文便是在此背景下进行船舶主机遥控系统的探讨和研究。从20世纪50年代开始，自动控制技术在船舶中的应用就比较快的发展起来，成为船舶技术发展的几个主要方面之一。随着科学技术突飞猛进的发展，新的科技成果在轮机自动化中得到快速和广泛地使用。当今，主机遥控已成为船舶机舱自动化的核心组成部分，是现代化船舶实现无人值班机舱必不可少的重要条件之一。采用主机遥控除了减轻人的劳动强度，改善工作条件，避免人为的操作差错外，还能提高船舶的操纵性和经济性。20世纪7

5、0年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为3040%在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能

6、力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设

7、备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。止匕外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用大地。21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量

8、更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS（DistributedControlSystem）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和

9、国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。2、基本内容和技术方案考虑到可编程控制器PLC的可靠性和抗干扰能力强等优点，目前船舶主机这一特殊环境下的主推进动力装置没有采用单片机、DSP等作为控制系统的硬件。计算机也只是作为终端数据的采集、检测和控制。系统构成：驾驶室操作台、集控室操作台、机旁操作面板以及模拟试验面板。采用计算机输出和电动执行机构或者计算机输出，通过电一一气转换单元至PG调速器方案。系统功能有主计算机（集控室）：主要完成数据采集、串口通信、数据分析与处理、数据输出等功能。其中，数据来源于车钟、安全保护、转速模拟量等真实量或仿真量。从计算机（驾驶室）

10、：主要完成串口通信、数据采集和数据输出等功能。机旁操作面板：主要完成串口通信及面板操作与显示的功能。模拟试验面板：可以检测计算机系统、外设工况、系统故障分析以及参数整定等功能。编程：通过编程可实现逻辑控制及闭环控制，利用逻辑分析判断完成安全保护系统功能以及计算机自诊断功能。船舶主机遥控PLC的实现，所采取的控制手段也多种多样，本文采用PLC编程序控制器)工业控制网络来实现主机遥控系统的功能，该系统的特点是经济性能好、硬件电路结构简单、工作安全可靠。本文采用PLC工业控制网络来完成主机遥控系统的各种控制及监测功能，首先设计了遥控系统网络的总体结构和通讯方案，在此基础上，完成主机的起停自动控制以及

11、安保系统设计，同时对主机转速模拟量信号进行处理，通过点对点的通讯方式发送给电子调速器从而实现转速控制，另外通过自由口通讯方式使监测平台能实时监视。整个设计的系统最后经过软件和硬件的调试，达到了本次设计的要求。3、进度安排1):查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需基本内容和技术资料并收集。确定方案，完成开题报告。2):完成船舶主机遥控PLC空制方案及组成部分划分方案。3):完成船舶主机遥控PLC控制方案及组成方案的设计。4):完成船舶主机遥控控制部分组合设计。5):完成并修改毕业论文，准备论文答辩。4、指导教师意见指导教师签名：摘要错误!未定义书签。Abstract错误!未定义书签。第1

12、章绪论错误!未定义书签。第2章可编程操纵器错误!未定义书签。可编程操纵器的大体知识错误!未定义书签。可编程操纵器的大体结构错误!未定义书签。电源模块错误!未定义书签。CPU模块错误!未定义书签。智能模块IP252错误!未定义书签。I/O接口模块错误!未定义书签。外部设备错误!未定义书签。OP-396操作器错误!未定义书签。操作指示板错误!未定义书签。第3章可编程操纵器的软件系统错误!未定义书签。PLC的编程语言错误!未定义书签。编程器错误!未定义书签。第4章可编程序操纵器的工作原理错误!未定义书签。可编程序操纵器的工作原理错误!未定义书签。第5章PLC操纵的主机遥控系统错误!未定义书签。遥控系

13、统概述错误!未定义书签。第6章主机遥控系统的要紧功能错误!未定义书签。起动操纵错误!未定义书签。起动逻辑辨别程序错误!未定义书签。起动预备条件程序错误!未定义书签。主起动操纵程序错误!未定义书签。换向操纵错误!未定义书签。转速与负荷操纵错误!未定义书签。结论错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。附录模拟量输入输出程序错误!未定义书签。致谢错误!未定义书签。摘要此刻的主机遥控已成为船舶机舱自动化的一个超级重要组成部份，它所采取的操纵手腕也是多种多样的本文采纳可编程序操纵器工业操纵网络来实现主机遥控系统的要紧功能，该系统的要紧特点是经济性能好、硬件电路结构简单、工作平安靠得住。本文利用了自动

14、化领域普遍利用而且取得各国船级社认可的SIMATIC-S5系列S5-115U可编程操纵器来取代工控运算机操纵部件，和利用可编程操纵器的编程软件实现各类大体操纵功能，其中要紧包括正常起动、正常换向、应急换向、制动和停车等逻辑操纵，和加速速度、程序负荷、临界转速回避等转速操纵；完成遥控系统核心操纵器的软件、硬件设计。系统在开发进程中,充分地利用了PLC的技术优势特点，使系统具有典型的模块化结构，硬件那么具有通用性和互通性，如此的设计更有利于成立全船的操纵治理中心，使机舱自动化程度有所提高。本文大体共分三个部份。第一部份要紧对主机遥控的组成和功能进行了介绍，第二部份那么偏重于介绍主机遥控系统的原理，

