摘 要

为了能有效的保护海洋环境，提高在航海中船员的生活质量，本论文对船用焚烧炉的控制系统进行了研究。本论文阐述了船舶焚烧炉系统的硬件构成，研究船用焚烧炉控制系统的设计要求、硬件组成、PLC的I/O分配情况等等，论述了船舶焚烧炉焚烧污油和焚烧固体垃圾的两种工作模式的原理以及过程，最后设计出控制系统的程序。

本文通过对船舶焚烧炉的控制系统的特点的研究，以及船舶焚烧炉的发展现状及趋势，进行了以下的一些工作。

研究船舶焚烧炉的控制过程的情况，以船舶焚烧炉的控制特点，了解焚烧垃圾时的工作原理，分析控制过程中的逻辑关系，为之后进行控制程序的设计提供依据。

在进行理论研究后，以控制特点作为依据对控制系统的控制单元进行选型。查阅资料后根据控制系统的需求进行PLC的选择和执行单元的选型。

最后，设计出船舶焚烧炉的控制过程的流程图，确定系统的I/O分配和参数的控制策略，以此为根据设计焚烧炉控制系统的PLC程序的梯形图。

本文在理论分析和模拟研究的基础上建立了船舶焚烧炉的以PLC为执行单元的控制程序，能高效的控制焚烧炉稳定的运行，且能保证污油和固体垃圾的充分燃烧，降低污染物排放，对海洋海域的环境保护和船舶上船员的日常生活具有积极的意义。

关键词: 船舶工程; 海洋环境保护; 船用焚烧炉；PLC；控制系统。

Abstract

In order to effectively protect the marine environment, improve the quality of life during the voyage, the ship fire control system of furnace is studied. This paper describes the hardware system of marine incineration furnace, study on marine incineration furnace control system design requirements, hardware components, PLC I/O distribution and so on, discusses the marine incineration waste oil and solid waste incineration 2 working modes of the principle and process, we design a program of control system.

Through the study on the characteristics of the control system of ship incinerator, as well as the status quo and development trend of marine incinerator, are as follows.

Study on ship fire control process of the furnace, in order to control the characteristics of ship incinerator, understand the working principle of waste incineration, the logical analysis in the control process, to provide basis for the design of control program.

In theoretical research, in order to control the characteristics as the basis for the selection of control unit control system. The selection of the data access control system according to the needs of the selection and implementation of unit PLC.

Finally, the design flow of ship fire control process of the furnace and control strategy to determine the distribution of I/O and the parameters of the system, based on the ladder incineration furnace control system design PLC program.

Based on the theoretical analysis and Simulation Study on establishing ship incinerator based on PLC control program execution unit, can effectively control the incinerator and stable operation, and can guarantee the full combustion of waste oil and solid waste, reduce pollutant emissions, the waters of the marine environmental protection and the ship crew daily life Has the positive significance.

Key words: ship engineering; marine environmental protection; ship incinerator; PLC; control system.

