介紹可編程邏輯控制器的功能和優(yōu)勢;重點介紹可編程控制器在中小型船舶主機遙控系統(tǒng)應用的程序設計,并編寫了工作流程圖,分別對各個模塊單元進行說明。最后給出幾點體會。
引言
目前國內外大型船舶的自動化程度比較高,技術上基本采用了當前最新的計算機網絡監(jiān)控與控制技術,真正實現(xiàn)了無人機艙。但由于結構復雜其初始投資較高,故在小型船舶上推廣應用還有一定的難度。同時大多數(shù)船主機遙控裝置是使用自行研制的專用控制裝置, 存在著可靠性差,通用性弱, 可靠性差等質量問題。可編程控制器(PLC)是現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一,具有可靠性高,耗能低,抗干擾能力強,控制精確及系統(tǒng)功能可拓展性強等特點,我們可以結合中小型船舶主機遙控系統(tǒng)的特點,根據(jù)船舶機艙條件,充分發(fā)揮PLC的優(yōu)越性,使系統(tǒng)更廣泛地適用于各種類型的船舶,形成中小型船舶通用集控室系統(tǒng)。
一 PLC的主要功能及較之繼電器系統(tǒng)的優(yōu)勢
目前較為先進的PLC 都具有質量可靠、性能良好、使用方便、易于組裝的特點。用戶也無需專門的編程技術, 只需繪制簡單的邏輯圖或梯形圖就可以完成復雜系統(tǒng)的控制。固化在PLC內部的實時軟件可以實現(xiàn)掉電保護、邏輯運算、自動翻譯程序等。開發(fā)軟件運行于PC 機中, 包括圖形的編輯、編譯、下載和仿真等, 采用全中文界面、屏幕編輯、支持鼠標和鍵盤操作;包含大量邏輯元件的元件庫的使用,使得復雜的系統(tǒng)編程被簡單易懂的梯形圖所代替。梯形圖的操作過程如圖一所示。

在傳統(tǒng)的船舶電器設計中,進行控制檢測主要采用的是繼電器系統(tǒng),現(xiàn)在我們在主機遙控系統(tǒng)和監(jiān)視兩個主要系統(tǒng)中使用可編程控制器,系統(tǒng)的價格和繼電器的系統(tǒng)價格相當,而且隨著控制環(huán)節(jié)的增大,檢測點數(shù)量的增加,前者在可靠性,抗干擾能力等方面都是繼電器系統(tǒng)不可比擬的,充分體現(xiàn)了PLC在性價比方面的絕對優(yōu)勢。而且繼電器邏輯控制系統(tǒng)的硬件一旦安裝完成,更改控制方案十分困難,環(huán)境適應性差,此外,這種控制系統(tǒng)有大量的活動觸點和元器件,根據(jù)可靠性原理將造成系統(tǒng)的故障。PLC采用軟界限的方式實現(xiàn)控制功能,它可適應控制檢測的更改更新,通過在線或離線的編程,便可以方便的實現(xiàn)所需的控制要求。PLC具有的運算速度快、存儲容量大、體積小、質量輕、功能強等優(yōu)點也在可編程控制器上得到體現(xiàn),系統(tǒng)性能遠遠高于繼電器控制系統(tǒng)。
二 可編程控制器的程序設計
PLC的程序設計過程,大致可分為一下步驟:
應用系統(tǒng)的整體設計
PLC相關設備選型
編程和程序調試
系統(tǒng)安裝和現(xiàn)場調試
系統(tǒng)試運行
資料編寫和投運
主機遙控系統(tǒng)包括控制部分和執(zhí)行部分。控制部分完成遙控系統(tǒng)的信號傳遞,、判斷,、運算和控制; 執(zhí)行部分主要解決遙控系統(tǒng)的執(zhí)行動作。兩部分通過電氣轉換器連接起來,我們可以選定性能、功能合適的PLC作控制單元,來完成控制部分的所有功能。從駕駛室(或集控室) 遙控操縱器發(fā)出的各種車令信號(正車、倒車、停車、剎車及主機轉速設定信號) 以及主機機旁各傳感器發(fā)出的工作狀態(tài)信號(燃油切斷、盤車機合上、主起動閥開、煙囪蓋合上、滑油溫度低、測速探頭等) 全部輸入PLC系統(tǒng),經PLC判斷、運算、發(fā)出P ID 調節(jié)信號來控制電/氣轉換器, 從而完成主機的遙控。 其操作原理圖如下:

我們以1250噸內河油船的主機遙控系統(tǒng)為例,其要求的技術指標除滿足現(xiàn)行規(guī)范要求外,還應達到一下要求:
(1) 電控氣操;適用于我國內河及沿海中小型船舶帶齒輪箱間接換向中,高速柴油機組。主功率1000Kw,操縱距離80米;
(2) 無級調速:范圍從0.4~1.03額定轉速;精確度小于額定轉速的4%;
(3) 全速換向時間不大于15秒;
(4) 程序換向:按邏輯程序動作,由PLC自動實現(xiàn)“降速快