精選plc開題報(bào)告【開題報(bào)告-船舶起貨機(jī)的PLC復(fù)合控制設(shè)計(jì)】

1、plc開題報(bào)告【開題報(bào)告-船舶起貨機(jī)的PLC復(fù)合控制設(shè)計(jì)】開題報(bào)告 電氣工程及自動(dòng)化 船舶起貨機(jī)的PLC復(fù)合控制設(shè)計(jì) 一、綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義 基于傳統(tǒng)的船舶起貨機(jī)，主要有電動(dòng)式、液壓式、電一液式；就船用起貨機(jī)的控制方式而言，主要有繼電一接觸器式、集成電路式、單片機(jī)式，隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC在船舶起貨機(jī)上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。目前，船舶起貨機(jī)的控制注重于邏輯時(shí)序控制，其調(diào)速方式多為有級(jí)變極三速調(diào)節(jié)，無(wú)級(jí)調(diào)速多應(yīng)用于液壓式或GM系統(tǒng)的起貨機(jī)，變頻調(diào)速在船舶起貨機(jī)上的應(yīng)用較少。通常情況下，船舶起貨機(jī)的機(jī)械、控制和電氣設(shè)計(jì)的工作是獨(dú)立進(jìn)行的，機(jī)械功能與控制系統(tǒng)的結(jié)合并不是

2、最理想的，只是夠用而已。雖然已經(jīng)有了很多有助于機(jī)電一體化運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及發(fā)展的關(guān)于仿真軟件、項(xiàng)目管理工具和協(xié)作軟件的著述，這些工具是發(fā)展項(xiàng)目的重要和潛在的主要部分，卻仍不能與優(yōu)良超前的計(jì)劃及工程學(xué)相提并論。機(jī)械、電氣以及軟件工程的集成正在改變運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)及其發(fā)展的面貌。這就要求提供船舶起貨機(jī)現(xiàn)有設(shè)備的描述，詳述合格的性能范圍并闡明其必須達(dá)到的效果，而不是告訴船員怎樣實(shí)現(xiàn)這個(gè)結(jié)果。然而，現(xiàn)在的船用起貨機(jī)沒(méi)有提供所需性能的定量信息，沒(méi)有所要連接的機(jī)械的完整描述。 可編程控制器(PLC)是一種工業(yè)控制用計(jì)算機(jī)，特別是模塊化結(jié)構(gòu)的PLC具有體積小、設(shè)計(jì)靈活、運(yùn)行可靠、性能價(jià)格比高等靜電，并且可方便地

3、與上位機(jī)通訊，在工程自動(dòng)化中得到廣泛的應(yīng)用。借助于大中型PLC可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制工作站和集中管理計(jì)算機(jī)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，這對(duì)老設(shè)備技術(shù)改造、實(shí)現(xiàn)船舶機(jī)艙的自動(dòng)化，提高自動(dòng)化水平及可靠性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)艙都有著十分重要的意義。 船舶起貨機(jī)是船舶裝卸貨物的主要機(jī)械, 起貨機(jī)的工作質(zhì)量如何直接影響船舶的裝卸速度, 進(jìn)而影響到船舶的航行周期。船舶起貨機(jī)是遠(yuǎn)洋船舶甲板機(jī)械最典型的設(shè)備之一。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難于管理，專業(yè)性強(qiáng)，不易掌握。船舶起貨機(jī)多采用傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)，該控制方式故障率高，可靠性和可維護(hù)性差，靈活性和擴(kuò)展性也很差，所以有必要采用先進(jìn)的PLC控制技術(shù)來(lái)取代?？删幊绦蚩刂破骺梢杂密浖δ芴娲^電

