畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于plc的船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、前 言上世紀(jì)五十年代以來，船舶自動(dòng)化技術(shù)經(jīng)歷了由輪機(jī)當(dāng)班人員在機(jī)旁依照駕駛臺(tái)指令操作的本地控制、采用機(jī)艙集控室的集中控制、機(jī)艙無人值班船舶到屬于全自動(dòng)化以節(jié)能為中心的網(wǎng)絡(luò)型的發(fā)展過程。也就是在這個(gè)發(fā)展形勢(shì)下，主機(jī)遙控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生并發(fā)展迅速。因?yàn)槭澜缰饕齑瑖?guó)家船級(jí)社已把主機(jī)遙控系統(tǒng)作為“無人機(jī)艙”規(guī)范中不可缺少的部分。隨著船舶自動(dòng)化水平的不斷提高，船舶主機(jī)遙控技術(shù)發(fā)展也很快，近幾年下水的船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)幾乎全部采用微機(jī)控制，它的主要特點(diǎn)是采用微型計(jì)算機(jī)用軟件編程的方法，代替了常規(guī)硬件電路的邏輯和數(shù)字運(yùn)算功能。而目前設(shè)計(jì)采用微機(jī)控制的遙控系統(tǒng)主要有兩種方案：一是采用專用或通用工業(yè)控制微機(jī)，如西門

2、子DIFA系列微機(jī)主機(jī)遙控系統(tǒng)，挪威康士伯的Auto chief系列微機(jī)主機(jī)遙控系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)有交通部上海船舶運(yùn)輸科學(xué)研究所研制的CY8800型微機(jī)主機(jī)遙控；另外是采用可編程序控制器，如西門子SIMOS RCS51型號(hào)PLC柴油主機(jī)遙控系統(tǒng)，但國(guó)內(nèi)還沒有推廣應(yīng)用的PLC主機(jī)遙控系統(tǒng)正式成熟產(chǎn)品。因此，利用可編程序控制器為控制核心開發(fā)中速主機(jī)遙控系統(tǒng)，也具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。可編程序控制器(Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱PLC)是在六十年代后期和七十年代初期問世的，是面向用戶的電子計(jì)算機(jī)，能用來完成各種各樣的復(fù)雜程度不同的工業(yè)控制功能，一度成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的三大

3、支柱。PLC的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：可編程控制器的出現(xiàn)，電氣工程師不必為每套設(shè)備配置專用控制裝置，硬件設(shè)備可以采用相同的可編程控制器，只編寫不同應(yīng)用軟件即可，這樣，能滿足所控制生產(chǎn)流程頻繁變化的要求。而且，可以用一臺(tái)可編程序控制器控制幾臺(tái)操作方式完全不同的設(shè)備。可編程序控制器為原設(shè)計(jì)的改進(jìn)和修訂提供了極其方便的手段，大大縮短了更新時(shí)間。2.成本低、可靠性高可編程序控制器提供的繼電器觸點(diǎn)、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、順控器的數(shù)量與實(shí)際數(shù)量的繼電器、計(jì)數(shù)器、順控器相比要便宜的多。在硬件上采取光電隔離、濾波等技術(shù)，軟件上采取自診斷等技術(shù)，因此可靠性大大高于機(jī)械和電器繼電器。3.構(gòu)成簡(jiǎn)單，使用方便可編程序控制器采

4、用模塊化結(jié)構(gòu)，用戶只要根據(jù)被控系統(tǒng)輸入/輸出信號(hào)的性質(zhì)及點(diǎn)數(shù)多少，選擇相應(yīng)的模塊，很容易構(gòu)造出需要的控制系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破饔筛鞣N功能模塊組合而成，這樣，一旦出現(xiàn)故障，系統(tǒng)的自檢功能將指出故障部位，維修人員便可方便地更換模塊，使維修時(shí)間降低到最低程度。同時(shí)，亦大大壓縮了備件庫(kù)存。可編程序控制器能夠?qū)Ρ豢刂茖?duì)象在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行模擬調(diào)試，縮短現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試時(shí)間，不需在現(xiàn)場(chǎng)花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行調(diào)試。目前，世界上各大可編程序控制器生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的PLC，均可通過通訊處理模塊或通訊處理卡組成網(wǎng)絡(luò)，或連接到現(xiàn)場(chǎng)總線，以滿足現(xiàn)代規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能綜合、因素眾多的工程大系統(tǒng)的控制要求1。隨著微電子技術(shù)、大規(guī)模集成電

5、路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)等的發(fā)展，PLC在技術(shù)和功能上也發(fā)生了巨大的飛躍。在初期邏輯運(yùn)算大基礎(chǔ)上，增加了數(shù)值運(yùn)算、閉環(huán)調(diào)節(jié)功能，增加了模擬量和PID調(diào)節(jié)模塊；運(yùn)算速度提高，CPU的能力趕上了工業(yè)控制機(jī)算機(jī)；通訊功能的提高發(fā)展了多種局部總線和網(wǎng)路（LAN），因而也可構(gòu)成一個(gè)集散系統(tǒng)，特別是個(gè)人計(jì)算機(jī)也被吸收到PLC系統(tǒng)中。正是由于PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，使其更多的應(yīng)用于船舶設(shè)備的控制中來，發(fā)揮其適應(yīng)惡劣環(huán)境、線路簡(jiǎn)單、程序容易修改的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)船舶的自動(dòng)化控制，它在主機(jī)遙控系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)一定會(huì)成為新時(shí)期發(fā)展的焦點(diǎn)。本文針對(duì)不可倒轉(zhuǎn)中速柴油機(jī)，減速可逆齒輪箱和固定螺距槳組成的船舶推進(jìn)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)一

6、套以可編程序控制器為核心的主機(jī)遙控系統(tǒng)。具體完成的內(nèi)容和工作有：1.中速機(jī)主機(jī)遙控裝置功能設(shè)計(jì)，主要包括操縱方式及操縱方式轉(zhuǎn)換功能，換向及邏輯控制功能，程序調(diào)速功能，安全保護(hù)和故障報(bào)警功能，系統(tǒng)故障檢測(cè)，參數(shù)修改功能等。2.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，主要包括機(jī)旁控制箱、主控箱、集控駕控信號(hào)板的硬件電路設(shè)計(jì)，以及外圍模塊和輸入輸出斷線檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì)。3.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，本文主要對(duì)控制方式的選擇、起動(dòng)、應(yīng)急倒車、轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)送速率限制、臨界轉(zhuǎn)速回避等利用STEP7 5.3版本進(jìn)行了LAD編程。1 船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)的基本技術(shù)要求主機(jī)遙控系統(tǒng)是指對(duì)主機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離遙控，也就是把主機(jī)的操縱地點(diǎn)從機(jī)旁延伸到了集控室和駕駛臺(tái)

7、，主機(jī)遙控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)無人機(jī)艙的必要條件之一。主機(jī)遙控系統(tǒng)根據(jù)操縱場(chǎng)所的不同來劃分，可分為機(jī)旁、集控室、駕駛臺(tái)三種操作方式，駕駛?cè)藛T可用車鐘通過電子邏輯系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)直接操縱主機(jī)，也可以利用轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到集控室遙控。一般在正常情況下，使用駕駛臺(tái)遙控方式，當(dāng)駕駛臺(tái)自動(dòng)遙控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，就轉(zhuǎn)到集控室遙控，若集控室遙控系統(tǒng)也發(fā)生故障，還可以轉(zhuǎn)到機(jī)旁進(jìn)行應(yīng)急操縱。主機(jī)遙控系統(tǒng)中的起?？刂浦饕ǎ浩饎?dòng)控制、重復(fù)起動(dòng)、慢轉(zhuǎn)控制。船舶主機(jī)對(duì)起動(dòng)控制的要求如下：（1）發(fā)出起動(dòng)指令（2）換向結(jié)束，即凸輪軸位置與車令一致（3）盤車機(jī)必須脫開（4）開始起動(dòng)時(shí)油門必須關(guān)閉（5）船舶主機(jī)轉(zhuǎn)速必須低于正常起動(dòng)速度（6）無

8、三次起動(dòng)失敗或者說在允許的起動(dòng)時(shí)間內(nèi)（7）主機(jī)轉(zhuǎn)向正確，即主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向與車令一致重復(fù)起動(dòng)：車鐘手柄扳到起動(dòng)位置后，由于某種原因，可能使主機(jī)第一次起動(dòng)不成功，這時(shí)系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)的進(jìn)行多次起動(dòng)。有的遙控系統(tǒng)允許三次起動(dòng)，有的允許四次起動(dòng)。在三次或四次起動(dòng)失敗后，系統(tǒng)不能在進(jìn)行起動(dòng)操作，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，待查明原因或故障排除后，才可以重新起動(dòng)。慢轉(zhuǎn)控制：如果主機(jī)停車時(shí)間較長(zhǎng)(一般指超過30min)，則在下次起動(dòng)主機(jī)時(shí)，應(yīng)首先使主機(jī)低速旋轉(zhuǎn)一圈，然后再轉(zhuǎn)入正常起動(dòng)，或者電源切斷后恢復(fù)供電，也應(yīng)該先低速慢轉(zhuǎn)一圈，其目的是對(duì)主機(jī)進(jìn)行潤(rùn)滑和故障檢測(cè)。這種使主機(jī)以低速旋轉(zhuǎn)一圈的運(yùn)動(dòng)，叫做慢轉(zhuǎn)。在應(yīng)急操作情況下，可以