15、第三部份是针对主机遥控系统的功能实现而进行的硬件部份的设计，最后在自己独立设计的模拟实验台上实现本文对主机遥控的设计。关键词：主机遥控系统,可编程处置器,起停操纵,转速操纵AbstractNowadays,themainengineremotecontrolsystemisaveryimportantpartoftheengineroomautomation.Therearemultifariousmeansadoptedinthemainengineremotecontrolpaperintroducesthesyetemtoimplementthefunctionofthemainengi

16、neremotecontrolbasedonthePLCindustrialcontrollingsystemhasthecharacteristicsofgoodeconomicperformance,simplehardwarecircuits,safetyandcredibilityinwork.ThemainpurposeofthisthesisistoutilizeSIMATIC-S5-115UPLC;whichisextensiveusedinautomationfieldandrecognizedbyShipsClassificationSocietiesofallnations

17、,insteofcomputercontrolparts,tocarryoutallcontrolfunctionsofthemainengineremotecontrolsystem.Thefunctionsinculdelogiccontrolssuchasnormalstarting,Thefunctionsinculdelogiccontrolssuchasnormalstart,restart,heavystart,normalchange,emergencychange,brake,stopcontrolssuchasacceleratingrate,programload,cri

18、ticalspeedlimitthemainengineremotecontrolsystemabouthardwareandsoftwaredesignofnucleuscontrollers.ThemainengineremotecontrolsystememploysufficientlythetechnologyofPLCandhasthehighmoduleconstruction,universityandinterchangeproperty.Thismakesustouseshipcontrolandmanagecentereasily.Thispapercontainsthr

19、eefirstpartintroducesthecomposingandfunctionofthemainengineremotecontrolsecondintroducesitsthirdintroducesthehardwarerequirementsofthemainengineremotecontrolforthislastpartshowshowtocarryoutthisprojectbyexperiment.Keywords:Mainengineremotecontrolsystem;ProgrammableLogicController;Start-stopCcotrol;C

20、ontrolofrevolution第1章绪论上世纪五十年代以来，船舶自动化技术经历了由轮机人员在机旁依照驾驶台指令操作的本地操纵、采纳机舱集控室的集中操纵、机舱无人值班船舶到属于全自动化以节能为中心的网络型的进展进程。也确实是在那个进展形式下，主机遥控系统应运而生并进展迅速。因为世界要紧造船国家船级社已把主机遥控系统作为“无人机舱”标准中不可缺少的部份。随着船舶自动化水平的不断提高，船舶主机遥控技术进展也专门快，近几年下水的船舶主机遥控系统几乎全数采纳微机操纵，它的要紧特点是采纳微型运算机用软件编程的方式，代替了常规硬件电路的逻辑和数字运算功能。而目前设计采纳微机操纵的遥控系统要紧有两种方案

21、：一是采纳专业或通用工业操纵微机，如西门子DIFA系列微机主机遥控系统，挪康的Autochief系列微机主机遥控系统，国内有交通部上海船舶运输科学研究所制的CY8800型微机主机遥控。另外是采纳可编程序操纵器，如西门子SIMOSRCS-51型号PLC柴油主机遥控系统，国内尚未推行应用的PLC主机遥控系统正式成熟产品。因此，把利用可编程序操纵器为操纵核心开发主机遥控系统，也具有广漠的市场应用前景。可编程序操纵器(programmableLogicController,简称PLC)是在六十年代后期和七十年代初期问世的，是面向用户的电子运算机，能用来完成各类各样的复杂程度不同的工业操纵功能。一度成为

22、工业自动化领域的三大支柱。PLC的要紧特点和优势体此刻：灵活性：可编程操纵器的显现，电器工程师没必要为每套设备配置专用操纵装置，硬件设备能够采纳相同的可编程序操纵器，只编写不同应用软件即可，如此，能知足所控生产流程频繁转变的要求。而且，能够用一台可编程序操纵器操纵几台操作方式完全不同的设备。可编程序操纵器为原设计的改良和修订提供了极为方便的手腕，大大缩短了更新时刻。本钱低、靠得住性高：可编程序操纵器提供的继电器触点、计时器、计数器、顺控器的数量与实际数量的继电器、计时器、计数器、顺控器相较有廉价的多。在硬件上采取光电隔离、滤波等技术，软件上采取自诊断等技术，因此靠得住性大大高于机械和电器继电器

