摘 要

航海大时代之后，人类发现在极端天气时，例如大风大雾大浪来袭，航海船很难按计划顺利靠岸以及安全在海上航行避风避浪。而置放在甲板上的锚设备的出现解决了这一难题，这套设备主要部分便是锚，它可以很好的抵消刮风作用与船本身自带的惯性作用，协助船停泊或是转向小范围的改变船舶所处位置。锚设备不再是传统意义上的粗糙设备依靠人力的笨重机械。随着遥控技术的发展，使现代起锚机本身有着较高的附加价值。

本设计中将遥控技术与锚设备相结合，利用相应控制器对电路中各部分进行精确控制。主要涉及到三速电动锚机、凸轮控制器、辅助电路中接触器以及继电器螺线管电路。三档速度的转换全权由主电路控制。将锚机速度进行分档可以有效的杜绝因刚发动就进入高速状态对机器的损害，有效的延长设备使用时间。本设计中所用锚机换速度档时采取变极调速，在工作状态下的最高电流会冲过一百安。瞬间电流最高的时候往往是接触器起作用的时候，稍有不慎就会使其发生损害，无法顺利换档至高电流。这个问题在极端天气会变得很致命，某些特定情况下无法为船只顺利换档，会使其陷入危急状态，造成人员财产的巨大损失。因此对“船舶的交流三速锚机控制系统进行PLC设计改造”的相关研究具有一定的理论意义和实际工程应用价值。

关键词：船舶；交流三速锚机；PLC；锚；电气控制；触点

Abstract

After the great age of navigation, people found that in extreme weather, such as wind and fog, it was difficult for navigation ships to land as planned. The emergence of the anchor equipment on the deck solves this problem. The main part of this equipment is the anchor, which can well offset the wind effect and the inertial effect of the ship itself, and help the ship to berth. Anchor equipment is no longer a rough equipment in the traditional sense. With the development of remote control technology, modern windlass itself has a high added value.

In this design, the remote control technology is combined with the anchor equipment, and the corresponding controller is used to accurately control each part of the circuit. It mainly involves three speed electric windlass, cam controller, contactor in auxiliary circuit and relay solenoid circuit. The conversion of three speed is controlled by the main circuit. The speed of the windlass can be divided into different grades to effectively prevent the damage to the machine caused by entering the high-speed state just after starting, and effectively extend the service time of the equipment. In this design, when the windlass is changing the speed range, the pole changing speed regulation is adopted, and the maximum current in the working state will rush over 100 a. When the instantaneous current is the highest, it is usually when the contactor works. A little carelessness will cause damage to the contactor, and it is unable to shift to the high current smoothly. This problem will become very fatal in extreme weather, and in some specific cases, the ship will not be able to shift smoothly, which will make it in a critical state. Therefore, the relevant research on "PLC design and transformation of ship's AC three speed windlass control system" has certain theoretical significance and practical engineering application value.

Key Words: Ship; AC three speed windlass; PLC; Anchor; Electrical control; Contact

目 录

第1章 绪论 7

1.1 选题背景和意义 7

1.2 国内外研究现状 8

1.3 本文的研究工作 9

1.3.1 研究目标 9

1.3.2 技术方案及措施 9

1.4 本章小结 10

第2章 船用三速锚机电气控制系统 11

2.1 船用锚机系统的种类与结构 11

2.1.1 电动锚机 12

2.1.2 液压锚机 12

2.2 基于PLC的三速锚机控制系统 12

2.2.1交流三速锚机的传统继电器控制 12

2.2.2 交流三速锚机的工作原理 13

2.2.3 交流三速锚机的自动控制 13

2.3 本章小结 13

第3章 PLC控制系统控制概述 15

3.1 PLC的概述 15

3.1.1 PLC的发展史 16

3.1.2 PLC系统的运行原理 16

3.1.2 PLC的结构元件 17

3.2 PLC的选型及介绍 18

3.3 本章小结 20

第4章 硬软件控制系统设计 21

4.1元件的输入\输出分配 21

4.2 系统的元件输入\输出接线图 21

4.3 PLC控制梯形图 22

4.4 指令程序表 24

4.5 本章小结 24

第5章 总结与展望 27

5.1 全文总结 27

5.2 展望 27

参考文献 29

致 谢 31

第1章 绪论

我国自打郑和下西洋开始，就有着悠久的航海历史。有一半的国土都临海，台湾省直接是一个海岛，我国外临海面积极大，所以有着长长的海岸线，众多优良港口；同样的，内陆的长江黄河为首的河运线也相当出色。整体来说，我国的航海事业所处的背景条件相当好。在地理占优势的情况下，我国强大的外贸出口规模给国家带来了相当大的经济刺激，这一宏伟规模主要应用的就是海运行业，有八成的出口业务都是走水路。这无疑使我国的航海业有了飞速的发展，不仅对内刺激了工作率，而且对外刺激了外贸经济疯涨。据数据统计，仅我国商贸用的船只就可占全世界总数的5.3%，是排名靠前的航海业大国。众所周知，2008年全世界都没躲过那场浩浩荡荡的经济泡沫，我国众多行业均未逃过一劫，即便是航海业，也受到了沉重一击。但车到山前必有路，我国航海业审时度势，根据国家新型经济模式因地制宜的改变与发展，与传统航海业相比已经有着改头换面的全新面貌。经过升级改造后的航海业不仅对船只科技化与现代化，还提升了船只维护手段，使其用更少的成本来获得更好的维修体验。我国航海业的未来仍然一片光明。

1.1 选题背景和意义