基于PLC的船舶双柴油主机遥控模拟装置的设计与实现

发布时间：2017-06-22 09:09

  本文关键词：基于PLC的船舶双柴油主机遥控模拟装置的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：船舶主机遥控系统是指对船舶主动力装置进行远距离控制,即把主机的操纵地点从机旁延伸到集中控制室和驾驶台的控制系统。主机遥控系统是保障主机安全稳定运行的重要控制系统,是机舱自动化的重要组成部分。本课题旨在研究并实现一个船舶双柴油主机推进控制遥控模拟装置的硬件在环仿真系统。 本文首先设计基于PLC的船舶双柴油主机遥控模拟装置的系统框架。其中,设计的右主机操纵控制台是基于PLC开发的,设计的左主机仿真控制系统是基于计算机仿真技术实现的。 其次,对组成右主机的驾驶台、集控台、机旁操作台和主机模拟试验台的各功能进行开发。在触摸屏中完成系统参数值监控和报警查询等功能的组态；在STEP7-Micro/WIN软件中采用模块化分布控制方式,将遥控系统各功能程序开发为可相互调用的指令库和子程序模块,并完成了各操作台之间PPI通信的参数化子程序的开发；利用"Watch Window"软件和BOP面板分别完成对电子调速器和变频器的调试；并研究了在PLC中实现模糊PID控制等算法,将其引入到主机调速系统中,完成基于PLC的主机遥控系统的开发。 最后,以Matlab/Simulink软件为平台,建立中速柴油机推进系统数学模型,利用Matlab的RTW工具箱和Matlab引擎(engine)接口实现Microsoft Visual C++对Simulink模型的调用；并以AutoChief C20为研究对象,在VC++环境下开发了驾驶台、机旁控制台、柴油机动画在内的一系列功能,完成基于计算机仿真技术的主机遥控系统的开发。 作者研究开发的船舶双柴油主机推进控制模拟装置能够实现操作部位切换功能、逻辑程序控制功能、转速与负荷控制功能、安全保护及应急操纵功能、车钟系统功能等,为在实验室环境下进行船舶双柴油主机推进装置的综合控制研究及学员实际操作能力的训练搭建了良好的平台。
【关键词】：主机遥控系统 双柴油主机 PLC 仿真系统
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U664.121;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题的研究背景10-11
• 1.2 国内外本课题相关领域的研究现状11-12
• 1.2.1 国外船舶主机遥控系统的研究现状11
• 1.2.2 国内船舶主机遥控系统的研究现状11-12
• 1.3 课题的意义和主要完成的工作12
• 1.3.1 课题的意义12
• 1.3.2 主要完成的研究工作12
• 1.4 系统结构框架12-15
• 第2章 右主机操纵控制台的设计与实现15-42
• 2.1 驾驶台的设计15-16
• 2.2 集控台的设计16-17
• 2.3 机旁操作台的设计17-18
• 2.4 主机模拟试验台的设计18-32
• 2.4.1 主机和齿轮箱信号模拟箱的设计19-21
• 2.4.2 2301D电子调速器的设计21-25
• 2.4.3 G120变频器的设计25-28
• 2.4.4 齿轮箱的设计28-32
• 2.5 触摸屏组态32-39
• 2.6 控制台间PPI通信的实现39-41
• 2.7 小结41-42
• 第3章 左主机仿真控制系统的设计与实现42-53
• 3.1 柴油主机推进控制系统模型的实时仿真42-43
• 3.2 仿真系统控制台和界面的仿真43-46
• 3.2.1 驾驶台控制系统43-44
• 3.2.2 机旁操作系统44-45
• 3.2.3 船舶柴油主机可视化三维动画模型45
• 3.2.4 转速和船速曲线图45-46
• 3.3 双柴油主机间通信的设计46-52
• 3.3.1 基于以太网的OPC通信46-50
• 3.3.2 Modbus RTU通信50-52
• 3.4 小结52-53
• 第4章 遥控系统各功能的实现与操作测试53-73
• 4.1 操作部位切换功能53-55
• 4.2 逻辑与程序控制功能55
• 4.3 主机转速控制功能55-63
• 4.4 安全保护及应急操纵功能63-65
• 4.5 车钟系统功能65-68
• 4.5.1 主车钟功能65-66
• 4.5.2 副车钟功能66-67
• 4.5.3 应急车钟功能67-68
• 4.6 系统综合操作测试68-72
• 4.6.1 系统调速测试68-71
• 4.6.2 自动降速故障测试71
• 4.6.3 自动停车故障测试71-72
• 4.7 小结72-73
• 结论与展望73-75
• 参考文献75-79
• 致谢79

【参考文献】

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  本文关键词：基于PLC的船舶双柴油主机遥控模拟装置的设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：471327