摘 要

随着计算机技术的飞速发展，计算机逐步代替了人的手和眼来操控船舶的动力设备的运行。主机遥控系统作为现代船舶的重要标志，也是实现无人机舱的必要条件之一。它不仅能改善轮机管理人员的工作条件,改善船舶的操纵性能,而且还能提高船舶航行的安全性,以及主机工作的可靠性和经济性。目前，动力装置越来越复杂，这对于自动化技术又有了新的需求，如何确保其快速、准确、安全、可靠地完成操作成为了新的挑战。

本文归纳了国内外船舶汽轮机遥控系统的优缺点，采用目前自动化领域中被广泛应用的ABB AC800M系列可编程序控制器，完成汽轮主机遥控系统的设计，并使用编程软件Compact Control Builder AC 800M 5.1.1实现了遥控/机旁切换功能、自动/手动切换功能、滑油压力的自动控制、循环水压力控制和热水井水位控制等功能，设计的梯形图简洁、直观、易懂。该文就汽轮主机遥控系统的设计研究，完成了遥控系统硬件的选型、电气原理图的设计以及程序的编程，可供其他工程参考。

关键词：汽轮机；主机遥控系统；可编程控制器；ABB AC800M

Abstract

With the rapid development of computer technologies, computers have gradually become substitutes of hands and eyes for controlling operations of power equipment for ships. As an important symbol of modern ships, main engine remote control system is one of prerequisites for unmanned engine rooms. It does not only improve working conditions of managers and maneuvering performances of ships, but also strengthens navigation safety of ships, reliable and economical working of main engines. At present, power units are becoming more and more complicated. As a result, there have been new needs for automation technologies, and how to make operations reliable has become a new challenge.

This paper sums up strengths and weaknesses of domestic and foreign remote control systems for ship turbines. It designs such a remote control system with ABB AC800M series programmable controller that is widely used in the field of automation. Besides, it realizes functions of remote/field control switch, automatic/manual switch, automatic control over oil pressure, control over pressure of circulating water and control over water level of hot wells with Compact Control Builder AC 800M 5.1.1. The ladder logic diagrams are concise, simple, intuitive and easy to understand. To design and study the main engine remote control system of turbines, this paper selects models of hardware for the remote system, designs related electrical diagrams and write programmes, which may be adopted as references in other projects.

Key words: steam turbine; main engine remote control system; programmable controller; ABB AC800M

目录

第一章 绪论 7

1.1课题研究背景和意义 7

1.2主要研究内容 8

第二章 蒸汽轮机的系统结构及需求 9

2.1蒸汽轮机的系统结构 9

2.2蒸汽轮机系统的需求 9

2.2.1主机转子的需求 9

2.2.2凝汽系统的需求 10

2.2.3循环水系统的需求 11

2.2.4滑油系统的需求 11

第三章 汽轮机遥控系统的结构 13

3.1 系统整体结构概述 13

3.2 系统功能的设计 14

3.2.1 操作地点的切换 14

3.2.2 汽轮主机的起停控制 15

3.2.3汽轮主机的转速调节 16

3.2.4热水井的水位调节 16

3.2.5循环水的压力控制 16

3.2.6滑油压力的控制 17

3.2.7辅助车钟的功能 18

第四章 汽轮机遥控系统硬件与软件设计 19

4.1 PLC简介 20

4.2PLC的组成 21

4.3PLC控制系统的设计步骤 22

4.4 ABB AC800M系列简介 23

4.4.1基本介绍 23

4.4.2 AC800M的通讯方式 24

4.5硬件的选型 24

4.6系统电气原理图设计 25

4.6.1设计说明 25

4.6.2集控室站点设计 25

4.6.3集控室各远程站点模块的接线图 27

4.6.4机舱内的站点图 29

4.7遥控系统软件的设计 30

4.7.1热水井水位调节 30

4.7.2循环水压力控制 32

4.7.3滑油压力的控制 32

4.7.4主机转速的控制 34

第五章 总结与展望 35

5.1总结 35

5.2汽轮机遥控系统的未来展望 35

致谢 36

参考文献 37

第一章 绪论

1.1课题研究背景和意义

海洋的总面积约为3.6亿平方公里，约占地球面积的71%，并连接着各个陆地。因此，船舶运输潜在着巨大的发展需要。与空运相比，船舶运输的成本较低，且很多大型的机器设备（譬如水电站的转子等）都很难用飞机进行运载，而远洋巨轮则可以胜任。相比铁路运输和公路运输，船舶运输依靠着海洋，活动范围之广，绝非铁路、公路运输可比。海洋运输作为国际物流运输中最主要的一种运载方式，占据了国际贸易总运载量中的2/3以上，我国有接近90%的进出口货物都是使用船舶进行运输的^[1]。

作为船舶动力推进设备的一种，汽轮机拥有单机功率大、效率高的特点。汽轮机的机体相对较小，整体结构紧凑，重量也随之减轻,机桨的工作效率也有了很大的提高。不仅如此，汽轮机运转平稳，没有振动和噪音，运行可靠，维护修理时的工作量小，同时它还可以燃用劣质油，大大节约了运行的成本。所以，汽轮机成为了大型船舶和高速舰艇上的动力推进装置的理想选择。