摘 要

船舶主辅助电机，如主机服务的冷却水泵，是为工作的安全性和可靠性和易于控制而建立的。本文采用可编程控制器系统，为主要部件故障的冷却水泵，备用机组自动控制开关，梯形图编程语言用于实现泵组的多点控制，提高泵的抗干扰能力。该泵的可靠性在一定程度上弥补了原有继电器接触器控制系统的不足。

关键词：泵的自动切换；继电器-接触器；PLC

Abstract

The main auxiliary motors, such as the cooling water pump serving for the main engine on the ship, are set up for the safety and reliability of the work and the easy and easy operation of the control. In this paper, the programmable controller system is used to control the automatic switching of the standby unit when the cooling water pump is malfunction, and the programming language of the ladder diagram is used to realize the multi location control of the pump group, and to improve the anti-interference and reliability of the pump, and make up the deficiency of the original relay contactor control system.

Key Words：Automatic switching of the pump; Relay contactor; PLC

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究目的及意义 1

1.1.1选题背景  1

1.1.2 选题意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 冷却水泵控制系统的研究现状 2

1.2.2 泵组自动切换的发展及应用 2

1.2.3 PLC的发展和研究现状 2

1.2.4 发展趋势 3

第2章 泵组控制系统组成及原理 4

2.1 泵组控制系统功能介绍 4

2.1.1 泵的分类 4

2.1.2 冷却水泵的结构及工作原理 5

2.1.3 冷却水泵的性能和特点 6

2.2 本章小结 7

第3章 可编程控制器原理及操作 9

3.1 PLC的结构及各部分的作用 9

3.2 PLC的工作原理 10

3.3 PLC的程序编制 10

3.4 基本指令简介 12

3.4.1 标准触点指令 12

3.4.2 串联电路块的并联连接指令OLD 12

3.4.3 并联电路的串联连接指令ALD 12

3.4.4 输出指令 12

3.4.5 置位与复位指令S、R 12

3.4.6 跳变触点EU、ED 13

3.4.7空操作指令NOP 13

3.4.8程序结束指令END 13

3.5 可编程控制器梯形图编程规则 13

第4章 冷却水泵自动切换控制系统设计 15

4.1 系统结构 15

4.2 控制目标 15

4.3 方案设计 15

4.3.1方案分析 15

4.3.2 程序设计思路 17

4.3.3 PLC和变频器的软元件分配 17

4.3.4 程序设计 17

4.3.5 变频器的参数设置 21

4.3.6系统调试 22

总结和展望 23

参考文献 24

致谢 25

第1章 绪论

1.1 研究目的及意义

1.1.1选题背景 

船舶自动化改善了船舶的性能，最值得注意的是可靠性和经济性。我们借用自动监控技术，使船员们可以较快速的获取船舶设备，或者是船舶信息，以便船员们可以短时间内快速判断以及作出决策，有效时间内尽快发送指令，并且完成对船舶的操作。通过PLC等技术，如果船舶出现故障时，可以迅速地排除故障，并将可能出现的损失最小化。船舶的自动化技术，缩小了船舶设备和部件的体积，尽可能降低缩减了船舶运行成本。通过信号处理技术进行控制、管理和数据通讯处理，在完成系统监控功能之外，还能按不同需求，不断升级。极大地简化了船舶的日常维护工作，提高了船舶管理水平。在时代背景下，跟随着的智能化和自动化技术的发展和应用，中国在船舶自动化方面的研究越来越深入。在这些相关的技术研究中，这些主要成就不可避免地包括船舶自动控制技术。

1.1.2 选题意义

目前，船用自动开关控制系统大部分运用的是继电器-接触器控制系统，然而泵组的切换在船舶电气设备拖动控制中是相当重要的一个内容。建立了燃油泵、润滑油泵和冷却泵的主要电气辅助装置，建立了两套方便可靠的装置。它可由单元控制，并可在集中控制室中远程控制^[8]。如果泵的系统在工作运行中发生了故障，我们可以用来完成机组的自动切换，从而让备用机组立马投入工作中去，这样我们才可以保证让主机时刻都处于一个正常工作的状态下。

但是现在，自动泵切换系统仍然由继电器控制。不仅可靠性差，使用维护不方便，工作稳定性低，可靠性差，线路复杂，体积大，功耗高，操作不方便，维护困难。控制系统耗电量大。每个泵控制需要10个继电器和4个时间继电器来监控泵的运行。每个泵需要6-8套泵。假设我们利用PLC来控制，那么每个泵，只需要2个接触器，节约了很多不必要的空间人力物力资源。该项目的开发采用可编程逻辑控制器自动控制系统和软件编程代替传统的继电器控制器系统。它依靠软件编程实现自动控制，采用梯形编程语言编程，节省了大量的控制线，大大提高了安装和维护的效率，同时也提高了稳定性和抗干扰性。该系统有望降低系统的能耗^[7]。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 冷却水泵控制系统的研究现状

众所周知，在一些国外工业领域相对领先的国家中，冷却水泵的相关行业都比我们起步要早很多，时过境迁，又历经了几百年科技的发展更新迭代，不管是技术上还是性能种类上，都愈加完善。欧洲和北美地区都是我们比较了解的工业强国，而PLC在这些国家的覆盖率更是达到了惊人的数量。而在东亚强国日本但凡是八个继电器构成的所有控制系统均被取代了。但是相比较起来我们国家的可编程控制器市场还是一个非常起步的阶段。尽管对外开放政策有所推进，但国外先进设备和技术的引进仍然局限于钢铁、化工、电站等行业，以及其他生产应用的进入。

目前，仍有很大的差距之间的技术水平和生产的船用泵在中国与发达国家在世界的地位。这种情况远不是我国在不久的将来力争成为世界上最大的造船商的伟大目标。因此，我们应该考虑到当前的短缺之处，努力使情况在最短的时间内有所好转。这使得产品的生产和设计图纸不尽相同，产品质量低。产品的品种和规格过于单一，难以满足市场要求，例如许多大型和有特种用途的船用泵产品仍然是空白的。与发达国家相比，产品的标准化、系列化和推广化仍然是不可忽视的。

1.2.2 泵组自动切换的发展及应用

如果除开本地运行之外，在现代船舶自动化机械泵这一系统中，更重要的是，可以进行LCD触摸屏控制，控制主控制台或主配电网屏幕启动画面的组合，即实现了远程控制和自动操作。当运行模式为自动模式时，如果自动泵发生意外及变化，出现失效或者不受控制的现象，同一组的备用泵可以立即自动启动和自动切换，如此一来，泵机组就可以在预先设定的设定之下完成对自身的重新启动这一操作。