船舶机舱冰机plc电气控制系统设计designofelectricalcontrolsystemfor(附件)【字数：17292】
摘 要摘 要船舶机舱制冷系统是船舶储存食物等生活物资的重要系统，它能冷藏航行所需的食物，保持食物的新鲜度和营养价值，在航行时为船员身体提供必需营养。由于船舶冷库的对于航行的重要作用，船舶冷库系统的自动控制也显得十分重要，而可编程控制器（PLC）具有编程简单，系统维护方便，可靠性高，成本较低，通用性强等优点，以PLC为控制手段实现对船舶机舱制冷系统的自动控制是一种简单且十分可靠的方法。本文设计了一套采用可编程控制器（PLC）为控制核心的对船舶机舱冰机实现自动控制的系统，阐述了其控制原理，描述了实现对象控制的控制流程和控制方法，编程实现了船舶机舱冷库的自动控制；并且设计了人机界面，使船舶机舱冷库控制系统的工作状态能在显示屏形象直观展示出来，方便人们对其工作状态的观察，以及在系统故障时能及时找出问题所在并加以修复。经调试本次设计的系统满足设计要求，系统能实现对各个控制对象的有效控制。关键词压缩机，冷库，可编程控制器，人机界面
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题的目的和意义 1
1.2国内外研究现状以及存在的问题 2
1.3主要研究内容以及研究方法 3
1.3.1主要研究内容 3
1.3.2研究方法 3
第二章 船舶机舱冰机 4
2.1船舶机舱冰机的保鲜原理 5
2.2船舶机舱冰机控制系统的组成 5
2.3船舶机舱冰机自动控制系统的工作原理 7
第三章 可编程逻辑控制器与人机界面 12
3.1 可编程逻辑控制器的定义和基本构成 12
3.2 可编程逻辑控制器的工作过程 13
3.3 可编程逻辑控制器的特点 14
3.4 PLC编程软件 16
3.5人机界面 16
3.6 PLC和触摸屏硬件连接和通讯方式 16
第四章 控制系统的设计与调试结果 18
4.1系统控制电路设计 18
4.1.1船舶机舱冰机控制系统主电路设计 18
4.1.2 PLC点的分配 19
4.1.3 PLC硬件选型和PLC接线图设计 19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
4.2控制系统调试结果 21
4.2.1冷库融霜控制 21
4.2.2压缩机起停控制系统运行调试 22
4.2.3冷库温度自动控制系统 25
4.3人机界面显示 26
4.4系统设计过程中遇到的困难及解决方案 27
结 论 30
致 谢 31
参考文献 32
第一章 绪论
1.1选题的目的和意义
由于水路运输运量大，能运送数量庞大的货物，且运输成本低，运输持续性强，自古以来，水路运输在运输业上就占有相当重要的地位。在国际经济贸易方面，远洋运输在世界上所有沿海国家中是支撑其国际经贸的重要支柱，如今又随着经济全球化发展趋势的不断加强，以及船舶行业的不断发展，水路运输在国际贸易等各方面显得越来越重要。在人类社会发展方面，人类发展进程离不开各种资源,但是由于陆地资源的慢慢枯竭，世界上各个国家的目光都不断聚集在海洋上。在地球上，海洋占全球总面积的71%，其丰富资源是陆地上的好几十倍甚至几百倍，人类开发海洋资源是必然趋势。
水运对于我国也有相当重要的作用。我国拥有长江和黄河两条几乎横贯整个中国的大河，并且拥有庞大的水路运输网络，内河运输在我国历史上就占据了十分重要的地位，并且随着我国经济发展以及造船技术的不断进步，水路运输在我国经济贸易上的地位越发显得不可替代。
但由于水路运输途中补给困难，且每一次水路运输耗费的时间也相对较长，有时候一次跨国运输就需要好几十天的时间。在这期间，为了保障船员们身体的营养需要，以船舶机舱冷库贮存航行所需要的各种食物资源就是必须甚至是唯一的方法。冷库可以利用低温很好的冷冻肉类，鱼类等肉食，使其不会腐烂变质；可以使蔬菜和水果等保持新鲜，大大减缓其营养的流失，使船上工作人员们每天都能有新鲜的食材可以食用，摄取所需要的各种营养。