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1课题研究目的及意义 1

1.2国内外相关技术研究现状和发展趋势 3

1.2.1 船舶焚烧炉控制系统的发展现状 3

1.2.2 船舶焚烧炉的发展现状 3

1.2.3 PLC的发展现状 5

1.3 研究内容及技术路线 6

1.4 本章小结 6

第2章 船舶焚烧炉控制系统组成及特点 7

2.1 船舶焚烧炉控制系统工作原理及组成 7

2.1.1 船舶焚烧炉工作原理 7

2.1.2 船舶焚烧炉控制系统组成及原理 8

2.2 船舶焚烧炉控制系统特点 9

2.3 船舶焚烧炉的控制单元 9

2.3.1 PLC介绍 9

2.3.2 PLC的工作原理 10

2.3.3 PLC的硬件结构 11

2.4 本章小结 11

第3章 船舶焚烧炉控制系统的硬件设计 12

3.1 船舶焚烧炉控制系统的功能需求 12

3.2 PLC及扩展模块的选择 12

3.2.1 PLC主机选择 12

3.2.2 扩展模块选择 14

3.3 PLC的I/O资源配置 15

3.3本章小结 15

第4章 船舶焚烧炉控制系统的软件设计 16

4.1编程语言原则 16

4.2系统流程图设计 17

4.2.1固体垃圾焚烧工作原理与流程图 17

4.2.2污油焚烧工作原理与流程图 20

4.3 系统控制策略 22

4.4控制系统的梯形图设计 22

4.4.1编程软件介绍 22

4.4.2程序梯形图设计 23

4.5本章小结 24

第5章 总结与展望 25

5.1 全文总结 25

5.2 研究展望 25

参考文献 26

致谢 28

第1章 绪论

1.1课题研究目的及意义

在日常生活中，我们会因为生产作业和生活的原因而产生许多种的固体或液体废物和垃圾，这些垃圾会对我们的生活环境造成污染，尤其是在运送、存放和焚烧消除垃圾的过程中，甚至会造成更严重的二次污染。这些垃圾不仅影响我们的生活环境，而且对大气、土壤和海洋都有严重的影响，都有可能威胁到人类的生存。过去社会和科技都不发达的时候，对这些垃圾的处理方法都很简单粗暴，比如在无人居住的地方挖坑进行存放或者掩埋等 。这些方式会在运输垃圾的途中耗费大量的人力物力，而且这样处理垃圾会占用很大的空间或土地。在这种背景条件下，对垃圾如何进行更好的处理就显得非常重要了。许许多多的研究人员都开始不断的进行研究实验。从露天焚烧到集中焚烧处理再到分类处理再进行焚烧。在这个发展过程中，各种各样的焚烧炉就被研发出来处理垃圾，然后不断的改进优化，最后形成了现代社会一套非常完善的分类垃圾焚烧处理系统。这其中，焚烧炉的作用可谓重大。焚烧炉可以将这些固体或液体垃圾进行减容化和无害化后再将其处理。

船舶作为一个在海上移动的小社会，其生活环境与陆地上非常相似。在船舶航行期间,船上船员的生产和生活都会产生各种垃圾物。这些垃圾大致可以分为两大类：生活垃圾和生产垃圾。顾名思义，第一种生活垃圾主要是一些食物的残渣碎屑和食品包装袋，还有各种废木材、废包装箱、废纸和布料等等。这些垃圾多数是固体态的垃圾。其中还有一些来自于厕所和厨房等场所的污泥和油渣也属于这一类。第二种生产垃圾则主要是船舶在航行时产生的垃圾，像机器运行产生的废油和污油等，无用的木料、橡胶塑料等，船舱里的废弃物料，包装材料等等都是属于这一分类的。船舶是一种专门运输大体积货物的运输工具，对船舶来说，船上的空间是非常重要的。而如何将有限的空间进行最大化的利用就是船舶设计需要考虑的关键。因此，在船舶上直接存放及其占用空间的垃圾是非常浪费且不合理的，而且垃圾如果不进行处理会影响船员的生活和货物的存放，但如果不将垃圾处理就投入海洋中将会严重的影响海洋环境，破坏海洋生态。

为了防止船舶对海洋环境造成严重污染，国际海事组织制定了MARPOL73/78防污染公约。在公约的附则V中规定了如下要求：一切塑料制品均不得入海。在最近通过的新的附则VI中更是规定了船舶上的垃圾只能在船舶焚烧炉中进行^[1]。

在1983年，我国也通过了类似国际公约的国内法规：《船舶污染物排放标准》（GB3552－82），并在1983年10月开始实施。在该法规内规定了，任何的船舶都严禁在内河排放垃圾，并禁止塑料垃圾投入内河航道水域中。

在现如今的船舶上面主要有两种垃圾处理方式：

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