23、。组成简单，利用方便：可编程序操纵器采纳模块化结构，用户只要依照被控系统输入/输出信号的性质及点数多少，选置相应的模块，很容易构造出需要的操纵系统。可保护性好：可编程序操纵器由各类功能模块组合而成，如此，一旦显现故障，系统的自检功能将指出故障部位，维修人员即可方便地改换模块使维修时刻降低到最低程度同时亦大大紧缩了备件库存。模拟调试：可编程序操纵器能对所控功能在实验室内进行模拟调试，缩短现场的调试时刻，不需在现场花费大量时刻进行调试。壮大的通信能力：目前，世界上各大可编程序操纵器生产厂家生产的PLC，都可通过通信处置模块和通信处置卡组成网络，或连接到现场总线，以知足现代规模庞大、结构复杂、功能综

24、合、因素众多的工程大系统的操纵要求。但是随着微电子技术、大规模集成电路技术、运算机技术和通信技术等的进展，PLC在技术和功能上发生了飞跃。在初期逻辑运算大基础上，增加了数值运算、闭环调剂功能，增加了模拟量和PID调剂模块;运算速度提高,CPU的能力赶上了工业操纵运算机；通信功能的提高进展了多种局部总线和网络（LAN），因此也可组成一个集散系统。专门是个人运算机也被吸收到系统中。正是由于PLC技术的不断进展，使之更多的应用于船舶的各类操纵中，发挥其适应恶劣环境、线路简单、程序易修改的优势，实现自动化操纵，它在主机遥控系统中的应用就必将成为科研人员的核心。第2章可编程操纵器可编程操纵器的大体知识世

25、界上第一台可编程操纵器（简称PLC）是由美国数字设备公司于1969年研制成功的。那时的研制目的是取代通用汽车公司生产线上的继电器操纵系统。短短的几年时刻，可编程操纵器就渗透到各个工艺领域当中，被誉为70年代的一场工艺革命。可编程操纵器是专用于操纵领域的通用型微机系统。运算机厂家在设计生产PLC时，在硬件和软件方面做了大量的共性工作，如此用户在利用PLC组成某一操纵系统时，只需针对具体操纵任务做少量的专门工作，从而大大简化了操纵系统的设计和生产。PLC除具有工业操纵微机的优势外，还具有自身的一些特点。在硬件方面，PLC采纳模块化结构，而且能方便地增加和改换模块，使PLC的功能扩展和维修变得十分简

26、单。在软件方面，由于可采纳通俗易懂的符号语言，用户可方便灵活地编制和修改操纵程序。正是由于这种软.硬件上的高度灵活性，使PLC能适应各类操纵对象，取得了愈来愈普遍的应用。可编程操纵器的大体结构PLC的硬件系统与一样的工业操纵微机相似。它要紧由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成。依照组装方式不同，PLC可分为整体式和模块式。整体式（也称单元式或箱体式）PLC的CPU模块、I/O模块和电源装在一个箱状机壳内，结构紧凑。小型PLC一样采纳此种结构。整体式PLC由大体单元和扩展单元组成，两单元之间用扁平电缆连接。模块式PLC用搭积木的方式组成系统，它由框架和模块组成。框架上有总线连接板及与总线

27、相连的插座，模块能够方便地插入插座。PLC的电源可能是单独的模块，也可能包括在CPU模块中。I/O模块的个数由PLC所操纵的系统的I/O通道数决定。PLC厂家备有不同槽数的框架供用户选用。若是一个框架容纳不下所选用的模块，能够增设一个或数个扩展槽，各框架之间用I/O扩展电缆相连。用户能够选用不同档次的CPU模块、品种繁多的I/O模块和特殊功能块，对硬件配置的选择余地较大，维修时改换模块也很方便。下面以西门子公司SIMATIC-S5系列PLC的产品S5-115U为例，介绍PLC的硬件结构。图2-1画出了以S5-115U为主体组成的主机遥控系统的结构框图。它要紧包括PLC操纵总站（S5-115U）

28、、机旁分站（ET100）和外部设备。操纵总站包括电源模块（PS-951）、CPU模块（CPU-943/944）、操纵处置模块（IP252）、开关量输入/输出模块及通信接口模块等。外部设备由驾驶室操作指示板、集控室操作指导板及集控室操纵台上的操作器（OP396污。外部设备将在后面的章节介绍。2.2.1电源模块电源模块PS951通过接线端输入24V直流电压，具输出电压有三种不同的数值，即+5V、+、+24V。+5V电压用于各个模块。+用于编程器。+24V用于20mA打印机接口。有三个绿色LED指示灯别离指示三种电压是不是正常。正常时指示灯亮。为了保证随机存储器RAM中的信息在断电时不丢失，电源模块

29、配置了锂电池，在缺少锂电池时，可通过外部接线端子接入直流电压。模块上还有一个黄色LED指示灯指示锂电池的情形。当锂电池的利历时刻太长，使其所提供的电压小于时，黄色指示灯亮（模块中无电池或极性安装不对，黄色指示灯也亮），提示用户改换电池，当正确地换上新电池后，需安复位按钮，取消故障信号，才能熄灭黄色指示灯。PS951CPU944IP252DADADEAS308主控制站（115 UPC）nrnnrDA:数字量输出DE：数字量输入AE：模拟量输入AA：模拟量输出OP396操作器驾驶室操作指示板AS318集控室操作指示板DE DA AE0AE集控室车钟1TAE驾驶室车钟图2-1PLC操纵系统结构框图C