由于船舶冷库普遍较大，内部需要控制的对象较多，且每个冷库温度变化没有规律，如果采用手动控制，工作人员只能时刻注意冷库温度是否超过预设温度，会显得十分麻烦且浪费人力资源。为了解放船员们的劳动力，使机舱制冷系统的控制变得更加简单、有效，本文设计了一种以PLC为主要控制手段的机舱制冷系统的自动控制方法，使开启机舱制冷系统后能够自动运行，自动根据各个冷库温度控制制冷压缩机起停，达到自动调节温度，让各个冷库温度能保持在规定的温度区间内，在融霜需要时能自行进行融霜工作，遇到故障自动停机报警等功能。
1.2国内外研究现状以及存在的问题
随着船舶的发展，船舶机舱冷库作为船舶在航行期间的必备系统也越来越得到重视。早期的冷库控制系统是以继电器、接触器形成的控制系统来实现冷库的自动控制，虽然这种控制方法实现了冷库系统的自动控制，但是由于只有继电器、接触器组成的系统其结构复杂，工作效率低，安装时也十分复杂，并且容易损坏，损坏后维修也很麻烦[1]。
20世纪60年代PLC控制技术诞生，由于PLC可靠性高，抗干扰能力强，故障率低，易于设备的扩展，便于维护，开发周期短等优点，PLC控制技术飞速发展起来，而冷库控制系统也找到了更好的控制方式来实现其自动控制，现如今，大多数船舶电气设备公司在冷库控制系统这方面均采用了PLC技术。随着船舶对冷库的要求不断提升，为了满足建造机舱冷库时应当更简单便利，在冷库维修时更加简便等各种需求，冷库系统慢慢趋于单元化，集成化，标准化，以PLC技术为手段实现自动控制的“单元冷库”被开发出来并随着时间的推移慢慢普及，“单元冷库”即在船下就已经把一整套冷库设计好并生产出来，组合成一个冷库系统，作为一个单元，如同一个模块，然后在船舶需要安装冷库时就像拼接物品一样，安装简单方便。世界著名的ABB公司，冷库的控制系统也是以PLC为基础的控制系统，还有荷兰的Heinen & Hopman公司，日本的三菱重工等。在国内，许多船舶电气公司也发展起来，随着我国近些年的船舶和控制方面的技术不断创新和发展，我国在在冷库控制这方面，也慢慢与世界水平缩小距离，甚至达到世界先进水平，比如扬帆集团船配公司的冷库等产品，已经做到了出口欧洲国家的地步。
现如今PLC技术已经是船舶冷库控制的首选控制方式，它的各种优点决定了如今其无可替代的地位。但是船舶制冷PLC控制系统也存在着一些问题需要去解决，比如系统的优化问题。船舶制冷系统它是一个大的系统，里面包含着多个子系统，例如里面就包含了冷库温度控制和压缩机的起停控制以及冷却水自动调节等小系统，他们在一起运行时可能会产生一些能量的多余消耗，所以怎样优化这样一个系统，使其达到最优运行状态，能量损耗达到最小化也是如今PLC冷库控制系统需要解决的问题之一[2]。
1.3主要研究内容以及研究方法
1.3.1主要研究内容
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题的目的和意义 1
1.2国内外研究现状以及存在的问题 2
1.3主要研究内容以及研究方法 3
1.3.1主要研究内容 3
1.3.2研究方法 3
第二章 船舶机舱冰机 4
2.1船舶机舱冰机的保鲜原理 5
2.2船舶机舱冰机控制系统的组成 5
2.3船舶机舱冰机自动控制系统的工作原理 7
第三章 可编程逻辑控制器与人机界面 12
3.1 可编程逻辑控制器的定义和基本构成 12
3.2 可编程逻辑控制器的工作过程 13
3.3 可编程逻辑控制器的特点 14
3.4 PLC编程软件 16
3.5人机界面 16
3.6 PLC和触摸屏硬件连接和通讯方式 16
第四章 控制系统的设计与调试结果 18
4.1系统控制电路设计 18
4.1.1船舶机舱冰机控制系统主电路设计 18
4.1.2 PLC点的分配 19
4.1.3 PLC硬件选型和PLC接线图设计 19 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
4.2控制系统调试结果 21
4.2.1冷库融霜控制 21
4.2.2压缩机起停控制系统运行调试 22
4.2.3冷库温度自动控制系统 25
4.3人机界面显示 26
4.4系统设计过程中遇到的困难及解决方案 27
结 论 30
致 谢 31
参考文献 32
第一章 绪论
1.1选题的目的和意义