9、取消慢轉(zhuǎn)控制2。電子調(diào)速器主要是由P1調(diào)節(jié)器組成，因其輸入、輸出都是電壓信號(hào)，所以電子調(diào)速器輸入部分的設(shè)定值發(fā)送器、設(shè)定值限速器以及加速限制器等均用電路來實(shí)現(xiàn)，而其輸出則必須通過執(zhí)行器去控制主機(jī)的供油量，如圖1.1。I/P變換器S測(cè)速裝置設(shè)定值限定器加速度限制器PI調(diào)節(jié)器UI變換器電液執(zhí)行器E主機(jī)圖1.1 電子調(diào)速系統(tǒng)框圖Fig.1.1 the principle chart of electronic timing system船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)中的限制環(huán)節(jié)主要包括以下幾個(gè)方面：在主機(jī)遙控系統(tǒng)中，當(dāng)車令轉(zhuǎn)速落在臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)避開臨界轉(zhuǎn)速區(qū)。方法主要有二種，本系統(tǒng)運(yùn)用當(dāng)前最為廣泛的一種。當(dāng)車令轉(zhuǎn)

10、速落在臨界轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)靠近下限時(shí)，將主機(jī)轉(zhuǎn)速限制在臨界轉(zhuǎn)速下限以下；當(dāng)車令轉(zhuǎn)速落在臨界轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)靠近上限時(shí)，以最快上升速率將速度通過臨界轉(zhuǎn)速區(qū)限制在上限以上不變，如圖1.2。nH 100%70%65%t轉(zhuǎn)速指令避讓后的指令臨界轉(zhuǎn)速Fig.1.2 acceleration limited curve figure2.最大、最小轉(zhuǎn)速限制正車最大限制轉(zhuǎn)速是額定轉(zhuǎn)速。當(dāng)車鐘指令大于正車最大轉(zhuǎn)速時(shí)，就受到正車最大轉(zhuǎn)速電位器的限制。緊急操作指令通過邏輯電路解除最大轉(zhuǎn)速限制，直接由電位器控制。為了保護(hù)主機(jī)安全運(yùn)行，避免損壞，根據(jù)主機(jī)發(fā)生的故障情況，分別采取減速或者停車措施進(jìn)行處理。當(dāng)發(fā)生滑油溫度高、氣缸和活塞

11、冷卻水溫度高、廢氣透平溫度高、曲柄箱油霧濃度大、廢氣鍋爐有故障等不正常情況時(shí)，應(yīng)發(fā)出故障減速信號(hào)。當(dāng)故障排除后，利用集控室操縱臺(tái)上的復(fù)位按鈕復(fù)位，即可以解除故障減速限制。當(dāng)發(fā)生滑油壓力低或氣缸、氣缸冷卻水低于允許值時(shí)，不允許主機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，應(yīng)由故障停車電路經(jīng)短時(shí)間延時(shí)，使轉(zhuǎn)速給定值降到零，主機(jī)便斷油停車。負(fù)荷程序限制的限制值從80%nH增加到100%nH。如圖1.3為負(fù)荷限制器程序曲線圖：n%1008040非負(fù)荷限制區(qū)負(fù)荷限制區(qū)Fig.1.3 load limited program curve chart加速度限制器應(yīng)滿足以下要求：（）把車鐘指令信號(hào)變成斜坡信號(hào)。（）根據(jù)主機(jī)不同工況不同熱負(fù)荷

12、要求用不同的速率發(fā)送。圖1.4為加速限制曲線：100% 50%t快速：半速以下增速快速：減速、停車最快速；起動(dòng)、緊急慢速：半速以上增速Fig.1.4 acceleration limited curve figure2 主機(jī)遙控系統(tǒng)總體功能設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要包括遙控操縱臺(tái)、主控制箱、機(jī)旁操縱箱和操縱位置轉(zhuǎn)換裝置等組成。遙控操縱臺(tái)包括駕駛室遙控操縱臺(tái)和集控室遙控操縱臺(tái)，遙控操縱臺(tái)主要由車鐘和遙控信號(hào)板組成?？删幊绦蚩刂破?PLC)接受車鐘指令，檢測(cè)主機(jī)和齒輪箱的相關(guān)狀態(tài)信息，運(yùn)行相關(guān)的程序，通過E-P接口和開關(guān)量輸出接口實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的調(diào)速及齒輪箱的操作控制，并進(jìn)行報(bào)警及狀態(tài)顯示。通過設(shè)置在集控室的文本顯

13、示器可進(jìn)行參數(shù)修改及特定參數(shù)的顯示。另外，為了充分利用可編程序控制器（PLC）“軟件”資源，使系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔和提高系統(tǒng)可靠性，輔助車鐘的信號(hào)由PLC編程實(shí)現(xiàn)5。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)主要有：船用中速柴油主機(jī)遙擰裝置技術(shù)規(guī)格書 鋼質(zhì)海船入級(jí)與建造規(guī)范船舶與海上設(shè)施與電氣電子設(shè)備型式試驗(yàn)指南船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能主要體現(xiàn)在以下五個(gè)方面：操縱方式及操縱方式轉(zhuǎn)換功能系統(tǒng)設(shè)置駕駛室遙控、集控室遙控和機(jī)旁操縱三種操縱方式。駕駛室遙控：在駕駛室用操縱手柄直接控制齒輪箱按設(shè)定的程序換向和控制主機(jī)按給定的加速和減速程序調(diào)速；集控室遙控；在集控室根據(jù)車鐘指令用操縱手柄直接控制齒輪箱按設(shè)定的程序換向和控制主機(jī)按給定

14、的加速和減速程序調(diào)速；機(jī)旁操縱：操作人員根據(jù)應(yīng)急車鐘指令在機(jī)旁操縱主機(jī)起停和調(diào)速，在機(jī)旁控制箱直接用選擇開關(guān)來操縱齒輪箱換向；各種操縱方式互相連鎖，在同一時(shí)間內(nèi)只允許一種操縱方式有效，其中機(jī)旁操縱級(jí)別最高。手動(dòng)/遙控轉(zhuǎn)換開關(guān)設(shè)置在機(jī)旁控制箱上，集控/駕控轉(zhuǎn)換設(shè)在集控室操縱臺(tái)上。換向及邏輯控制功能換向控制過程中，能處理?yè)Q向和調(diào)速、換向邏輯連鎖關(guān)系，同時(shí)區(qū)分正常換向和應(yīng)急情況下的換向，從而正確執(zhí)行換向操作。低速脫排：主機(jī)在離合器脫開過程中，油門降至最低；當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速降低到設(shè)定的脫排轉(zhuǎn)速時(shí)自動(dòng)脫排：定速合排：離合器合排時(shí)，主機(jī)轉(zhuǎn)速維持在設(shè)定的轉(zhuǎn)速上；加載連鎖：系統(tǒng)在合排成功才能進(jìn)行加速；順倒車互鎖：在

15、順、倒車操作過程中，程序中應(yīng)設(shè)計(jì)了互鎖邏輯，保證不會(huì)產(chǎn)生離合器順、倒車油壓同時(shí)存在的可能。程序調(diào)速功能系統(tǒng)根據(jù)給定的加速速率和減速速率進(jìn)行無級(jí)調(diào)速控制，調(diào)速特性如圖2.1。所有的參數(shù)均可獨(dú)立定義和修改，改變轉(zhuǎn)折點(diǎn)的速度設(shè)定值N和加速時(shí)間T，便可改變各段范圍的設(shè)定和加速速率的設(shè)定。T6T3312T1NmaxN4N1N2N3N怠N脫N怠N合T2T4T5T7T8T9 Fig.2.1 speed curve of engine figure正常操縱時(shí)主機(jī)會(huì)按圖2.1曲線1運(yùn)行：如果車鐘從零位直接扳到正車全速運(yùn)行位置，系統(tǒng)按N怠N1、N1Nmax兩段分別以兩段加速率控制主機(jī)加速，如果車鐘從高速直接扳回低

