船舶辅助锅炉控制plc程序设计(附件)【字数:11909】

摘 要摘 要船舶辅助锅炉是船舶辅助机械设备的重要组成部分之一,随着船舶自动化程度越来越高,船舶辅助锅炉系统的自动控制是一项非常重要的课题。本文在传统继电器—接触器控制模式基础上采用PLC可编程控制器对船舶辅助锅炉控制进行设计。 本文首先介绍船舶辅助锅炉自动控制的工作原理,绘制相应的控制流程图,制定辅助锅炉PLC控制系统的设计方案。然后,阐述PLC(德国西门子可编程控制器S7-200)的工作原理,在此基础上,采用S7-200软件对辅助锅炉时序控制进行编程,绘制出系统控制梯形图,实现锅炉水位与蒸汽压力的双位控制和辅助锅炉的时序燃烧控制,并完成该系统软硬件的设计。最后,为了实现辅助锅炉自动控制系统的功能验证,对辅助锅炉控制系统进行仿真调试,仿真结果表明设计的软件程序可以满足系统的控制要求。关键词船舶辅助锅炉;PLC技术;自动控制系统
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 本文结构 2
第二章 船舶辅助锅炉原理分析 4
2.1 船舶辅助锅炉水位自动控制 4
2.1.1 电极式双位水位自动控制系统工作原理 4
2.1.2 双回路水位控制系统 5
2.1.3 双冲量给水系统 5
2.2 船舶辅助锅炉蒸汽压力自动控制 6
2.2.1 燃烧的双位控制 6
2.2.2 燃烧的比例控制 6
2.2.3 大型油船辅助锅炉蒸汽压力控制系统的特点和基本原理 7
2.3 船舶辅助锅炉燃烧程序控制分析 8
第三章 可编程控制软件概述 10
3.1 PLC基本特点及主要功能 10
3.2 PLC硬件介绍 11
3.3 S7200软件介绍 13
3.4 PLC设计程序选型 13
3.5 仿真软件介绍 13
第四章 船舶辅助锅炉控制PLC程序设计 15
4.1 概述船舶辅助锅炉PLC控制设计要求 15
4.2 船舶辅助锅炉PLC自动控制流程图及设计方案 15
4.3 PLC设计的硬件接线图 15 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });

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4.4 PLC程序设计的I/O地址分配 18
4.5 船舶辅助锅炉PLC控制系统过程分析 19
4.5.1 辅助锅炉的PLC水位控制过程 19
4.5.2 辅助锅炉蒸汽压力控制过程 21
4.5.3 辅助锅炉PLC燃烧自动控制过程 23
4.5.4 辅助锅炉的报警和安全保护系统 24
4.5.5 辅助锅炉PLC停炉控制过程 25
4.6 PLC程序设计总梯形图 25
第五章 总结与展望 28
5.1 对辅助锅炉自动控制系统的总结与展望 28
5.2 对PLC应用于船舶辅助机械的展望 28
结 论 30
致 谢 31
参 考 文 献 32
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
伴随我国今天对外经济贸易量的大幅度增长,海洋运输已经成为贸易的主要运输工具,而船舶辅助锅炉则在船用运输辅助机械当中担任了十分重要的责任。概括简述船舶辅助锅炉主要作用有:用于驱动辅助机械、滑油、加热燃油、主机暖钢、生活杂用等方面,都需要辅助锅炉的工作[1]。
船舶辅助锅炉控制系统是大型船舶机舱技术和自动控制技术的一个重要研究方向,因为船舶辅助锅炉控制系统不仅担任着船舶运行的主要工作,而且也关系到船舶在海上航行时的安全性,所以,一个更加完善的控制技术也因此诞生和使用。可编程控制器(PLC)控制系统代替了传统继电器接触器控制系统,它无疑有着许多传统继电器接触器控制系统不具有的优点和使用之处,综合考虑,可编程控制器有设计简单、可靠性高、通用性强、调试方便、使用维护也十分方便方便、体积小、功耗低等,PLC控制系统现在已经广泛的被应用的工业的各个领域之中,都在实践的见证下无疑的获得了好评。
因此,为了更好的对船舶行业进行发展,必须要对船舶辅助锅炉的控制系统进行改革,同时也有效的提高了船舶运行的工作效率和减少不必要的人员安排,PLC控制系统代替传统辅助锅炉自动控制系统是一种时代进化的必然的趋势,也是时代进步的突出表现。
1.2 国内外发展现状
最早从原始社会开始,人们就已经对锅炉有了初步的认识,以前的锅炉模型简单,利用锅炉使燃料燃烧,进行水的加热或者升温。英国18世纪上半叶,瓦特的蒸汽机是锅炉的衍生产物,使用煤矿等燃料进行蒸汽机的驱动,完成了锅炉的雏形。在第二次大战后,锅炉得到飞速的发展,以水管锅炉和火筒锅炉发展较为完善。而我国在60年代初期,就已经开始对锅炉的燃烧控制进行研究发展,到70年代初就已经可以独立完成对辅助锅炉自动系统的控制,但是直到90年代初期,我国才研制出以可编程控制器为核心的船舶辅助锅炉控制系统。当时,我国存在多家研究所,进行对船舶辅助锅炉自动控制的研究,例如中国船舶总公司704研究所,后来都开始进行将可编程控制器技术应用于辅助锅炉控制系统的研究。
现在,我国的造船业飞速发展,各个船厂每年都出产多辆大吨位的油船。但是大多数的技术产品都是进口国外。现如今我国存在许多制造厂家,他们开始从事可编程控制器(PLC)的研制与开发,如北京联想计算机集团公司的GK40、苏州电子计算机厂的YZPC001A、上海香岛机电制造有限公司的ACMYS80、ACMYS256都在进行plc的研制,这些公司的研究发展,都促使我国的PLC技术在这条道路上飞速发展,并将在世界先进水平上取得相应的成绩。
1978年,壳牌(SHELL)国际油轮公司开始研究将PLC技术应用于船舶锅炉中这一项目,为了减少因传统继电器接触器或常规的开关电路经常损坏失灵且难以排除故障的困难。为此,他们主要想到了当时出现优点趋势的PLC。为此,分别在实验室和船舶现场对美国德州仪器公司(TI)的PC—5TI进行了长达一年的测试,取得了良好的结果,使该系统的故障率出现率比原系统大大降低。Ham worthy工程公司是一家船舶辅机的机械制造公司,由于辅助锅炉的控制要求较为复杂,可靠性和安全性能等方面要求高,产品的质量直接影响锅炉运行各个方面的性能。所以,1979年开始,他们开始自己设计并生产配套锅炉控制系统。1983年,他们对著名的豪华客轮“伊丽莎白女皇二号”主锅炉的继电器控制系统用PC公司的PM550中型PLC系统完成了对锅炉燃烧的全面控制,还配以彩色图形显示和操作等完善的高级系统,我国大连造船厂也对其出口的船舶配置了这种系统。?
1.3 本文结构
船舶辅助锅炉作为海上运输设备的重要辅助机械之一,在船舶运行、工作及日常生活当中都起到了重要的作用。本文在收集船舶资料的基础上对船舶辅助锅炉的各个方面进行了较为全面的调研和分析。通过第一章的上述背景意义和国内外发展进程,阐述用PLC控制技术代替传统的继电器接触器技术并且应用于船舶辅助锅炉控制系统当中的优点。

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