30、PU模块CPU943模块是S5-115U的核心部件，它不断地搜集输入信号，执行用户程序，并非断地刷新系统的输出信号。同时，它也不断地检测系统自身的工作情形，一旦发生故障，当即发出故障报警信号，并让系统处于平安状态。CPU943模块要紧由微处置器和存储器组成。微处置器除含有操纵器和运算器外，还含有大量的按时器、计数器和标志器。它能完成算术运算、逻辑运算及数据处置等。它能实现开关量I/O操纵，也能实现模拟量I/O操纵。它所能操纵的开关量通道数的最大值是2048，模拟量通道数的最大值是128。另外，微处置器还含有串行接口电路，以便于连接编程器和操作器。在存贮器中，用EPROM寄存用户程序。那个地址的

31、EPROM是一个小模块，存贮容量为8K-40K，通过插口把EPROM插入CPU模块。图2-2画出了CPU943/944模块的面板布置情形。图中，是EPROM模块，和别离是编程器和操作器插口。是“运行一停止”开关，是5个指示灯。当把“运行一停止”开关扳向上（RN）时，PLC处于运行状态，绿色指示灯PN亮。当把“运行一停止”开关扳向下（ST）时，它处于停机状态，红色指示灯ST亮。能使PLC处于停机状态还有以下两种情形：一是通过编程器使PLC停机；二是当系统显现了严峻故障时，可使PLC停机。只要显现停机状态，红色指示灯ST就亮。在指示灯ST下面有三个故障指示灯，当某一接口被寻址超过160的后，CPU

32、尚未收到返回信息时，将致使PLC停机。现在红色指示灯QVZ亮，指示由寻址故障引发的PLC停机。当用户程序的扫描时刻超过预定的扫描周期时，PLC停机，红色指示灯ZYK亮，指示PLC停机是由扫描时刻太长引发的。当PLC显现停机或刚起动时，红色指示灯BASP亮，指示所有的开关量信号都被封锁。在指示灯下面有一个三位置切换开关。当PLC起动时，假设开关处于NR位置，所有的按时器、计数器和标志器均被清零；假设开关处于RE位置，只有后备电源，各按时器、计数器和标志器均维持PLC起动之前的状态；当开关处于OR位置时，PLC进行总复位操作，清除RAM中的程序、数据及故障编码等。具体进行总复位操作时，还需“运动-

33、停止”开关配合动作，即先把三位置切换开关置于OR位置，然后把“运行停止”开关从ST位置拨至RN位置且重复操作两次。在进行总复位期间，停止指示灯ST会显现临时的熄灭状态。智能模块IP252智能模块IP252具有高速操纵功能，本系统利用它要紧用于处置各类转速信号，独立地完成有关操纵任务，和与CPU943模块进行信息互换。IP252中含有一个16位的CPU-80186芯片，和多种接口电路，如S5-115U总线接口电路、编程器接口电路、存贮器接口电路及I/O接口电路等。存贮器接口电路与一个混合存贮器模块相连。混合存贮器模块包括32K的EPROM和8K的EEPROM。EPROM中寄存操纵程序，EEPRO

34、M中寄存各类数据。混合存贮器模块可插入IP252模块中。IP252最多可连接8个模拟量输入信号AE,8个模拟量输出信号AA，和一个来自磁脉冲转速测量装置的数字量信号。I/O接口模块I/O接口模块是CPU模块与外部操纵设备之间联系的桥梁。S5-115U可配多个接口模块，本系统中只利用一个8通道的开关量输出（DA）接口模块，一个32通道的开关量I/O模块（DA和DE）。8输出开关量接口有专门大的驱动功率，与外部负载连接的电源是220V的交流电压，采纳分隔式接线，即每一个通道利用单独的电源。32通道的I/O模块有16个输入通道和16个输出通道，它的驱动功率较小，它与外部负载连接的电源是24V直流电压

35、，采纳分组接线方式，16个输入通道和16个输出通道各分两组，也用二芯电缆连接。每组中的8个通道采纳同一个电源供电。RNSTQVZZYKBASPNRREOR图2-2CPU943模块面板布置示用意本系统设置主操纵站和机旁分站，他们之间用二芯电缆连接，采纳串行通信方式。在主操纵站设置了扩展模块AS308,在机旁分站舌质了接收器模块。通过这两个模块实现了主操纵站与机旁分站的信息交流。另外，AS308还连接驾驶室操纵面板和集控室操纵面板。AS308含有锁存器和操纵器及串行接口。CPU模块通过总线可对AS308锁存器进行读写操作。AS308操纵器能将其锁存器中的信息通过串行接口送至二芯电缆，也能将二芯电缆