16、速，系統(tǒng)按NmaxN、NN怠3，接著直接控制主機(jī)油門至最小，進(jìn)行脫排或換同操作。應(yīng)急狀態(tài)時(shí)會(huì)按圖2.1曲線3運(yùn)行，系統(tǒng)按N怠4、4Nmax以快速率加速；對(duì)于應(yīng)急換向，主機(jī)不按圖2.1曲線2減速而直接控制主機(jī)油門至最小，然后進(jìn)行脫排換向操作。對(duì)于應(yīng)急停車，系統(tǒng)直接控制停車電磁閥停油、停車。安全保護(hù)和故障報(bào)警功能故障減速：當(dāng)出現(xiàn)主機(jī)滑油壓力低或淡水溫度高時(shí)，遙控系統(tǒng)控制主機(jī)減速至設(shè)定的轉(zhuǎn)速，并發(fā)出故障聲光報(bào)警。排除故障，按下故障減速按鈕復(fù)位后，系統(tǒng)重新進(jìn)入正常調(diào)速程序運(yùn)行。故障停車：當(dāng)出現(xiàn)主機(jī)超速、主機(jī)滑油壓力過低、淡水溫度過高和齒輪箱滑油壓力低時(shí)，直接控制主機(jī)停車電磁閥實(shí)現(xiàn)停油、停車，并發(fā)出故障

17、聲光報(bào)警。故障停車后，系統(tǒng)必須在手柄回STOP位才能重新啟動(dòng)。應(yīng)急停車：在駕駛室或集控室手動(dòng)按下“應(yīng)急停車”按鈕，直接控制停車電磁閥動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)停油、停車，并發(fā)出故障聲光報(bào)警。應(yīng)急停車后，系統(tǒng)必須在手柄回STOP位才能重新啟動(dòng)。應(yīng)急操縱：在集控室或駕駛室任一地按下應(yīng)急操縱按鈕，另一地“應(yīng)急操縱”指示燈閃、蜂鳴器響，只有兩地應(yīng)急操縱按鈕都按下，才能消聲消閃。系統(tǒng)處應(yīng)急操縱狀態(tài)，則取消故障減速和故障停車功能，柴油機(jī)按應(yīng)急加速和應(yīng)急換向程序運(yùn)行3。系統(tǒng)故障檢測(cè)當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)下列情況時(shí)，駕駛室和集控室發(fā)出“系統(tǒng)故障”聲光報(bào)警，系統(tǒng)將自動(dòng)保持主機(jī)和齒輪箱狀態(tài)，閉鎖遙控功能，此時(shí)，必須轉(zhuǎn)至機(jī)旁操作才能操縱主機(jī)。

18、可以用確認(rèn)按鈕消聲消閃，當(dāng)故障消除后，“系統(tǒng)故障”指示燈熄滅。在人機(jī)界面上，可查閱故障類別。(1)車鐘電位器斷線故障PLC系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)車令電位器的接觸狀態(tài)。如果出現(xiàn)車令電位器斷線故障，將進(jìn)入系統(tǒng)故障模式。(2)開關(guān)量輸入斷線故障對(duì)系統(tǒng)中較重要的輸入信號(hào)，如滑油壓力低、滑油壓力過低、冷卻水溫高、冷卻水溫過高、超速、氣源壓力低、齒輪箱滑油壓力過低、正車位、倒車位進(jìn)行實(shí)時(shí)斷線檢測(cè)，若出現(xiàn)斷線，系統(tǒng)故障指示燈閃光，蜂鳴器發(fā)出聲響報(bào)警。(3)開關(guān)量輸出斷線故障系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)各輸出控制電磁閥線路，若出現(xiàn)斷線電路時(shí)，系統(tǒng)故障指示燈閃光，蜂鳴器發(fā)出聲響報(bào)警。(4)測(cè)速傳感器故障根據(jù)系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)速、主

19、機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速和尾軸轉(zhuǎn)速判斷傳感器工作不正常，則進(jìn)入系統(tǒng)故障模式。輪機(jī)員可以用確認(rèn)按鈕消除聲響，使指示燈變?yōu)槠焦?。?dāng)傳感器工作恢復(fù)正常后，指示燈熄滅。(5)跟蹤延遲故障當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速與PLC輸出轉(zhuǎn)速信號(hào)之差在規(guī)定的時(shí)間超過設(shè)定范圍及齒輪箱脫、合排反饋信號(hào)與PLC輸出的脫合排信號(hào)不同步超過設(shè)定時(shí)間范圍，系統(tǒng)進(jìn)入系統(tǒng)故障模式，跟蹤同步后，指示燈熄滅。(6)重要參數(shù)修改為了使系統(tǒng)能適用于各廠家各型號(hào)的中速柴油機(jī)，遙控系統(tǒng)可以通過修改以下參數(shù)：重要轉(zhuǎn)速參數(shù)；重要時(shí)間參數(shù)；程序加速/減速過程特性曲線參數(shù)；其它重要參數(shù)。備車從駕駛臺(tái)給出備車指令到完車的全部過程除定速航行外的其它狀態(tài)稱為備車狀態(tài)。駕駛員在需要備車時(shí)

20、，按下備車按鈕發(fā)出備車指令，集控室和駕駛室備車指示燈閃光，蜂鳴器發(fā)出響聲。輪機(jī)員接到指令后，按下備車按鈕應(yīng)答，使駕駛室和集控室備車指示燈轉(zhuǎn)為平光，蜂鳴器消聲。當(dāng)駕駛臺(tái)按下定速航行或完車按鈕時(shí)，駕駛臺(tái)和集控室備車指示燈滅。一定速航行當(dāng)船離開港口進(jìn)入海域后，船舶主機(jī)加速到“海速”，主機(jī)以穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速航行的過程稱為定速航行。定速航行按鈕是由駕駛員在需要時(shí)通知輪機(jī)員的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。駕駛員按下定速航行按鈕后，集控室和駕駛室指示燈閃光，蜂鳴器發(fā)出響聲。輪機(jī)員按下定速航行按鈕應(yīng)答，集控室和駕駛臺(tái)指示燈轉(zhuǎn)為平光，蜂鳴器消聲。當(dāng)駕駛臺(tái)按下備車或完車鈕時(shí)，駕駛臺(tái)和集控室定速航行燈滅。完車駕駛臺(tái)不用車稱為完車。完車按鈕是

21、駕駛員通知輪機(jī)員不用車的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。按下完車按鈕，集控室和駕駛室完車指示燈閃光。蜂鳴器發(fā)出響聲。輪機(jī)員按下集控室的完車按鈕應(yīng)答，使集控室完車鈕指示燈轉(zhuǎn)為平光，蜂鳴器消聲。駕控(請(qǐng)求與響應(yīng))駕控請(qǐng)求與響應(yīng)是駕駛臺(tái)與集控室之間請(qǐng)求駕控權(quán)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。在非駕控狀態(tài)，當(dāng)駕駛室或集控室請(qǐng)求控制權(quán)時(shí)，駕駛室或集控室按下駕控請(qǐng)求與響應(yīng)按鈕，集控室和駕駛室的駕控請(qǐng)求與響應(yīng)指示燈閃光，蜂鳴器發(fā)出聲響。駕駛室或集控室接到請(qǐng)求后，首先將車鐘進(jìn)行對(duì)車，按下駕控請(qǐng)求與響應(yīng)按鈕，駕駛室和集控室的蜂鳴器消聲，指示燈繼續(xù)閃光，直至集控室將駕/集轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)為駕控狀態(tài)，指示燈才轉(zhuǎn)為平光。集控(請(qǐng)求與響應(yīng))集控請(qǐng)求與響應(yīng)是在駕駛室與集

22、控室之間請(qǐng)求集控權(quán)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。當(dāng)船舶處于駕駛室操縱狀態(tài)，駕駛室想將控制權(quán)交給集控室或集控室需要集控時(shí)，駕駛室與集控室按下集控請(qǐng)求與響應(yīng)按鈕，集控室和駕駛室集控請(qǐng)求與響應(yīng)指示燈閃光，蜂鳴器發(fā)出聲響。駕駛室或集控室接到請(qǐng)求后，首先將車鐘進(jìn)行對(duì)車，然后按下集控請(qǐng)求與響應(yīng)按鈕，此時(shí)蜂鳴器消聲，集控室和駕駛室的集控請(qǐng)求與響應(yīng)指示燈繼續(xù)閃光，直至集/駕轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)為集控，駕駛室和集控室的指示燈轉(zhuǎn)為平光。輪機(jī)員在機(jī)旁備完車后，將遙控/機(jī)旁開關(guān)轉(zhuǎn)換為遙控后，集控室和駕駛室的集控請(qǐng)求與響應(yīng)指示燈閃光，蜂鳴器發(fā)出聲響，當(dāng)集控室按下集控請(qǐng)求與響應(yīng)按鈕確認(rèn)后，指示燈轉(zhuǎn)為平光，蜂鳴器消聲。機(jī)旁操縱機(jī)旁操縱用于顯示機(jī)旁操縱

