船舶锚机电动控制

文献综述

船舶电动锚机的控制

摘要：锚机是船舶中不可缺少的部件,锚机电动机能否实现可靠的控制,是保证船舶能否安全航行的重要措施.在分析船用交流三速锚机控制系统的性能要求基础上,对继电器控制的锚机用较先进的PLC进行改进，使船舶锚机控制更加完善 关键词：三速锚机；PLC 控制；系统设计 1引言

目前船舶电力设备电动锚机仍然以交流三速锚机在船舶上的应用较为广泛，但大多采用继电器接触器控制，系统中的活动触点多，线路复杂，主令控制器工作电流较大，可靠性差，需经常维护保养。为了克服继电控制系统的缺陷，采用PLC可编程控制器对交流三速锚机控制线路进行改造，使控制系统的能耗和可靠性都得到进一步提高。 2船舶电动锚机的介绍

船舶锚机可分为:汽动、电动、电动- 液压和内燃机驱动等几种,目前以电动锚机应用最为广泛。虽然船舶上现在推广应用微机控制系统,但由于电动锚机所需电流和消耗功率大(功率约1000KW以上) ,其控制系统仍然多为时间继电器- 接触器系统。电动锚机由于有可动部分和触点,故障率较高。三速电动锚机是利用凸轮控制器控制辅电路中接触器、继电器电磁线圈电路，同时利用接触器的常开触头的吸合来控制主电路中电动机的正反、低速、中速和高速运转。 3 PLC技术的介绍

可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。 4 PLC的工作原理

当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

(一) 输入采样阶段:在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

(二) 用户程序执行阶段:在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据

逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

(三) 输出刷新阶段:当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。 5 三速锚机电动机的电气控制原理

所谓“三速”就是电动机起动后的运行速度由低速到中速再过渡到额定的高速,实行“三速”的目的是避免电动机起动电流过大而损坏电动机、锚机,从而达到保护其它电气设备的目的。主电路主要由电源开关、接触器的主触头、电动机、热继电器及绕线组成。其中接触器的功能是完成电动机的换向和调速. 主电路是确保电动机运行的重要电路, 主电路中的元器件能否可靠地动作, 直接影响到锚机能否正常运行, 设备是否安全的重要因素, 特别是在航行中的紧急抛锚,得尤为重要。辅电路即控制系统,主要是凸轮控制器的工作, 利用其不同档位来控制接触器和继电器, 从而实现主电路中电动机的正反、低速、中速和高速的运行方式。三速锚机电动机的电气控制原理图如下：

三速锚机电动机的电气控制原理图

6结束语

锚机是船用设备中极为关键的部件,它是否能正常而又可靠地工作是关系到整艘船舶的安全，船用电气设备的工作环境一般比陆地上的工作环境恶劣,如高温、高湿、霉菌、盐雾、振动、冲击、摇摆等,为了使电气设备能正常工作,除按要求正确使用和管理外,还必须经常保养经常检查，采用PLC 控制船用交流三速锚机，实现其速度、转向、制动和故障监视及报警等自动控制，提高了系统的安全可靠性，同时控制精确，灵活性强，延长了锚机的运行寿命，系统维修工作量也大大减少，工作效率大大提高。

参考文献

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