36、送来的信息通过串行接口送至锁存器，以供CPU读取。另外在AS308中还有一个EPROM插件，用以存贮机旁分站中的全数地址码。外部设备.1OP-396操作器OP-396操作器是遥控系统的重要组成部份，可利用它进行遥控系统的模拟实验。而且可利用它对遥控进程进行监视，能直接显示遥控系统的故障内容，对设定的工况参数可随时进行查对，必要时可进行修改。OP-396操作器的外形如图2-3所示。20X8LCDOP-396图2-3OP-396操作器面板面板的上部为液晶显示屏，下部为操作键盘。另外在面板的隔壁还设有模拟实验按钮、模拟转速按钮、模拟油量旋钮、以便于对遥控系统进行模拟实验。液晶显示屏能够提供20X8=

37、160个字符显示，被划为8个区。如编码、内容、数据、故障等显示区。在显示屏的右下角有光亮对照度调剂钮。操作键盘有30个按键，最上排为6个功能键，各键的功能如下：F1主机停车时进行内部模拟实验。F2外部模拟实验。F3主机运行时进行内部模拟实验。F4模拟总实验。此实验一样在外部模拟实验后紧接着进行。F5测量点选择。测量点可分为数字量和模拟量两种。F6可显示用户程序中数据库的编号，以便于对某些数据、时刻和限制等进行修改。在操作键盘的左下方有8个专用键，它们的功能如下：i遥控信息显小oL时刻显示与设定，包括年、月、日和时、分、秒。TMR各类时刻参数（如起动时刻、换向时刻等）显示。口打印机输出显示（选用

38、）。CTR计数显示（选用）。数据爱惜（选用）。TXT遥控状态及故障信息显示。?一一输入或删去某些代码编号，进行显示实验、键盘实验等功能。在键盘的右边有3个光标操纵键（E用于翻页等操作，在键盘的中部有13个输入键，包括数字键、取消键“CE”和输入确认键“ENT”。在上述各键中，遥控信息显示键“i”的内容最丰实，共有25项。包括车钟转速范围设定，主机实际参数值显示，各类转速设定值显示、四种模拟实验等。故障信息键“TXT”可显示主机遥控系统所显现的各类故障。在显示屏的最后一行还有显示PLC本身的故障。这是由CPU自检功能实现的，自检故障都很具体，这给保护治理提供了方便。.2操作指示板在驾驶室和集控室

39、各有一块操作指示板，这是轮机员或驾驶员常常利用的部件。两处的操作板大体相似。集控室操作指示板的示用意如图2-4所示。图中，S表示按钮开关、A表示指示灯、D表示数码显示器、B表示发光二极管。下面介绍各指示灯的功能，同时介绍按钮和显示器的功能（其中有些指示灯和按钮未被利用）。D1两位数码的故障编号显示器。D2四位数字显示器，所显示的项目下面将涉及到。A1非危极故障指示灯。当显现非危急故障时，A1闪光，同时发作声响报警，并在D1显示器上显示故障编号。值班人员通过应答按钮S31进行应答操作，故障不止一个时，那么通过按S1来翻页查找故障编号。A2转速指示灯。按下S2,A2发亮，D2显示主机实际转速。A3

40、油门刻度指示灯。按下S3，A3发亮，D2显示主机油门开度。A4增压空气压力指示灯。按下S4，A4发亮，D2显示增压空气压力。A5调速器转速设定指示灯。按下S5，A5发亮，D2显示调速器的设定转速值。A7模拟实验指示灯。当主机遥控系统正在进行模拟实验时，A7亮。A10转速限制指示灯。假设车钟设定转速超过转速限制时，A10发亮，D2显示转速限制值。A11车钟转速设定指示灯。假设按下S10，A11发亮，D2显示车钟指令的设定值。A13驾驶室遥控指示灯。假设A13闪光，表示驾驶室请求自动遥控，A13变成常亮，表示驾驶室自动遥控有效。A16危急故障指示灯。假设有危急故障发生，A16闪光，同时蜂鸣器响，D

41、1显示出故障编号，假设按下S31,声响停止，A16变成平光。A18集控室遥控指示灯。通过按钮S18选择集控室遥控，而且由S31确认。当操纵部位处于集控室遥控时，A18常亮。A22集控室手动操纵指示灯。当自动遥控程序停止运行时，假设集控室手动自动转换开关处于手动位置，A22变成平光。A24慢转起动指示灯。当慢转电磁阀受控时，A24常亮，假设慢转起动超过规按时刻，A24闪光。A26轴带发电机运行指示灯。当轴带发电机处于正常供电状态，A26常亮。A27机旁操纵指示灯。当主机操作部位处于机旁操纵时,A27常亮。A29港内操纵指示灯。当驾驶室按下S29时，A29闪光，假设再按下S31，A29变成常亮，表