23、狀態(tài)。輪機(jī)員將遙控/機(jī)旁開關(guān)轉(zhuǎn)換為機(jī)旁控制后，駕駛臺(tái)、集控室和機(jī)旁操縱箱的機(jī)旁操縱指示燈亮平光，表示系統(tǒng)處于機(jī)旁操縱狀態(tài)。遙控/手動(dòng)信號(hào)進(jìn)入PLC：集/駕/機(jī)旁三燈互鎖，同一時(shí)刻只能一燈亮4。3 由S7-200組成的遙控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 PLC實(shí)現(xiàn)遙控系統(tǒng)的組成框圖系統(tǒng)主要有遙控操縱臺(tái)、主控箱、機(jī)旁操縱箱和操縱位置轉(zhuǎn)換裝置等組成。遙控操縱臺(tái)包括駕駛室遙控操縱臺(tái)和集控室遙控操縱臺(tái)，遙控操縱臺(tái)主要由車鐘和遙控信號(hào)板組成。可編程序控制器(PLC)接受車鐘指令，檢測(cè)主機(jī)和齒輪箱的相關(guān)狀態(tài)信息，運(yùn)行相關(guān)的程序，通過E-P接口和開關(guān)量輸出接口實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的調(diào)速及齒輪箱的操作控制，并進(jìn)行報(bào)警及狀態(tài)顯示。

24、通過設(shè)置在集控室的文本顯示器可進(jìn)行參數(shù)修改及特定參數(shù)的顯示，如圖3.1所示。駕駛室X2X1 X3駕駛室狀態(tài)顯示板空車倒車正車P LCX1X4集控室狀態(tài)顯示板機(jī)艙溫度、壓力和轉(zhuǎn)速檢測(cè)AC220VDC24V 集控室主控板電源單元機(jī)艙控制箱機(jī)艙閥箱E/P調(diào)速器急停電磁閥柴油機(jī)（主機(jī)）齒輪箱氣源處理板Fig.3.1 configuration of remote main engine第一步：檢驗(yàn)整個(gè)遙控裝置打開電源開關(guān)，按下實(shí)驗(yàn)按鈕，檢查各個(gè)指示燈是否完好，報(bào)警功能是否正常，氣路管道是否正常等。第二步：發(fā)出遙控信號(hào)由駕控臺(tái)遙控操縱器發(fā)出遙控信號(hào)，集控臺(tái)及機(jī)艙控制箱上的輔車鐘、機(jī)艙閥箱上的 “遙控機(jī)旁

25、”選擇開關(guān)如果不在“遙控”位置，將發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提醒操縱人員把開關(guān)打到“遙控”位置，做好遙控控制準(zhǔn)備。第三步：發(fā)出“正車”或“倒車”信號(hào)由駕控臺(tái)遙控操縱器發(fā)出“正車”、“空車”、“倒車”信號(hào)及4-20mA的電流調(diào)速信號(hào)，將“正車”、“空車”、“倒車”信號(hào)傳送至PLC，調(diào)速信號(hào)經(jīng)遙控繼電器的常開觸點(diǎn)、錯(cuò)向閥繼電器的常閉觸點(diǎn)，傳送到集控臺(tái)轉(zhuǎn)至機(jī)艙控制箱，再串入停車?yán)^電器的常閉觸點(diǎn)，且經(jīng)降速繼電器的常開觸點(diǎn)并入一個(gè)330歐姆1/4瓦的降速電阻（只有當(dāng)降速繼電器得電時(shí)才接入電路分流，減小調(diào)速電流），最后傳送至機(jī)艙閥箱中的電氣比例閥的調(diào)速信號(hào)輸入端，從而控制通過電氣比例閥的調(diào)速氣體的流量，達(dá)到主機(jī)調(diào)

26、速的目的。第四步：PLC接收輸入信號(hào)PLC將“倒車合排”、“正車合排”、“失氣信號(hào)”、“遙控信號(hào)”等一次性輸入到內(nèi)部輸入緩沖寄存器中，生成“輸入映像”，準(zhǔn)備進(jìn)行內(nèi)部邏輯運(yùn)算。第五步：PLC進(jìn)行邏輯運(yùn)算PLC根據(jù)輸入狀態(tài)及內(nèi)部寄存器的狀態(tài)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，如果是“正車信號(hào)”輸入，就輸出正車輸出信號(hào)，則正車閥繼電器線圈得電，控制正車電磁閥線圈得電，則正車控制氣通入齒輪箱，進(jìn)行正車合排，帶動(dòng)螺旋槳正轉(zhuǎn)，推動(dòng)船的正車航行，倒車航行亦如此。第六步：檔位控制當(dāng)主推進(jìn)裝置處于正車合排狀態(tài)時(shí)，可以進(jìn)行正車檔位控制，即正車1檔、正車2檔、正車3檔、正車4檔，將遙控操縱器向前推動(dòng)一格-由1檔轉(zhuǎn)換為2檔，則內(nèi)部輸出電流

27、相應(yīng)增加，使得調(diào)速氣體壓強(qiáng)增大，主機(jī)油門加大，轉(zhuǎn)速增加至2檔，帶動(dòng)螺旋槳達(dá)到2檔；操縱器再向前推動(dòng)一格、兩格-換為3檔、4檔，道理一樣；倒車換擋同正車換擋。第七步：正常停車正常停車操縱，將遙控操縱器打到空車位置，PLC輸出空車控制信號(hào)，狀態(tài)指示板上的空車指示燈亮，同時(shí)，機(jī)艙閥箱中的正車電磁閥或倒車電磁閥失電，正車控制氣或倒車控制氣被堵住，只有空車控制氣通入到齒輪箱，在有的機(jī)艙閥箱中有空車電磁閥，其得電后，空車控制氣進(jìn)入齒輪箱，控制正車脫排或倒車脫排，使螺旋槳停轉(zhuǎn)，完成停車操作。第八步：主機(jī)降速、緊急停車主機(jī)降速與緊急停車是兩個(gè)不同的操作過程，主機(jī)降速是當(dāng)出現(xiàn)主機(jī)淡水高溫、主機(jī)超速、主機(jī)滑油低壓

28、等時(shí)，檢測(cè)報(bào)警板發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)降速繼電器得電將降速電阻并入調(diào)速回路，減小調(diào)速電流，使得主機(jī)轉(zhuǎn)速下降；緊急停車是當(dāng)出現(xiàn)主機(jī)滑油過低壓、主機(jī)燃油泄露、齒輪箱滑油過低壓等重要參數(shù)超出最大限定值時(shí)，報(bào)警板發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)急停繼電器得電，接通急停電磁閥回路，切斷主機(jī)燃油供應(yīng)回路，使得主機(jī)缺燃油而減速、停機(jī)，使得螺旋槳停轉(zhuǎn)，或當(dāng)航行時(shí)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，操縱人員按下“主機(jī)急停”按鈕，同樣能夠使得急停繼電器得電，達(dá)到主機(jī)急停的目的，然后再按“主機(jī)急停”按鈕，使其復(fù)位。第九步：主機(jī)越控主機(jī)越控是指在航行過程中，遇到某些特殊情況，即使已經(jīng)滿足主機(jī)降速或急停的條件也不能讓主機(jī)降速或停車，此時(shí)，操縱人員按下“主機(jī)

29、越控”按鈕，主機(jī)越控繼電器得電，切斷主機(jī)降速、緊急停車控制回路，保證按照當(dāng)前的航行狀態(tài)繼續(xù)航行，直到再次按下“主機(jī)越控”按鈕，使其復(fù)位為止。在此過程中，狀態(tài)指示板上的電源指示燈、氣源指示燈、正車合排指示燈等都應(yīng)亮；通過壓力和溫度傳感器對(duì)主機(jī)滑油壓力、齒輪箱滑油壓力、主機(jī)淡水溫度和主機(jī)滑油溫度等測(cè)量并由壓力表、溫度表顯示出來；報(bào)警檢測(cè)板通過傳感器對(duì)各個(gè)報(bào)警點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)、判斷是否超過限定值，如果超出則發(fā)出聲光報(bào)警；特別是當(dāng)主機(jī)啟動(dòng)、停車時(shí)，必須在機(jī)旁操縱；齒輪箱進(jìn)行正車合排、倒車合排或正車脫排、倒車脫排時(shí)，必須保證主機(jī)不能夠熄滅或飛車。 主機(jī)遙控系統(tǒng)的基本功能是在駕駛室和集控室實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶主推進(jìn)裝置的