4、器控制系統(tǒng)中大量的接觸器、中間繼電器、時(shí)間繼電器等器件, 因而控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試的工作量將大大減少, 且具有可靠性極高、穩(wěn)定和維修維護(hù)方便成本低等顯著優(yōu)點(diǎn), 因此利用可編程序控制器實(shí)現(xiàn)船舶起貨機(jī)控制具有較高的應(yīng)用價(jià)值。它可使整個(gè)系統(tǒng)具有逐級(jí)平滑起動(dòng)、三級(jí)自動(dòng)制動(dòng)、逆轉(zhuǎn)矩控制、操作頻度限制、限位保護(hù)、聯(lián)鎖控制和防止貨物跌落，以及維修時(shí)間提示和歷史參數(shù)查詢等功能。功能模塊本身具備欠壓、超壓、過(guò)載、缺相等電機(jī)運(yùn)行所需的保護(hù)，極大的簡(jiǎn)化了線路。整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性高，靈活性和擴(kuò)展性方便。 在海事教育和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)中，船舶起貨機(jī)的教學(xué)內(nèi)容滯后，缺少相應(yīng)的實(shí)操訓(xùn)練內(nèi)容，進(jìn)行船舶電動(dòng)起貨機(jī)的實(shí)物仿

5、真也很少。利用課堂講授專業(yè)知識(shí)、控制線路分析和簡(jiǎn)單的電力拖動(dòng)實(shí)訓(xùn)，缺少專門的船舶起貨機(jī)實(shí)訓(xùn)中心，致使學(xué)員很難從理論方面掌握船舶起貨機(jī)的專業(yè)知識(shí)，不能深入理解船舶起貨機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)作過(guò)程，達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)員的實(shí)際操作和分析問(wèn)題、解決故障的能力。因此，實(shí)現(xiàn)船舶起貨機(jī)PLC復(fù)合控制，研制船舶電動(dòng)起貨機(jī)的實(shí)物仿真設(shè)備，增加典型的變頻、伺服和步進(jìn)控制的電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)，應(yīng)用于輪機(jī)工程的教學(xué)與實(shí)踐，使電力拖動(dòng)、船用起貨機(jī)的教學(xué)更加具體、生動(dòng)。船舶電動(dòng)起貨機(jī)實(shí)物仿真增加了軟件和硬件的故障設(shè)置功能，以提高輪機(jī)員對(duì)起貨機(jī)的故障分析、維修和管理水平。增加HMI觸摸屏，以顯示控制過(guò)程和信息，方便進(jìn)行參數(shù)修改和故障查詢，更有利于

6、學(xué)員對(duì)船電業(yè)務(wù)的理解和接受。 隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，自動(dòng)化程度的提高，作為物料搬運(yùn)重要設(shè)備的起重機(jī)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用越來(lái)越廣，作用愈來(lái)愈大，對(duì)起重機(jī)的要求也越來(lái)越高。起重機(jī)正經(jīng)歷著一場(chǎng)巨大的變革。 由于工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)效率日益提高，以及產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中物料裝卸搬運(yùn)費(fèi)用所占比例逐漸增加，促使大型或高速起重機(jī)的需求量不斷增長(zhǎng)。起重量越來(lái)越大，工作速度越來(lái)越高，并對(duì)能耗和可靠性提出更高的要求。起重機(jī)已成為自動(dòng)化生產(chǎn)流程中的重要環(huán)節(jié)。起重機(jī)不但要容易操作，容易維護(hù)，而且安全性要好，可靠性要高，要求具有優(yōu)異的耐久性、無(wú)故障性、維修性和使用經(jīng)濟(jì)性。目前世界上最大的浮游起重機(jī)起重量達(dá)6，500t

7、，最大的履帶起重機(jī)起重量達(dá)3，000t，最大的橋式起重機(jī)起重量為1，200t，集裝箱岸邊裝卸橋小車的最大運(yùn)行速度已達(dá)350m/min，堆垛起重機(jī)最大運(yùn)行速度是240m/min，垃圾處理用起重機(jī)的起升速度達(dá)100m/min。 基于PLC的船舶起貨機(jī)具有更多的工作方式、更好的調(diào)速性能、更多的問(wèn)題解決方案船舶起貨機(jī)PLC復(fù)合控制系統(tǒng)集成了SIEMENS典型驅(qū)動(dòng)HOISTING、LUFFING和SLEWING，具有完備的起貨機(jī)功能。船舶起貨機(jī)采用PLC控制系統(tǒng)以后，大大減少了管理人員的日常維護(hù)，減少了故障發(fā)生率，是船舶控制系統(tǒng)由繼電器系統(tǒng)向微機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展的一大改革。相信隨著船舶起貨機(jī)自動(dòng)化程度的