由于水路运输运量大，能运送数量庞大的货物，且运输成本低，运输持续性强，自古以来，水路运输在运输业上就占有相当重要的地位。在国际经济贸易方面，远洋运输在世界上所有沿海国家中是支撑其国际经贸的重要支柱，如今又随着经济全球化发展趋势的不断加强，以及船舶行业的不断发展，水路运输在国际贸易等各方面显得越来越重要。在人类社会发展方面，人类发展进程离不开各种资源,但是由于陆地资源的慢慢枯竭，世界上各个国家的目光都不断聚集在海洋上。在地球上，海洋占全球总面积的71%，其丰富资源是陆地上的好几十倍甚至几百倍，人类开发海洋资源是必然趋势。
水运对于我国也有相当重要的作用。我国拥有长江和黄河两条几乎横贯整个中国的大河，并且拥有庞大的水路运输网络，内河运输在我国历史上就占据了十分重要的地位，并且随着我国经济发展以及造船技术的不断进步，水路运输在我国经济贸易上的地位越发显得不可替代。
但由于水路运输途中补给困难，且每一次水路运输耗费的时间也相对较长，有时候一次跨国运输就需要好几十天的时间。在这期间，为了保障船员们身体的营养需要，以船舶机舱冷库贮存航行所需要的各种食物资源就是必须甚至是唯一的方法。冷库可以利用低温很好的冷冻肉类，鱼类等肉食，使其不会腐烂变质；可以使蔬菜和水果等保持新鲜，大大减缓其营养的流失，使船上工作人员们每天都能有新鲜的食材可以食用，摄取所需要的各种营养。
由于船舶冷库普遍较大，内部需要控制的对象较多，且每个冷库温度变化没有规律，如果采用手动控制，工作人员只能时刻注意冷库温度是否超过预设温度，会显得十分麻烦且浪费人力资源。为了解放船员们的劳动力，使机舱制冷系统的控制变得更加简单、有效，本文设计了一种以PLC为主要控制手段的机舱制冷系统的自动控制方法，使开启机舱制冷系统后能够自动运行，自动根据各个冷库温度控制制冷压缩机起停，达到自动调节温度，让各个冷库温度能保持在规定的温度区间内，在融霜需要时能自行进行融霜工作，遇到故障自动停机报警等功能。
1.2国内外研究现状以及存在的问题
随着船舶的发展，船舶机舱冷库作为船舶在航行期间的必备系统也越来越得到重视。早期的冷库控制系统是以继电器、接触器形成的控制系统来实现冷库的自动控制，虽然这种控制方法实现了冷库系统的自动控制，但是由于只有继电器、接触器组成的系统其结构复杂，工作效率低，安装时也十分复杂，并且容易损坏，损坏后维修也很麻烦[1]。
20世纪60年代PLC控制技术诞生，由于PLC可靠性高，抗干扰能力强，故障率低，易于设备的扩展，便于维护，开发周期短等优点，PLC控制技术飞速发展起来，而冷库控制系统也找到了更好的控制方式来实现其自动控制，现如今，大多数船舶电气设备公司在冷库控制系统这方面均采用了PLC技术。随着船舶对冷库的要求不断提升，为了满足建造机舱冷库时应当更简单便利，在冷库维修时更加简便等各种需求，冷库系统慢慢趋于单元化，集成化，标准化，以PLC技术为手段实现自动控制的“单元冷库”被开发出来并随着时间的推移慢慢普及，“单元冷库”即在船下就已经把一整套冷库设计好并生产出来，组合成一个冷库系统，作为一个单元，如同一个模块，然后在船舶需要安装冷库时就像拼接物品一样，安装简单方便。世界著名的ABB公司，冷库的控制系统也是以PLC为基础的控制系统，还有荷兰的Heinen & Hopman公司，日本的三菱重工等。在国内，许多船舶电气公司也发展起来，随着我国近些年的船舶和控制方面的技术不断创新和发展，我国在在冷库控制这方面，也慢慢与世界水平缩小距离，甚至达到世界先进水平，比如扬帆集团船配公司的冷库等产品，已经做到了出口欧洲国家的地步。
现如今PLC技术已经是船舶冷库控制的首选控制方式，它的各种优点决定了如今其无可替代的地位。但是船舶制冷PLC控制系统也存在着一些问题需要去解决，比如系统的优化问题。船舶制冷系统它是一个大的系统，里面包含着多个子系统，例如里面就包含了冷库温度控制和压缩机的起停控制以及冷却水自动调节等小系统，他们在一起运行时可能会产生一些能量的多余消耗，所以怎样优化这样一个系统，使其达到最优运行状态，能量损耗达到最小化也是如今PLC冷库控制系统需要解决的问题之一[2]。
1.3主要研究内容以及研究方法
1.3.1主要研究内容
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