30、遠(yuǎn)距離控制，主要包括操縱主機(jī)組的起動(dòng)、換向、調(diào)速、停車、安全保護(hù)，齒輪箱的正向、倒向、脫排等。機(jī)旁控制則在機(jī)艙主機(jī)旁的控制箱手動(dòng)進(jìn)行。操作人員可通過駕駛臺(tái)上的遙控操縱器手柄完成對(duì)主機(jī)各種工況的操縱。遙控操縱器手柄上設(shè)有空車檔，正車1、2、3、4檔和倒車1、2、3、4檔共9個(gè)車位，根據(jù)這些車位的變化，可以實(shí)現(xiàn)主機(jī)的正、倒車起動(dòng)，正倒車停車，正倒車換向和正倒車調(diào)速等遠(yuǎn)距離操縱。除了完成以上控制功能外，系統(tǒng)還具有如下幾個(gè)功能：1.“遙控機(jī)旁”轉(zhuǎn)換功能系統(tǒng)在機(jī)旁和駕駛臺(tái)各設(shè)有一個(gè)手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，可以對(duì)主機(jī)進(jìn)行“遙控機(jī)旁”控制切換。當(dāng)兩個(gè)開關(guān)位置不符時(shí)，有聲音報(bào)警和燈光指示，只有兩個(gè)開關(guān)都處在“遙控”位置

31、時(shí)，PLC才參與控制，以確保一致性和安全性。系統(tǒng)能夠根據(jù)轉(zhuǎn)速變化和車位的要求自動(dòng)脫開或合上離合器，當(dāng)遙控操縱器在空車位時(shí)，要求脫開離合器，其它車位時(shí)，要合上離合器。但是離合器脫離與閉合又受到主機(jī)轉(zhuǎn)速的限制，以免造成主機(jī)飛車和離合器損壞等事故。當(dāng)主機(jī)的滑油壓力、滑油溫度、冷卻水溫度、齒輪箱滑油壓力和淡水壓力等重要參數(shù)越限時(shí)，進(jìn)行聲光報(bào)警，并自動(dòng)降速或停車，實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)。在緊急情況下，如主機(jī)的一些重要參數(shù)越過危險(xiǎn)值時(shí)，檢測(cè)報(bào)警單元便發(fā)出“故障停車”信號(hào)輸向遙控控制單元，遙控控制單元使主機(jī)油門拉桿上的電磁閥動(dòng)作，能夠迅速切斷主機(jī)供油，從而使主機(jī)轉(zhuǎn)速降到最低，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急停車。故障停車后若要重新使遙控工作

32、，必須滿足以下條件：“故障停車”信號(hào)消失，操縱器手柄在停車位置。遙控臺(tái)上的試燈按鈕用來檢查系統(tǒng)中各指示燈和報(bào)警聲響是否正常；消音按鈕可在系統(tǒng)有聲光報(bào)警時(shí)，消除聲響，并且將報(bào)警燈定光。6.程序調(diào)速、換向 遙控應(yīng)能實(shí)現(xiàn)隨手柄的轉(zhuǎn)動(dòng)，自動(dòng)地按照程序進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，并可實(shí)現(xiàn)程序換向。無論駕駛員扳動(dòng)手柄多快，遙控裝置均按一定的邏輯與時(shí)間要求控制主機(jī)調(diào)速，不使主機(jī)的熱負(fù)荷變化過于劇烈。集控室駕駛室三地?zé)o擾轉(zhuǎn)換 機(jī)旁優(yōu)先、集控室次之、駕駛室最低。他們之間的轉(zhuǎn)換具有清晰明確的信號(hào)，且在任何工況下均可實(shí)現(xiàn)無擾轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換開關(guān)在機(jī)旁。3.4基于PLC的MAN B&W主機(jī)遙控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要有遙控操縱臺(tái)、PLC、安

33、全保護(hù)裝置、遙控執(zhí)行機(jī)構(gòu)和DGS調(diào)速裝置等組成。遙控操縱臺(tái)包括駕駛室遙控操縱臺(tái)和集控室遙控操縱臺(tái)，遙控操縱臺(tái)主要由車鐘和遙控信號(hào)板組成?？删幊绦蚩刂破鹘邮苘囩娭噶?，檢測(cè)主機(jī)和齒輪箱的相關(guān)狀態(tài)信息，運(yùn)行相關(guān)的程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的調(diào)速及齒輪箱的操作控制。PLC為中央控制單元，由駕駛臺(tái)或集控室發(fā)出的車令信號(hào)輸入PLC，PLC將根據(jù)由工況檢測(cè)和速度檢測(cè)電路提供的主機(jī)狀況，經(jīng)邏輯運(yùn)算，輸出主機(jī)運(yùn)行的控制信號(hào)，一路控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制主輔起動(dòng)閥、空氣分配器換向機(jī)構(gòu)、燃油泵換向機(jī)構(gòu)和停油氣缸，使主機(jī)起動(dòng)、換向、制動(dòng)；一路控制調(diào)速系統(tǒng)，使主機(jī)恒速運(yùn)轉(zhuǎn)。工況檢測(cè)單元將氣動(dòng)機(jī)構(gòu)和主機(jī)的狀況，如凸輪軸位置，各控制閥動(dòng)作

34、，氣壓、油壓和水壓等參數(shù)轉(zhuǎn)換成開關(guān)量輸入PLC。轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元檢測(cè)主機(jī)轉(zhuǎn)速并分類轉(zhuǎn)換成點(diǎn)火轉(zhuǎn)速，換向轉(zhuǎn)速，臨界轉(zhuǎn)速等信號(hào)送至PLC。PLC根據(jù)不同的工況控制DGS調(diào)速裝置，完成對(duì)調(diào)速執(zhí)行器、主機(jī)轉(zhuǎn)速和高壓燃油泵的控制，安裝于集控室的DGS型電子調(diào)速裝置，它實(shí)現(xiàn)主機(jī)轉(zhuǎn)速控制任務(wù)。遙控操縱臺(tái)控制時(shí)，電子調(diào)速器投入運(yùn)行。在機(jī)旁應(yīng)急操縱時(shí)，電子調(diào)速器將被除去，直接由機(jī)旁控制。PLC在調(diào)速部分的主要功能一是監(jiān)控調(diào)速電路工作，如避免臨界轉(zhuǎn)速區(qū)、防止超速等，二是對(duì)主機(jī)負(fù)荷進(jìn)行控制。遙控操縱臺(tái)機(jī)旁操作 PLC安全保護(hù)裝置停油、換向、起動(dòng) 邏輯控制單元DGS調(diào)速裝置主輔起動(dòng)閥空氣分配幻想機(jī)構(gòu)停油氣缸燃油泵換向機(jī)構(gòu)

35、調(diào)速執(zhí)行器油門刻度主機(jī)轉(zhuǎn)速高壓燃油泵增壓空氣壓力圖3.2基于PLC的MAN B&W主機(jī)遙控系統(tǒng)Fig.3.2 remote control of MAN B&W main engine based on the PLC可編程序控制器的硬件系統(tǒng)由主機(jī)、輸入輸出擴(kuò)展模塊及外部設(shè)備組成5。主機(jī)可編程序控制器的主機(jī)由中央控制單元、存儲(chǔ)器、輸入輸出單元、輸入輸出擴(kuò)展接口、外部設(shè)備接口及電源等部分組成。各部分之間通過電源總線、控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線構(gòu)成的內(nèi)部系統(tǒng)總線進(jìn)行連接，如圖所示。中央處理單元存儲(chǔ)器輸入輸出單元輸入輸出擴(kuò)展接口外部設(shè)備借口電源內(nèi)部系統(tǒng)總線Fig.3.3 the structura

36、l chart of PLC mainframe(1)中央處理單元：中央處理單元是可編程序控制器的核心部分，包括微處理器和控制接口電路。微處理器是可編程序處理器的運(yùn)算控制中心，用于實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、數(shù)字運(yùn)算、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作，完成系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序所賦予的各種任務(wù)。主要功能是接收和存儲(chǔ)編程器輸入的程序和數(shù)據(jù)：接收和存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置的狀態(tài)信息；診斷系統(tǒng)錯(cuò)誤；執(zhí)行程序，并改變輸出狀態(tài)寄存器的狀態(tài)：輸出運(yùn)算結(jié)果等?？删幊绦蚩刂破鞒Ｓ玫奈⑻幚砥饔型ㄓ梦⑻幚砥?、單片機(jī)或雙極型位片式處理器?？刂平涌陔娐肥俏⑻幚砥髋c主機(jī)內(nèi)部其他單元進(jìn)行通信的控制部件，其主要功能有數(shù)據(jù)緩沖、單元選擇、信號(hào)匹配等。(2

37、)存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器是可編程序控制器存放系統(tǒng)程序、用戶程序和運(yùn)行數(shù)據(jù)的單元。它包括只讀存儲(chǔ)器ROM和隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器RAM。只讀存儲(chǔ)器ROM在使用過程中只能取出不能存儲(chǔ)，而隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器RAM在使用過程中能隨時(shí)取出和存儲(chǔ)。按其編程方式，只讀存儲(chǔ)器可分為ROM，PROM，EPROM和EEPROM等。而隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器RAM可分為靜態(tài)RAM和動(dòng)態(tài)RAM兩種類型。(3)輸入輸出單元：輸入輸出單元是可編程序控制器與工業(yè)過程控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的連接部件。通過輸入單元，可編程序控制器能夠得到生產(chǎn)過程的各種參數(shù)；通過輸出單元，可編程序控制器能夠把運(yùn)算處理的結(jié)果，送至工業(yè)過程現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)控制.為適應(yīng)工業(yè)過程現(xiàn)場(chǎng)不