42、示港内操纵，这时遥控程序自动设定港内各速度档（微速、慢速、半速、全速）的设定值。当再按一次S29,港内操纵就被取消，现在A29闪光，假设再次按下S31,A29熄灭。A30车钟回零提示指示灯。假设A30亮，操作者应把车钟拉到零位，车钟回零后，A30熄灭。A31超负荷指示灯。当主机的供油量超过规定的最大值时，A31发亮。假设主机超负荷的时刻超过20秒，机舱警报系统将发作声光报警。A32车钟转速设定值小于轴带发电机所需要的最小转速值指示灯。在轴带发电机运行中显现车钟转速设定值小于轴带发电机所需要的最小转速值时，A32闪光，通过必然的延时，备用发电机遇自动起动并电，然后断开轴带发电机，转速设定值由轴带

43、发电机所需要的最小转速值变成车钟设定值。A33起动闭锁指示灯。当显现三次起动失效，应急停车等缘故使主机起动被禁止时，A33发亮，当车钟回零后，A33熄灭。A34起动故障指示灯。假设第一次起动主机不成功，A34发亮，假设第二次或第三次起动主机成功或车钟回零后，A34自动熄灭。A35起动空气压力低指示灯。假设空气瓶内起动空气压力太低，A35 发亮。A42起动预备不充分指示灯。当主机的起动条件不知足时，A42亮。A43调速器停指示灯。当停车电磁阀受控或电气转换器的输出为0时，A43亮。A44增压空气压力限制取消指示灯。当增压空气压力限制被取消后，A44亮。A45自动减速指示灯。当主机平安爱惜系统动作

44、使主机自动减速时，A45亮。A46限制起作用指示灯。当车钟设定转速大于轮机长最大转速限制值或负荷限制环节起作历时，A46亮。A47热负荷程序指示灯。当主机加速进程进入高负荷区（三段加速曲线中最平坦的一段）A47亮，表示热负荷程序起作用，主机进行慢加速。在操作指示板的右边有几个操作按钮。其中S16是灯光实验按钮。按下S16,所有的指示灯都发亮。七段数码显示器D1和D2内的数字不断转变，再按S16,指示灯和显示器恢复到原先的状态。S31是复位确认键，当需要应答报警信号或某项操作需要最后确认时，都要通过按下S31按钮来实现。S25和S30别离是十1键和-1键，在集控室要紧用来设定轮机长转速限制值。在

45、驾驶室可用S25和S30对车钟指令进行微调。下面以设定轮机长转速限制值为例说明S25和S30的禾I用方式。第一按下S9,指示灯A10亮，别离位于S25和S30上的发光二极管S25+B和S30+B发光，显示器D2显示出转速限制值的大小。假设现在按下S25，D2显示的转速限制值不断增加，假设按下S30，D2显示的转速限制值不断减少，现在S31上的发光二极管S30+B发光。当D2所显示的转速限制值达到要求时，按下S31,那么轮机长最大转速限制值随之确信，发光二极管S25+B、S30+B、S31+B和指示灯A10随之熄灭，现在D2所显示的转速值确实是轮机长最大转速限制值。S1+BA2A3A4A5A16

46、S1S6+BA1S6S2S3S4S5A8A9A10A11S7S8S9S10A42A43A44A45A46A47S12S13S14S15A12A13A14A15S17S18S19S20A17A18A19A20S21S22S23S24A21A22A23A24S26S27S28S29A26A27A28A29A30A31A32A33A34A35D1D2S25+BS30+BElA7S16S31+BS31zi图2-4操作指示板示用意第3章可编程操纵器的软件系统PLC的功能是由硬件和软件一起实现的。第一生产厂家要给出系统软件，这是PLC运行的先决条件。然后用户要依照具体的操纵任务编写用户程序。在实际操纵中，

47、PLC严格地依照用户程序完成各类操纵功能。PLC的编程语言编写用户程序的编程语言容易学习和利用是PLC的一大特点。目前经常使用的编程语言有符号语言.清单式语言和高级语言。清单式语言又称对话式或数据式语言，它以对话方式让用户将操纵要求及参数送入PLC中,列成清单或数据表，再由软件系统将其转化成相应的操纵程序。这种编程语言比较适用于闭环PID调剂。PLC和一样运算机一样，也有BASIC、PAS-CAL等高级语言，但这些高级语言已由PLC厂家设计成扩展型，是具有实时多任务操作功能的操纵语言，经常使用的是一些扩张型BASIC。利用高级语言能够很容易地写出较复杂的操纵运算语句，对开关量和模量的操纵都适用

48、。目前只有某些大中型PLC利用高级语言。符号语言是PLC独特的一种编程语言，它利用图形或逻辑符号等表示操纵关系。目前它是一种普遍利用的编程语言。符号语言包括梯形图.逻辑流程图和语句表等表达形式。梯形图采纳了继电器操纵电路图中的图形符号表达操纵关系容易被电气工程人员把握。逻辑流程图采纳了大体逻辑回路的符号表达操纵关系，适合于具有数学电路基础的人员利用。语句表是用文字符号表达操纵关系，是一种大体的符号语言，能够利用编程器把指令表程序输入到PLC中。图3-1示出了用西门子STEP5语言对液位操纵系统的编程情形。STEP5语言能利用三种符号语言的任一种进行编程。图3-1（a）是PLC接线图，、是输入通