8、日益提高，PLC在船上的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛，并最終代替繼電器控制系統(tǒng)。 二、 研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題： 研究的基本內(nèi)容： 1)熟悉現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)； 2)如何設(shè)計(jì)PLC的船用電動(dòng)起貨機(jī)復(fù)合控制系統(tǒng)，把變頻器、功能模塊、CPU、人機(jī)界面通過(guò)總線互連在一起，實(shí)現(xiàn)集中控制和管理； 3)完善系統(tǒng)功能，使系統(tǒng)具有逐級(jí)平滑起動(dòng)、三級(jí)自動(dòng)制動(dòng)、逆轉(zhuǎn)矩控制、操作頻度限制、限位保護(hù)、聯(lián)鎖控制和防止貨物跌落，以及維修時(shí)間提示和歷史參數(shù)查詢等功能 擬解決的主要問(wèn)題： 1、熟悉船舶起重機(jī)的作業(yè)流程 。 2、根據(jù)船舶起重機(jī)的工作流程，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究并建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。 3、運(yùn)用仿真軟件，對(duì)船舶起重機(jī)的作業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行

9、仿真。 4、通過(guò)仿真，對(duì)船舶起重機(jī)作業(yè)性能、機(jī)械設(shè)備的優(yōu)化配置等問(wèn)題進(jìn)行分析。三、研究步驟、方法及措施： 步驟及方法： (1)了解船舶起重機(jī)的國(guó)際發(fā)展動(dòng)態(tài)。(2)熟悉船舶起重機(jī)的作業(yè)流程及相關(guān)的作業(yè)規(guī)則。(3)研究、討論船舶起重機(jī)起重、抓物防跌、變頻、人機(jī)界面等一系列的流程進(jìn)行集中控制，并建立數(shù)學(xué)模型。(4)對(duì)船舶起重機(jī)的作業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行仿真、并通過(guò)仿真進(jìn)行分析。(5)得出結(jié)論。 措施：圖書館查找相關(guān)的書籍、期刊、雜志等，通過(guò)上網(wǎng)尋找相關(guān)的一些資料，查看當(dāng)代對(duì)該技術(shù)的研究成果和最新的動(dòng)態(tài)。然后通過(guò)對(duì)這些資料的學(xué)習(xí)和研究進(jìn)一步的熟悉和理解，用以設(shè)計(jì)所需的相關(guān)課題。在設(shè)計(jì)過(guò)程中及時(shí)與指導(dǎo)老師探討，對(duì)不

10、了解的問(wèn)題及時(shí)向老師請(qǐng)教。 四、 參考文獻(xiàn) 1王前進(jìn).船舶電動(dòng)起貨機(jī)仿真訓(xùn)練器的研究D.大連:大連海事大學(xué),2008. 2張桂臣.復(fù)合誤差模型自適應(yīng)船舶控制系統(tǒng)的研究D.大連:大連海事大學(xué),2009. 3黃麗卿.基于PLC的船舶電站自動(dòng)頻載調(diào)節(jié)裝置研究與實(shí)現(xiàn)D. 廈門：廈門大學(xué),2007. 4鄒奔騰.船舶分油機(jī)的PLC 控制及其仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)D. 大連:大連海事大學(xué),2007. 5杜曉濤.基于PLC和串行通信的船舶電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)D.武漢:武漢理工大學(xué),2008. 6鄭華耀.船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)M.大連海事大學(xué)出版社,2005. 7劉明偉.電機(jī)與電氣控制M.科學(xué)出版社,2007. 8

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