基于西门子PLC的船舶调距桨控制系统设计.pdf

自动化与仪器仪表} 2 0 1 4 年7 期 总第1 7 7 期 基 于西门子 P L C的船舶调距桨控制 系统设计 陈涛 ，陈牮华 海军驻上海江南造船 集团有限公司军事代表室 上海，2 0 0 1 2 5 江苏科技大学计算机学院 江苏镇江，2 1 2 0 0 3 摘要可调螺距螺旋桨 以下简称调距桨是船舶推进系统的核心设备。随着船舶推进系统在 响应速度和操纵性能等方面提 出更高的要求 ，本文采用西 门子P L C及其 P R O F I B US现场总线设计调距 桨控制系统，旨在提高调距桨的实时性、操纵性 、稳定性和可靠性 。 关键词 船舶 ；可调螺距螺旋桨 ；西门子P L C；P R OF I B US D OI 编码 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 - 9 2 2 7 ． 2 0 1 4 ． 0 7 ． 0 4 9 Ab s t r a c t C o n t r o l l a b l e p i t c h p r o p e l l e r f o r s h o C P P c o n t r o l s y s t e m i s t h e k e y d e v i c e o f s h i p p r o p u l s i o n s y s t e m． Al o n g wi t h t h e s h i p p r o p u l s i o n s y s t e m b e R e r r e q u e s t s o f t h e r e s p o n s e s p e e d a n d h a n d l i n g q u a l i t y , t h e c o n tro l s y s t e m h a s b e e n d e s i g n e d b a s e d o n S i e me n s P LC a n d P ROF I BUS ， i n o r d e r t o e n h a n c e p e r f o r ma n c e o f r e a l - t i me ， ma n e u v e r a b i l i ty, s t a b i l i ty a n d r e l i a b i l i t y ． K w D r d 8 S h i p ； C o n tr o l l a b l e P i t c h P r o p e l l e r C P P ； S i e me n s P L C； P RO F I B US 中图分类号 U6 6 4 ． 3 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 1 9 2 2 7 2 0 1 4 0 7 0 0 4 9 0 3 0 引 言 可调螺距螺旋桨f 以下简称为调距桨 是船舶推 进系 统的关键设备 ，其螺距角可 以实现连续调节 ， 因此可在一定范 围内任 意调节船舶柴油机负荷 以及 柴油机提供 的推力大小和方 向，从而改善复杂航行 工况 下船舶推进 效率，提高船舶可靠性和机动性 ， 延长柴油机寿命川 。 随着造船工业的和遥控技术的发展， 调距桨推 进装置的应用越加广泛 ，其控制系统性能直接影响 到整个船舶的控制水平，因此 ，鉴于 P L C在工业控 制领域 的广泛和成熟应用，本文采用西门子 P L C实 现 调距桨 控制 系统 ，以此大 幅度提 高船舶 的实时 性、机动性和操纵性。 1 调距桨控制系统构成 调距桨控制系统主要 由以下几个部分构成驾 驶室操控 台、集控室操控台、机旁操控 台、主控制 箱 包含主控制 P L C 、螺旋桨伺服 电子装置和主机 调速系统，如 图1 所示。 收稿日期2 0 1 4 0 5 2 3 作者简介陈涛 1 9 8 0 一 ，男，福建莆田人 ，工学学 士 ，研 究方 向舰船 电气专业 ，工程 师。 乏 j n 三 二 乏 暑- 一 十， ⋯ | 皇 i u I _ lC．- i D n ． 螺 桨 伺 服电 主 机转 速 控 U -T - -J _ I |空 1 I c { { } I_ 翟 I ri ll 图1 系统构成框图 2 调距桨控制系统硬件设计 硬件系统采 用西 门子 P L C为主控制器 。P L C接 收来 自驾驶台和集控室的若干开关量 、主机转速和 螺旋桨螺距反馈值等 ，这些信号经过P L C的运算处 理输 出控制驾驶 室和集控室 的操作面板 ，以及控制 机旁的电子调速器和液压动 力装置里面 的电液 比例 阀。硬件结构如 图2 所示 。 i s 器 啪 ⋯ r。 。 从 站 _ _ _ 呻 从 站 l I 现 场 总 饿 I ⋯ 1 I ； 搿 蠢 ； 3 禁 曩 I I _ l ⋯ 调距浆螺距 圭机转速 I i S 7 2 0 0 P L C 图2 硬件结构 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m