38、同輸入輸出信號(hào)的匹配要求，可編程序控制器配置了各種輸入輸出單元6。開關(guān)量輸出單元：把可編程序控制器的內(nèi)部信號(hào)轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)的各種開關(guān)信號(hào)。按照現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用的供電單元類型，可分為直流輸出單元和交流輸出單元。本文介紹交流輸出單元一種方式，繼電器輸出，如圖所示。 內(nèi)部線路LRLED繼電器負(fù)載 繼電器輸出單元Fig.3.4 the cell of digital output開關(guān)量輸入單元：開關(guān)量輸入單元是把現(xiàn)場(chǎng)各種開關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)換為可編程序控制器能內(nèi)部處理的標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制信號(hào)。按照輸入端電源的不同類型，開關(guān)量輸入單元分為直流輸入單元和交流輸入單元，如圖3.5所示。Fig.3.5 the cell o

39、f digital in put模擬量輸出單元：模擬量輸出單元是把可編程序控制器運(yùn)算處理后的若干數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量信號(hào)輸出，以滿足生產(chǎn)過程現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)信號(hào)的控制要求。模擬量輸出單元一般由光電隔離、數(shù)模轉(zhuǎn)換D/A和信號(hào)驅(qū)動(dòng)等部分組成，其原理圖如圖。內(nèi)部電路光電隔離數(shù)模轉(zhuǎn)換VVVV電壓輸出電流輸出VV Fig.3.6 the principle chart of analog output模擬量輸入單元：模擬量輸入單元是把現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)變化的模擬量標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換為可編程序控制器內(nèi)部能處理的由若干位表示的數(shù)字信號(hào)。生產(chǎn)過程的模擬信號(hào)多種多樣，類型和參數(shù)大小也不相同，所以一般先用現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)變送器將輸入的模

40、擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，然后把標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送模擬輸入單元。模擬量輸入單元一般由信號(hào)變換、模數(shù)轉(zhuǎn)換A/D、光電隔離等部分組成，原理框圖所示。多路選通模數(shù)轉(zhuǎn)換光電隔離內(nèi)部電路信號(hào)放大輸入電壓輸入電壓輸入Fig.3.7 the principle chart of analog input（4）輸入輸出擴(kuò)展接13：輸入輸出擴(kuò)展接13是可編程序控制器主機(jī)用于擴(kuò)展輸入輸出點(diǎn)數(shù)和類型的部件。輸入輸出擴(kuò)展單元、遠(yuǎn)程輸入輸出擴(kuò)展單元、智能輸入輸出擴(kuò)展單元等，都通過該部件與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。輸入輸出擴(kuò)展口有并行接口、串行接口和雙口存儲(chǔ)器接口等多種形式。（5）外部設(shè)備接口：外部設(shè)備接口是可編程序控制器主機(jī)實(shí)現(xiàn)

41、人機(jī)對(duì)話、機(jī)機(jī)對(duì)話的通道。通過它，可編程序控制器可以與編程器、彩色圖形顯示器、打印機(jī)等外部設(shè)備相連，也可以與其他可編程序控制器或上位機(jī)等裝置相連。外部設(shè)備接口一般采用RS-232C或RS-422A等串行通信接口。該接口的功能是串行/并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、通信格式的識(shí)別、數(shù)據(jù)傳輸?shù)某鲥e(cuò)檢驗(yàn)、信號(hào)電平的轉(zhuǎn)換等。對(duì)于小型可編程序控制器，外部設(shè)備接口還包括與專用編程器連接的并行數(shù)據(jù)通信接口7。（6）電源單元：電源單元是供給可編程序控制器電源的器件，它的作用是把外部的供電電源變換成系統(tǒng)內(nèi)部各電源所需的電源。電源單元還包括掉電保護(hù)電路和后備電池電源，以保持在外部電源斷電時(shí)RAM存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)內(nèi)容不丟失?？删幊绦蚩?/p>

42、制器的電源一般采用開關(guān)電源，其特點(diǎn)是輸入電壓范圍寬、體積小、重量輕、效率高、抗干擾性能好。輸入輸出擴(kuò)展模塊輸入輸出擴(kuò)展模塊是可編程序控制器輸入輸出單元的擴(kuò)展部件，當(dāng)用戶所需要輸入輸出點(diǎn)或類型超出主機(jī)上輸入輸出單元所允許的點(diǎn)數(shù)或類型時(shí)，可通過加接輸入輸出擴(kuò)展模塊來解決。輸入輸出擴(kuò)展模塊與主機(jī)的輸入輸出擴(kuò)展接口相連，有簡(jiǎn)單型和智能型兩種類型。簡(jiǎn)單型的輸入輸出擴(kuò)展模塊本身不帶中央處理器，對(duì)外部現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的輸入輸出處理過程完全由主機(jī)的中央處理單元管理，依賴于主機(jī)的程序掃描過程，通常它通過并行接口與主機(jī)通信，并安裝在主機(jī)附近，大多用于小型可編程序控制器的輸入輸出點(diǎn)數(shù)或類型的擴(kuò)展。智能型輸入輸出擴(kuò)展模塊本身

43、帶有中央處理器，它對(duì)生產(chǎn)過程現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的輸入輸出和處理由本身所帶中央處理器完成，并不依賴主機(jī)的程序掃描過程，通常它采用串行接口與主機(jī)通信，可遠(yuǎn)離主機(jī)安裝，大多用于大中型可編程序控制器的輸入輸出擴(kuò)展。外部設(shè)備可編程序處理器的外部設(shè)備主要是編程器、彩色圖形顯示器和打印機(jī)等。其中編程器是編制、調(diào)試可編程序處理器用戶程序的外部設(shè)備，是人機(jī)交互的窗口。通過編程器可以把用戶的新程序輸入到可編程序處理器RAM中，或者對(duì)RAM中已有的程序進(jìn)行編輯：通過編程器還可以對(duì)可編程序處理器的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和跟蹤，這對(duì)調(diào)試和試運(yùn)行用戶程序是非常有用的。編程器分為簡(jiǎn)易型和智能型兩類。簡(jiǎn)易型編程器只能連在可編程序處理器上使用

44、，一般由簡(jiǎn)易鍵盤和發(fā)光二極管矩陣等組成。智能型編程器可以聯(lián)機(jī)使用，也可脫機(jī)使用，近年來智能型編程器一般采用微機(jī)加相應(yīng)工具軟件組成。它既可以用于編制和調(diào)試用戶程序，也可顯示完成彩色圖形顯示、通信聯(lián)網(wǎng)、打印輸出控制和事務(wù)管理等多項(xiàng)操作。而彩色圖形顯示器用于顯示模擬生產(chǎn)過程流程圖、實(shí)時(shí)過程參數(shù)、趨勢(shì)參數(shù)及報(bào)警參數(shù)等過程信息，使現(xiàn)場(chǎng)工況一目了然。打印機(jī)用于打印、記錄過程參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)以及報(bào)警事故記錄表等?？删幊绦蛱幚砥鬟€可配置其他外部設(shè)備，例如，配置盒式磁帶機(jī)或磁盤驅(qū)動(dòng)器，用于存儲(chǔ)用戶的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)，近年也常配置光盤驅(qū)動(dòng)器?？膳渲肊PROM寫入器，用于把用戶程序?qū)懭隕PROM中9。本文設(shè)計(jì)中主機(jī)遙控

45、系統(tǒng)的PLC機(jī)型選擇原則：在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護(hù)使用最方便以及性能價(jià)格比最優(yōu)化的機(jī)型。而針對(duì)這樣的要求，選擇SIEMENS公司S7-200系列。S7-200系列PLC屬于整體式小型PLC，用于代替繼電器的簡(jiǎn)單控制場(chǎng)合，也可以用于復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。整體式PLC將CPU模塊、FO模塊和電源裝在一個(gè)箱型機(jī)殼內(nèi)，它以緊湊的結(jié)構(gòu)、良好的擴(kuò)展性、強(qiáng)大的指令功能、低廉的價(jià)格，已經(jīng)成為當(dāng)代各種小型控制工程的理想控制器。S7-200PLC包含了一個(gè)單獨(dú)的S7-200CPU和各種可選擇的擴(kuò)展模塊，可以十分方便地組成不同規(guī)模的控制器，其控制規(guī)模可以從幾點(diǎn)到幾百點(diǎn)。S7-200PLC可以方便地組