49、道编号，是输出通道编号。其中接手动“起动停止”开关，和别离接“手动自动”转换开关的手动位置和自动位置，接自动浮子开关。接供水电磁阀。对水位操纵系统的操纵要求是当“手动自动”开关处于手动位置时，由“起动停止”开关操纵供水电磁阀的通电和断电；当“手动自动”开关处于自动位置时，由浮子开关操纵供水电磁阀的通电和断电。依照这一操纵要求，咱们能够别离用三种符号语言来编写完成同一功能的程序，如图3-1（b）（c）（d）所示。其中（b）为梯形图，它与此水位的继电器操纵电路形式相似。图（c）为逻辑流程图，包括符号“&”的方框表示与门，包括符号“=1”的方框表示或门。图（d）为语句表，其中，A表示逻辑“与”“0”

50、表示逻辑“或”。(a) PLC接线图(b)梯形图(c)逻辑流程图(d)语句表图3-1PLC用户程序编写例如梯形图或逻辑流程图是借助直观的图形来表达操纵关系，在PLC内部并无对应的实际触点、线圈、或门电路等元件，这些图形(或语句表)只是存贮在内存中的运算机程序。要把握符号语言的编程方式，除要知道PLC的工作原理外，还要学习具体厂家、具体型号的PLC编程手册，因为各类PLC都有它自己的指令系统。42工且ma缅在而PLC的编程器用来生成PLC的用户程序，并对程序进行编辑、检查和修改。PLC的编程器大体上可分为三种类型，即手持式、便携式和工作站式。手持式编程器是最简单的编程器，它一样是不能直接输入和编

51、辑图形程序，只能输入和编辑语句表程序。有的手持式编程器用发光二极管来显示指令的种类，用七段数码显示器显示用户存贮器地址和编程元件的编号，指令和有关数字用按键输入。另一类手持式编程器用发光二极管或液晶显示器直接显示出用英文字母表示的指令助记符。手持式编程器的体积很小，价钱廉价，一样用来给小型PLC编程，或用于PLC操纵系统的现场调试和维修。便携式又称图形编程器。这种编程器拥有较大的液晶显示屏，用它能够直接输入和编辑图形程序，并具有监视功能，与手持式相较，便携式编程器功能强，利用方便，但价钱较高，体积较大。工作站式编程器拥有CRT显示器、键盘及磁盘驱动器等。它事实上是一台专用运算机，它除可直接与P

52、LC相连，实此刻线编程外，也能够离线编程，将用户程序贮存在编程器内的存贮器中。也能够将程序写入EPROM模块中，以便于带到远离工作站的现场，插入PLC运行。工作站式编程器有较强的文字处置功能，对贮存在编程器存贮器上的程序可随时调出修改，程序能够方便地在编程器和PLC之间互传。这种编程器还配备了打印机，能快速清楚地打印图形程序，并给出英文说明，也能够打印出语句表程序清单和编程元件表等，这些文件对程序的调试和修改是很有效的。工作站式编程器价钱昂贵，多用于大型PLC系统或专业开发等。第4章可编程序操纵器的工作原理可编程序操纵器的工作原理PLC程序运行的大体方式是采纳扫描原理，把用户程序从第一条语句到

53、最末一条语句逐次扫描处置，直到程序终止的地方，然后再返回到第一语句开始新的一轮扫描处置。PLC确实是如此周而复始地重复上述的扫描循环。除执行用户程序之外，在每次扫描进程中还要完成输入处置、输出处置、内部处置及通信效劳等。扫描一次所需要的时刻称为扫描周期，扫描周期与用户程序的长短和扫描速度有关，扫描周期范围一样为1ms-10mso图4-1的PLC扫描进程示用意。在系统软件的治理下，PLC按图中所画的扫描顺序工作。合上电源后，他第一进行内部处置，包括检查PLC硬件本身是不是正常，将监控按时器复位等。在通信效劳时期，CPU与其它带微处置器的智能装置通信，响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容。在

54、输入处置时期，CPU对全数的输入通道信号进行采样，并将采样结果贮存在内存的输入信息状态区。在程序执行时期，CPU逐条说明和处置用户程序，需要利用输入通道信息时，那么从内存的输入信息状态区读入。程序执行以后得出的运算结果，当即送至内存中输出信号状态缓冲区。当全数程序执行完毕，CPU才做向外输出结果的工作，即把输出信号状态缓冲区的内容送至输出通道的对应端口上，经输出模块隔离和功率放大后驱动外部负载。RUNSTOP内部处理通讯服务输入处理程序执行输出处理图4-1PLC扫描进程示意以上是PLC处于运行(RUN)状态时，CPU的扫描进程。假设PLC处于停止运行(STOP)状态，CPU就只执行内部处置和通

