1.1目的及意义

船舶锚机是船舶配套设备的重要设备之一，主要用于船舶的起锚、抛锚、停泊、离靠码头、系带浮筒等，锚绞机的安全稳定运行对船舶的安全营运有着十分重要的作用。我国改革开放后与国外贸易量逐年增大,尤其是加入WTO后进入了快速发展阶段,海运事业随着世界贸易的增长而快速发展,船舶行业随之迎来了黄金时期。但我国船舶配套设备制造能力一直滞后船舶主体制造能力,现已成为船舶行业快速发展的瓶颈。我国从上个世纪年代就开始引进国外先进技术，并不断的进行技术创新。目前，我国已经具备了一定的自主设计及创新能力，锚机也成为了船舶辅机中较为成熟的系列产品，但很大程度上还是要依赖中外合资合作和从国外引进和吸收先进技术。

很多国内厂家的船舶锚机系统设计还停留在传统的交流双速和三速驱动方式上，其主要由总电源断路器、接触器、热继电器、凸轮开关、时间继电器和其它辅助器件构成^[]。虽然继电器接触器控制系统应用十分广泛，技术也十分成熟，但是其自身存在的缺陷是足以致命的，首先是控制逻辑上，继电器控制系统控制逻辑采用硬件接线，连线多且复杂、体积大、功耗大，系统一旦构成很难进行改进；工作方式上，在继电器控制电路中，电源接通时，电路中所有继电器都处于受制约状态；控制速度上，继电器控制系统依靠机械触点动作，工作频率低且会出现抖动；可靠性和可维护性上，继电器控制系统含有大量的机械触点，连线多，可靠性和可维护性差^[]。其导致的结果是常规的交流双速和三速驱动很难达到逐渐提高的使用要求，设备发生故障的几率增多，达不到设备运行要求，而且设备维护、维修工作加重。

如果将可编程逻辑控制器引入到控制系统中，系统将会更加高效、快速、安全，足以弥补继电器接触器控制系统的不足。原因在于可编程逻辑控制器采用了计算机技术，其控制逻辑是通过程序的方式进行，容易改变或增加系统功能。其次可编程逻辑控制器是通过程序按一定顺序循环执行，所以各软继电器都处于周期性循环扫描接通中，受同一制约的各个继电器动作次序决定于程序扫描顺序。此外，其控制线路少、体积小、功耗小，而且由于可编程逻辑控制器中的软继电器的触点理论上是无限的，因此其灵活性和可扩展性很好；在控制速度上，可编程逻辑控制器是通过程序指令控制半导体电路来实现控制，指令的执行速度快，它还有严格的同步控制，不会出现触点抖动。最后，可编程逻辑控制器采用半导体技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路实现，其寿命长可靠性高，大大提高了其可靠性和可维护性。

如今可以看到，国际船舶和海洋工程用的甲板机械技术发展的总体趋势是：高效率、自动化、集成化、模块化、数字化和智能化、远程控制、大容量、小体积、长寿命、无污染和安全可靠。现阶段，锚绞机系统的设计不能再按照传统的系统设计，应该适应船舶辅机系统的发展趋势，锚绞机系统的设计理应引入可编程逻辑控制器作为系统的控制核心。

1.2国内外发展状况

据不完全统计，在国外，由本国自主生产的船用设备的装船率，日本高达95%，韩国高达85%，由此可见，国外的船用设备的发展状况是先进可靠的，其船舶配套生产能力和造船能力是可以达到同一水平的，其主要原因在于国外的船舶制造和技术研发是紧紧跟随实际发展需求且有完整的优秀技术支撑的。此外国外的船舶配套产业在产业结构、生产规模、投资结构、产品结构、科技水平以及产品质量等许多方面都是较为合理的，并且其自主创新能力较强，是其不断健康发展的不竭动力。

而我国却仅有46%的自主生产设备装船率，高新技术船型则远远低于平均水平，而船用设备成本是船舶总成本的主要组成部分，约占船价的50%。我国的船舶配套生产能力远远落后于造船能力，这严重的阻碍着我国船舶工业的发展，我国船舶工业要想实现可持续发展，就必需尽快的提高船舶配套能力，因此解决我国船舶配套业目前所存在的问题就显得至关重要，而我国船舶配套业需要尽快的改变其目前的发展现状，亟需在各个方面进行调整，不断的引进国外的先进技术来弥补自己在技术创新上的不足，同时还要吸收消化实现可持续发展的自主创新。毕竟依靠别人的技术只能暂时解决问题，始终不能从根本上解决问题，而我国要想跻身造船强国的行列，就必须拥有真正属于自己的先进技术。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容和目的

目前我国船舶大多采用交流锚机，以双速和三速异步电动机拖动为主。锚机的电气控制主要由继电器、接触器、保护电路组成，与船用主令控制器相配合控制交流起重三相异步电动机的启动、正反转和制动。这样的继电逻辑控制的机械故障率相对较高，可靠性也比较差，这对船舶在紧急情况下使用锚机是极为不利的，所以传统的交流双速和三速驱动已经很难适应逐渐提高的实际工作要求。应运而生的PLC技术在自动化控制领域的成熟运用为提高产品的安全可靠性，降低维修维护工作难度，使操作更加人性化提供了更好的选择，本研究的内容就是通过运用PLC技术实现继电逻辑的升级，其他基本不作太大的设计改变，电机调速还保留传统的双速或三速，同时这样也能够降低电动机的故障率，并且提升工作的效率，使得设备的完好率也得到提高，以此设计出一套符合实际操作要求的船舶锚机电气控制系统。

2.2拟采用的技术方案及措施