46、成PLC。PLC網(wǎng)絡(luò)和微機(jī)。S7-200網(wǎng)絡(luò)，從而完成規(guī)模更大的工程。CPU模塊和擴(kuò)展模塊用扁平電纜連接。如圖3.8所示。 PS CPU224 EM235 CP AI/AO 指示燈傳感器機(jī)旁執(zhí)行機(jī)構(gòu)主機(jī)傳感器閥箱圖3.8 PLC模塊布置圖Fig.3.8 collocation of modules CPU224模塊CPU224本機(jī)集成了14點(diǎn)輸入/10點(diǎn)輸出，共有24點(diǎn)數(shù)字量I/O。它可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至168點(diǎn)數(shù)字量I/O或35路I/O，CPU224可以為I/O擴(kuò)展提供660mA電流。CPU224有13KB程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間、6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器、2路獨(dú)立的20kHz高速

47、脈沖輸出，具有PID控制器。CPU224配有1個(gè)RS485通信/編程口，具有PPI通信、MPI通信和自由方式通信能力，是具有較強(qiáng)控制能力的小型控制器。CPU224技術(shù)指標(biāo)10：(1)外形尺寸：80mm62ram(2)存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器：4096字用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：2560字存儲(chǔ)器類型：EEPROM存儲(chǔ)卡：EEPROM數(shù)據(jù)后備(超級(jí)電容)：190h編程語(yǔ)言：LAD、FBD和STL程序組織：1個(gè)組織塊(可以包含子程序和中斷程序)(3)系統(tǒng)I/0本機(jī)I/O：14點(diǎn)輸入/10點(diǎn)輸出擴(kuò)展模塊數(shù)量：7個(gè)模塊數(shù)字量I/O映像區(qū)：256點(diǎn)(128點(diǎn)輸入/128點(diǎn)輸出)數(shù)字量姻物理區(qū)：168點(diǎn)(94點(diǎn)輸入/74點(diǎn)輸

48、出)模擬量I/O映像區(qū)：32路輸入/32路輸出模擬量I/O物理區(qū)：35路(28路輸入/7路輸出)或14路輸出(4)附加功能內(nèi)置高速計(jì)數(shù)器：6個(gè)(30kHz)內(nèi)置模擬電位器：2個(gè)(8位分辨率)脈沖輸出：2個(gè)高速輸出(20kHz)通信中斷：1個(gè)發(fā)送器/2個(gè)接受器定時(shí)中斷：2個(gè)(1255ms)輸入中斷：4個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘：內(nèi)置時(shí)鐘 EM235模擬量模塊EM235模擬量擴(kuò)展模塊提供了模擬量輸入/輸出的功能，優(yōu)點(diǎn)如下：最佳適應(yīng)性：可適用于復(fù)雜的控制場(chǎng)合，直接與傳感器和執(zhí)行器相連，12位的分辨率和多種輸入輸出范圍能夠不用外加放大器而與傳感器和執(zhí)行器直接相連，例如EM235模塊可直接與PT熱電阻相連。靈活性：當(dāng)實(shí)

49、際應(yīng)用變化時(shí)，PLC可以相應(yīng)地進(jìn)行擴(kuò)展，并可非常容易的調(diào)整用戶程序。(1)EM235模擬量模塊技術(shù)數(shù)據(jù)EM235模擬量擴(kuò)展模塊功耗為2W，為四路模擬量輸入一路模擬量輸出。模擬量輸入特性11單極性電壓輸入范圍為：010v，05v，01v，0500mv，0100mv，050mv。電流輸入范圍為：020mA。分辨率單極性電壓輸入分辨率為：12.5uv，25uv，125uv，250uv，1.25mv，2.5mv。電流輸入分辨率為：5uv。模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間：Declaration View；也可以用數(shù)據(jù)顯示形式：viewData View?？山⒁粋€(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)塊，每個(gè)數(shù)據(jù)塊可大可小，但CPU對(duì)數(shù)據(jù)塊及數(shù)據(jù)總

50、量有限制。對(duì)數(shù)據(jù)塊必須遵循先定義后使用的原則，否則，將會(huì)造成系統(tǒng)的混亂。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式有：基本數(shù)據(jù)類型，復(fù)式數(shù)據(jù)類型和用戶數(shù)據(jù)類型。功能塊有兩部分組成，一部分是每個(gè)FB的變量聲明表，聲明此塊的局部變量；另一部分是邏輯指令組成的程序，程序要用到變量聲明表中給出的局部數(shù)據(jù)。當(dāng)調(diào)用FB時(shí)，需要提供執(zhí)行時(shí)用到的數(shù)據(jù)或變量，將外部數(shù)據(jù)傳遞給FB，使得FB具有通用性，可被其他塊調(diào)用，以完成多個(gè)類似的控制功能。它至少具有一個(gè)背景數(shù)據(jù)塊。功能FB與FC的區(qū)別是沒有背景數(shù)據(jù)塊，其不能使用靜態(tài)變量，當(dāng)完成操作后數(shù)據(jù)不能保持13。本文主機(jī)遙控系統(tǒng)的研究對(duì)象是最常見的B&W機(jī)，油氣分開型。車令信號(hào)的產(chǎn)生來自于后面的轉(zhuǎn)速

51、控制系統(tǒng)的處理環(huán)節(jié)，模擬量輸入模塊將車令電位器的電壓信號(hào)讀入后，進(jìn)行處理得到車令的三種狀態(tài)：即正車、倒車及停車。本次主機(jī)遙控的邏輯控制系統(tǒng)主要包括六部分：正車起動(dòng)控制、慢轉(zhuǎn)控制、重復(fù)起動(dòng)控制、停車控制、轉(zhuǎn)速控制以及故障處理設(shè)計(jì)。由于選擇的氣動(dòng)系統(tǒng)可同時(shí)完成換向和起動(dòng)的任務(wù)，因此沒有專門的換向電磁閥，而是采用正車起動(dòng)電磁閥和倒車起動(dòng)電磁閥來完成整個(gè)起動(dòng)控制的任務(wù)。圖4.1為PLC的輸入輸出點(diǎn)。PLC圖4.1 PLC的輸入輸出點(diǎn)Fig.4.1 the in-out point of PLCI1.2陸柄箱油霧濃度高 I1.3駕越5 主機(jī)遙控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為了使教學(xué)能夠適應(yīng)當(dāng)前高度發(fā)展的自動(dòng)化設(shè)備，S

52、TCW78/95公約對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)提出了一些必要的輪機(jī)自動(dòng)化方面的實(shí)踐訓(xùn)練，要求本科生對(duì)輪機(jī)自動(dòng)化的基礎(chǔ)知識(shí)，有關(guān)控制系統(tǒng)的組成，工作原理和控制過程等內(nèi)容有一定的理論水平和操作動(dòng)手能力。主機(jī)遙控系統(tǒng)作為輪機(jī)自動(dòng)化的重要組成部分，是必需開設(shè)的實(shí)驗(yàn)之一，而目前的實(shí)驗(yàn)設(shè)備已經(jīng)十分陳舊，嚴(yán)重地影響了正常實(shí)驗(yàn)，所以此次對(duì)主機(jī)遙控操縱實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)具有非常積極的作用。目的是對(duì)本科生的教育和研究生的科研產(chǎn)生促進(jìn)作用，由于客觀原因，只針對(duì)主機(jī)基本的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，沒有對(duì)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制進(jìn)行設(shè)計(jì)。主機(jī)遙控實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)主要目的是實(shí)現(xiàn)基于PLC的主機(jī)遙控的仿真操作，所以實(shí)驗(yàn)臺(tái)是電氣結(jié)合的綜合實(shí)驗(yàn)裝置，主要實(shí)現(xiàn)主機(jī)遙控系統(tǒng)的電

53、動(dòng)控制自動(dòng)遙控模擬和氣動(dòng)控制手動(dòng)遙控模擬。其次，通過插接件對(duì)各個(gè)分離的氣動(dòng)元件和電器元件進(jìn)行組合，可以完成氣動(dòng)閥件、PLC變頻器(交流電力拖動(dòng))等自動(dòng)化器件的基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)；另外，通過PLC及其與計(jì)算機(jī)的通訊聯(lián)接，可以完善對(duì)主機(jī)遙控的程序編排和開發(fā)性實(shí)驗(yàn)及科研。有對(duì)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制進(jìn)行設(shè)計(jì)。主機(jī)遙控實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組成主機(jī)遙控實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要由三大部分組成：電動(dòng)遙控部分和氣動(dòng)遙控部分及軟件部分。電動(dòng)遙控部分由PLC組件通過電磁閥及其他電/氣轉(zhuǎn)換裝置與氣動(dòng)遙控裝置相接口，實(shí)現(xiàn)主機(jī)遙控的自動(dòng)遙控功能；氣動(dòng)遙控部分由氣源裝置、車鐘、邏輯閥件、氣缸、主機(jī)模擬單元、油門指示和轉(zhuǎn)速指示單元組成，實(shí)現(xiàn)主機(jī)遙控的氣動(dòng)控制手動(dòng)操作