55、信效劳两部份程序，并非断地进行循环扫描进程。若是整个程序扫描一次所需的时刻超过监控按时器的设定值，那么按时器动作，发出CPU故障信息，并对系统采取应有的爱惜方法。第5章PLC操纵的主机遥控系统遥控系统概述本部份以西门子公司生产的SIMOS-RCS-51型主机遥控系统为例，简单介绍PLC操纵的主机遥控系统的组成及工作原理。被控主机的型号为SULZER9RTA84C。额定转速100r/min,额定指示功率34380kW。图5-1是SIMOS-RCS-51型主机遥控系统示用意。整个遥控系统可分为三个相对独立的操纵子系统；由S5-115U型可编程操纵器担任的主操纵站，和与它相连的机旁分站组成了主操纵系

56、统；另外两部份是平安爱惜系统和车钟通信系统。主操纵系统在第二章中已经介绍过（见图2-1）。那个部份包括了所有的操纵功能。而且具有壮大的显示功能。在驾驶室和集控室备有一个操纵指示板，用来进行操纵部位转换、转速限制（只有集控室具有此功能）等操作。同时，它们能显示遥控系统的状态。在集控室还设置了操作器OP-396,它有一个20刈字符的液晶显示器。它的功能十分丰硕，利用它能够进行四种模拟实验。能够显示各类遥控信息，能够进行参数修改等。平安爱惜系统的核心部件是S5-100U（或95U）可编程序操纵器。此系统的要紧功能是当主机某些参数超过某一极限值时，对主机采取减速或停车爱惜。另外在驾驶室或集控室发出停车

57、指令时该系统能当即进行停油装置动作，保证主机当即断油。在集控室操作台上有两块指示板。别离指示具体停车故障和减速故障。例某船故障自动停车项目有8项，故障自动减速项目有15项。现将故障自动停车项目列举如下：主机滑油压力低于（延时13s）。主机滑油压力低于（延时25s）。缸套冷却水入口压力低于（延时21s）。主机排气阀压力低于。平安爱惜系统发出超速信号。主操纵系统发出超速信号（主机转速大于107r/min）。锅炉蒸汽压力高于。主机活塞冷却油不流通（延时15s）。上述第二项和第三项停车信号可通过越控按钮来取消。车钟通信系统的要紧作用是把驾驶室发出的车钟命令或辅车钟命令传送给集控室或机舱，以便于轮机员在

58、集控室或机舱进行正确无误地操纵。车钟通信系统的核心部件是S5-100U可编程操纵器。与它相连的设备有车钟、按钮部件、车钟记录仪等。按钮部件包括备车、完车两个辅车钟按钮和其它按钮，及各类指示灯。现以备车为例说明本例遥控系统中辅车钟的利用方式。驾驶员按备车按钮，驾驶室和集控室两处备车指示灯，蜂鸣器响；轮机员按备车按钮消声，闪光由原先的快闪变成慢闪。这时轮机人员进行备车工作。备车完成后，轮机员按备车按钮。这时指示灯由原先的慢闪变成平光。轮机员再按备车按钮，两处备车指示灯再次闪光且蜂鸣器响。驾驶员按备车按钮，两处的声光信号全数消失。Aj指令发及其NIK检制建踣4E P SIMOS RCS S1 主站S

59、IMOfi MEC 51 ,分站-Ch “ GOOep控.国件圾.蒜I压力压r I 僦*停S1MAT1C-S5 ET豆 4 06“也 。*3Ie*SIMOfi SUN 51ft图5-1SIMOS-RCS-51型主机遥控系统示用意主机的操作部位总地来看有三处，即驾驶室、集控室和机舱。但每一处都有不同位置的操作方式。在驾驶室不但室内设有车钟手柄。在双侧船舷旁别离设置了操纵台。在靠离码头等机动操作时，利用船舷旁操纵台上的车钟手柄和侧推器操纵手柄来操纵主机无疑是更平安、方便、有效。集控室可利用车钟手柄进行全自动遥控，也可利用手动操纵板进行手动遥控。集控室全自动遥控和驾驶室全自动遥控共用一套PLC操纵系

60、统。集控室手动遥控是利用一套气动操纵系统，要紧组成部份是机旁操作系统。在机舱起动换向等操作用一根操纵手柄完成。调速可用表盘式旋钮实现。并通过空气压力表指示出给定转速的大小。此给定转速压力信号送至调速器。由调速器驱动油门杆。假设调速器不能正常工作可利用机旁油门手柄进行加速。机旁操作系统采纳SULZER公司生产的DENIS-I系统，它既是机旁操作时的操纵系统又是自动遥控时的接口装置。它有多种连锁功能，如盘车机连锁、换向连锁、辅助鼓风机连锁等七种连锁功能。主机气缸油供给装置不是采纳传统的注油器，而是采纳供油泵油马达供油泵装置，使气缸油的供给量不仅与主机转速有关，而且还随主机燃油供给量的增大而增大。另