電氣自動化論文編號:ZD052        字數:15159.頁數:27   歐姆龍CPM2A系列PLC  

摘  要

本課題是將PLC控制系統應用于船用液壓牽引設備，真正實現理論與實際相結合。本論文著重從硬件和軟件兩個方面介紹這個船用液壓牽引系統,此外還介紹其設計的優點及存在的問題。本設計的硬件部分主要包括一臺總液壓站、一臺中央控制臺、一個液壓站旁控制臺、三個絞車控制臺，本文將主要分析兩臺主電機的啟動方式、工作原理以及操作方法，控制泵和輔助泵電機的相關內容，比例液壓閥的工作原理及操作方法，強電控制柜和其他電氣元件的接線方法，控制面板的組成結構和各按鈕指示燈的工作方法以及各繼電器的控制原理和操作方法等等。軟件部分主要包括兩臺主電機、控制電機、輔助電機和三個絞車的梯形控制原理圖，并且重點分析其控制原理、編制過程和具體的方法步驟等等。PLC的發展是人類實現自動化的重要標志，將PLC控制方法應用于船用卷纜系統，把人們的雙手解脫出來，把人類的身體能量消耗轉變為電力驅動的液壓能量消耗，這是科技的進步，人類文明的具體表現，它給人類帶來的好處是不可估量的，因此PLC是很具有發展潛力的一門科學技術，是很值得我們深入學習的。

關鍵詞：液壓站  中央控制臺  繼電器  控制面板  梯形圖  

ABSTRACT

....

Key words:  ...

目    錄

引  言………………………………………………………………………………………1

第一章    基本概念及原理………………………………………………………………2

1.1船用牽引電力技術的發展……………………………………………………………2

1.2電動液壓牽引系統原理………………………………………………………………2

1.2.1錨機工作原理………………………………………………………………………2

1.2.2對電動錨機控制線路的基本要求…………………………………………………3

1.2.3電動液壓起貨機……………………………………………………………………3

1.2.4電力牽引系統故障檢測與維護……………………………………………………3

1.2.5電動－液壓舵機裝置………………………………………………………………4

1.3 三相異步電動機原理…………………………………………………………………4

1.3.1 基本結構……………………………………………………………………………4

1.3.2 三相異步電動機轉動原理…………………………………………………………4

1.3.3星形－三角形（Y－Δ）降壓起動原理……………………………………………5

1.4 可編程序控制器基本原理……………………………………………………………5

1.4.1 周期掃描機制………………………………………………………………………5

1.4.2 順序功能流程圖……………………………………………………………………6

1.5 船舶電氣安全和安全用電……………………………………………………………6

1.6 船用電氣設備…………………………………………………………………………7

第二章    液壓原理………………………………………………………………………8

第三章    硬件設計………………………………………………………………………10

3.1PLC系統硬件控制原理 ………………………………………………………………10

3.2 主電機泵控制原理……………………………………………………………………11

3.3 強電控制回路…………………………………………………………………………12

3.3.1 強電控制回路工作原理……………………………………………………………12

3.3.2 強電控制回路的指示控制電路……………………………………………………14

3.4 絞車硬件工作原理……………………………………………………………………15

3.5 比例閥的控制原理……………………………………………………………………15

3.6 實際硬件接線…………………………………………………………………………16

3.6.1 系統各箱體控制臺接線原理總圖…………………………………………………17

3.6.2 絞車中央控制臺接線方案…………………………………………………………17

3.6.3 液壓站控制回路接線原理…………………………………………………………18

第四章    軟件設計………………………………………………………………………20

4.1 基本動作要求…………………………………………………………………………20

4.2 程序編制………………………………………………………………………………22

4.2.1 輸入輸出端口設計…………………………………………………………………22

4.2.2 梯形圖編制…………………………………………………………………………22

4.3 程序調試………………………………………………………………………………23

結  論………………………………………………………………………………………25

謝  辭………………………………………………………………………………………26

參考文獻……………………………………………………………………………………27                                                       

附  錄………………………………………………………………………………………28

可編程控制器是一種數字運算順序控制系統，專為工業環境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執行運算，順序控制，定時，計數和算術運算等操作指令，并通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的生產機械和生產過程。可編程控制器及其有關外國設備，都易于與工業系統連成一個整體，易于擴充其功能的原理設計。它具有控制能力強，操作方便靈活，價格便宜，可靠性高等特點，不僅可以取代傳統的繼電接觸系統，還可以構成復雜的工業過程控制網絡，是一種適應工業發展的新型控制器。基于以上PLC控制系統的特點，如果把這樣的系統應用于船用牽引控制系統是相當有意義的。以前，人們卷纜繩是用一個杠桿之類的器械一點點卷起的，這種方法比較費力，而且相當不易于控制；現在用PLC控制系統控制液壓閥，用液壓力驅動機械動作，實現各個動作行為，這樣人們只要按動按鈕，就可以控制卷纜、放纜等各個動作了。

這套系統是用PLC控制船用液壓牽引系統，對于一套系統來說，液壓站由電氣柜和操作臺組成，放在中央控制室，作為遠程控制。一套系統有三個閥臺，每個閥臺由一個操縱箱控制，分別放在各閥臺旁邊，作為機旁控制。液壓站的泵源部分旁邊有一個操縱箱，它上面有用來控制YV1、YV2和四個電機的按鈕，這也叫做機旁控制。操縱面板的按鈕均帶有指示燈，主要件用施耐德。

設計時，要注意最大限度地滿足被控制裝置的控制要求；在滿足控制要求的前提下，保證控制系統工作可靠，使用安全；力求控制系統簡單，價格便宜，操作和維修方便；在選擇PLC時，輸入輸出點數和容量應留有裕量，以滿足生產的發展和工藝內容變化的需要；電氣設備要符合國際海上生命安全公約的規定；部件要有防松脫的措施；船用電氣設備在結構上、技術上和安裝方式上應能適應傾斜和搖擺的條件。

用PLC系統控制液壓元件還要注意很多問題，比如說在選擇兩個主電機、控制泵電機、輔助泵電機的型號時，要注意選好其功率以使其能夠順利工作又不至于浪費；在接線時，要注意各個線號要對應好，出現一點點小問題都可能使整個系統不能正常工作；此外，因為此系統要安裝在船上，所以在設計時按鈕指示燈要注意防水并且要定時檢查維護系統，主要件要有船檢證。

將PLC應用于機械控制系統，因其給人們帶來很多方便，所以早已受到人們的重視。它已在諸多領域被廣泛應用并成為現代工業控制的三大支柱之一。