54、模擬。實(shí)驗(yàn)臺(tái)由實(shí)驗(yàn)臺(tái)本體、氣動(dòng)元器件(包括氣動(dòng)邏輯閥件、氣缸、壓力表等)、PLC組件、計(jì)算機(jī)、主機(jī)遙控車鐘、變頻器、電動(dòng)機(jī)(模擬主機(jī))、傳感器、電動(dòng)開關(guān)、按鈕、指示燈、24V電源以及為滿足實(shí)驗(yàn)功能所需的軟件和其它附件組成14。(1)電動(dòng)遙控部分為了實(shí)現(xiàn)電動(dòng)遙控，電氣部分包括以下主要電器元件及裝置：計(jì)算機(jī)主機(jī)、顯示器、接口及組態(tài)操作運(yùn)行軟件。PLCCPU與擴(kuò)展單元及其參數(shù)設(shè)定和運(yùn)行軟件。變頻器電機(jī)及其電流表、電壓表、空開等及保護(hù)。傳感器機(jī)構(gòu)監(jiān)測(cè)模擬主機(jī)轉(zhuǎn)速單元。氣動(dòng)閥件運(yùn)行狀態(tài)指示限位開關(guān)等。氣動(dòng)、電氣數(shù)據(jù)測(cè)量磁脈沖轉(zhuǎn)速傳感器等。電動(dòng)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)等。(2)氣動(dòng)遙控部分氣動(dòng)遙控部分的主要由以下

55、的元件和裝置：船舶柴油主機(jī)氣動(dòng)主令操作器(車鐘)。氣源處理組合元件過濾器、減壓閥、過濾減壓閥、壓力表。手動(dòng)二位三通閥電動(dòng)二位三通閥位置觸碰二位三通閥雙向止回閥速放閥壓力保護(hù)開關(guān)氣缸氣容、緩沖氣缸、氣動(dòng)儀表、快速插接件、氣管件等。(3)軟件部分軟件部分用于實(shí)現(xiàn)上位PC機(jī)對(duì)PLC進(jìn)行編程，再由PLC實(shí)現(xiàn)模擬主機(jī)遙控控制。包括PLC控制軟件和PC機(jī)組態(tài)軟件，分別實(shí)現(xiàn)主機(jī)遙控系統(tǒng)的控制功能和系統(tǒng)的模擬組態(tài)功能。主機(jī)遙控實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能及技術(shù)規(guī)格(1)主機(jī)遙控實(shí)驗(yàn)臺(tái)基本功能通過氣動(dòng)元件獨(dú)立插接，可以實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)閥件的基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)以及簡(jiǎn)單氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。通過電氣元件PLC連線，可以實(shí)現(xiàn)PLC基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。通過電氣系

56、統(tǒng)搭連，實(shí)現(xiàn)主機(jī)遙控系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)。主機(jī)遙控的功能包括操作部位切換、起動(dòng)、停車、倒車、換向；當(dāng)由PLC控制時(shí)，具有三次重復(fù)起動(dòng)、加速速率限制、程序負(fù)荷臨界轉(zhuǎn)速回避、轉(zhuǎn)速限制和負(fù)荷限制功能。PC機(jī)與PLC通過DP總線相連接，具有組態(tài)功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模擬。(2)技術(shù)規(guī)格實(shí)驗(yàn)臺(tái)具有以下技術(shù)規(guī)格：控制臺(tái)整體為琴式鋼柜結(jié)構(gòu)體，大約尺寸為1600(寬)1550(高)650(府深)450(頂深)，柜體為靜電桔紋噴塑。柜體正面臺(tái)面設(shè)置手操器，立面各單元(電器、氣動(dòng))面板為圖標(biāo)插接式，方便搭接系統(tǒng)。正面立面為可拆卸式單元，面板上有清晰圖標(biāo)刻蝕或永圍式漏印，所需儀表具全。氣動(dòng)元器件引出各輸入輸出插口，便于

57、氣動(dòng)閥件的基礎(chǔ)性教學(xué)實(shí)驗(yàn)。PLC單元器件引線端子，便于單元性基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)。PLC配以相應(yīng)的軟件實(shí)現(xiàn)期望的功能。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)與PLC的通訊并配以相應(yīng)運(yùn)行軟件，以反映主機(jī)遙控狀態(tài)及參數(shù)設(shè)定等。配有完成主機(jī)遙控基本功能的配電單元(直流電源、保護(hù)開關(guān)、電壓表、指示燈、按鈕接觸器、傳感器)。其它：電線電纜、端子等附件阻燃。主要?dú)鈩?dòng)元件采用國(guó)外進(jìn)口知名品牌。PLC組件包括CPU模塊、開關(guān)量加模塊、模擬量I/O模塊、現(xiàn)場(chǎng)總線模塊、PC機(jī)通訊模塊、工業(yè)以太網(wǎng)模塊、編程器各一個(gè)以及相關(guān)接插件和電纜線，都采用西門子S7-200系列。主機(jī)遙控實(shí)驗(yàn)臺(tái)的氣動(dòng)遙控部分的功能全部由氣動(dòng)閥件的組成來實(shí)現(xiàn)，包括兩位三通手動(dòng)按鈕閥

58、、兩位三通電磁閥、兩位三通氣控閥、雙座止回閥、單作用氣缸、雙作用氣缸以及氣路接頭等氣動(dòng)閥件，實(shí)驗(yàn)臺(tái)所有氣路接頭均采用白鋼接頭，型號(hào)為日本產(chǎn)NITTO品牌。通過對(duì)這些氣動(dòng)閥件的連接，能實(shí)現(xiàn)主機(jī)遙控系統(tǒng)的基本邏輯功能：起動(dòng)、正車、停車和倒車。氣動(dòng)閥件固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，閥件的輸入端有氣路接頭，氣控閥件的控制端也有氣路接頭，電磁閥的控制端有雙芯電路插孔，所有閥件的輸出端有氣路插頭和雙芯電路插孔。氣路接頭在沒有插上連接管時(shí)保持氣密性，閥件的輸出狀態(tài)通過壓力開關(guān)反映到電路插孔上面。氣源持續(xù)提供氣壓信號(hào)。為保證在同一時(shí)間內(nèi)只能在一個(gè)部位操縱主機(jī)，設(shè)有操縱部位轉(zhuǎn)換裝置，用兩位三通閥來控制，它有兩個(gè)位置，即“手動(dòng)

59、”和“自動(dòng)”位。在正常情況下，該閥處在“自動(dòng)”位，允許駕駛臺(tái)或集中控制室遙控主機(jī)。當(dāng)操縱部位轉(zhuǎn)換裝置控制端有切換輸入的時(shí)候，兩處遙控系統(tǒng)均不起作用，由機(jī)旁手動(dòng)控制。氣源通過操縱部位轉(zhuǎn)換裝置后，分為兩路，一路為正車、停車、倒車以及起動(dòng)這四個(gè)電磁閥提供氣壓信號(hào)，一路對(duì)起動(dòng)、停車和換向的氣動(dòng)閥件提供氣壓信號(hào)。本次實(shí)驗(yàn)臺(tái)的起動(dòng)和停車及換向?qū)嵸|(zhì)上就是對(duì)這四個(gè)電磁閥的控制，通過它們的控制完成對(duì)起動(dòng)、停車這兩個(gè)單向氣缸和換向這個(gè)雙向氣缸的控制，從而實(shí)現(xiàn)主機(jī)遙控的邏輯控制功能15。當(dāng)控制臺(tái)有起動(dòng)控制命令時(shí)，按下起動(dòng)按鈕，氣壓信號(hào)通過兩位三通閥使起動(dòng)電磁閥得電，氣壓信號(hào)通過起動(dòng)電磁閥使控制起動(dòng)氣缸的兩位三通閥控

60、制端按下，使下位接通則氣壓信號(hào)最終達(dá)到起動(dòng)氣缸，起動(dòng)完成。停車控制流程和起動(dòng)控制一樣，控制臺(tái)有停車指令時(shí)，按下停車按鈕，氣壓信號(hào)通過停車電磁閥最終使停車氣缸得到氣壓輸入。 由于換向必須在停車的狀態(tài)下完成，所以當(dāng)控制臺(tái)有正車或倒車的控制命令時(shí)，停車閥阻瞄須在接通的狀態(tài)下才會(huì)有氣壓信號(hào)通過，然后根據(jù)車令和當(dāng)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)際方向做判斷是否需要換向操作，如果需要，就會(huì)輸出一個(gè)換向信號(hào)，即有氣壓信號(hào)到達(dá)管理?yè)Q向的兩位三通閥。該閥上端的控制端被按下，如果在倒車位置而有正車車令時(shí)，換向閥保持上位接通，使正車電磁閥得電，使氣源輸出氣壓信號(hào)通過正車電磁閥到達(dá)雙向氣缸，推動(dòng)氣缸，完成正車的換向。而如果在正車位置有倒車