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开题报告

电气工程及其自动化

基于PLC控制的船舶锅炉监控系统设计

1. 综述“基于PLC的船舶锅炉控制系统设计”本课题国内外研究动态研究，说明选择这个题目的依据和意义。

船舶锅炉的自动控制在实现无人机舱中是必不可少的。但是目前我国船舶(特别在远洋渔船)上，无论是蒸汽动力船舶上的主锅炉还是柴油机动力船舶上的辅助锅炉，其工作过程均已全部或部分地实现了PLC自动控制，虽有一定程度的自动化控制，但控制系统基本上是采用接触器—继电器系统, 系统线路复杂、可靠性差、维护工作量大。为改造船舶设备，改善船员劳动强度，提高生产效率, 采用可编程序控制器来实现锅炉的自动控制, 可以使线路简单、可靠性提高、维护方便且容易实现现场调试等。可编程序控制器控制系统的经济性能比高于接触器—继电器控制系统。在国外的先进船舶上，船舶的自动化程度就更高了。

随着工业自动化产业的高速发展作为电气自动化控制领域的重要组成部分的PLC问世以来，引起了国内外电气行业的普遍关注，现已成为具有前景和影响力的一项高新技术产品。PLC的功能不断增强，应用的领域也不断扩大。。PLC是采用“顺序扫描。不断循环”的方式进行工作的。PLC不仅在逻辑控制方面比传统控制系统更具优势，而且在PID调节、位置伺服控制、网络通信等方面也具有强大的功能。同时PLC具有很强的抗干扰能力，在恶劣的工作环境下也能够稳定的工作，其可以通过各种方式直观地反映控制系统的运行状态，方便对系统的检测和维修。PLC的这些优点都非常适合应用到锅炉的控制系统中，进而使锅炉的运行更加效率效能。

在内燃机动力装置的船舶上，锅炉是船舶的重要辅机设备。锅炉产生的蒸汽主要用来加热燃油、加热滑油、主机暖缸、驱动其它辅助机械以及生活杂用等。目前,经济全球化和一体化的飞速发展促进了船舶也朝大型和超大型方向发展,因此对锅炉蒸发量的要求将越来越大。与此同时,对锅炉经济性和安全性的要求也将越来越高。近年来,随着自控技术的飞速发展,船舶自动化控制系统也越来越完善。锅炉的PLC自动控制是必须的。随着控制技术的发展，PLC的功能不断增强，PLC运用于船舶锅炉的控制系统中具有良好的前景，这取决于PLC的一系列的优点，其的准确性和效率性，在如今能源危机下，更显优势。既可节能提高能源利用率可又提高锅炉的运行管理水平。

目前，国内外关于船舶锅炉监控系统的研究也主要集中在可编程控制器上面。2002年，文献《大型船用锅炉的PLC控制》中采用了PLC来实现船舶锅炉的监控，文中体现了PLC在实现船舶锅炉监控过程中的精确及优越性。2005年，文献《组态监控软件在船舶锅炉的应用》中提出了以组态软件来实现对船舶锅炉的监控，文中介绍了组态软件的优点，能够提供基于Windows浏览器风格的数据库浏览窗口，可以直观地查询并在线修改数据库中的数据内容，能显示实时动态画面、变量变化趋势、报表、批次控制、MES等。2008年，文献《基于PLC与组态软件的船舶锅炉监控系统》中，结合PLC与组态软件进行对船舶锅炉的实时监控，具有很了扩展性,可以把其他的机舱设备融入此监控系统,为实现无人机舱提供较有价值的理论依据。总之，PLC应用于船舶锅炉的监控系统中，能够更为精确地实现对锅炉主要参数的监控、报警及调试，并且更具安全可靠与经济性，可改善船员劳动强度，提高生产效率，并且节能效益明显。

本课题将对PLC在船舶锅炉中如何实现自动控制的特殊性及结构进行研究，其中包括蒸汽压力自动控制，燃烧程序的自动控制，锅炉水位自动控制，保护和报警。系统的全自动启动、停炉和故障事件处理，按照要求在PLC中编制用户程序，实现；给水、扫气、点火、燃烧等过程的全自动起、停控制。锅炉定期定时保养维护的自动提示和超期不维护的系统自动闭锁。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：

（1）了解熟悉船舶锅炉的运行特点及现有控制系统装置优缺点； （2）熟悉掌握可编程控制器（PLC）的原理及编程流程；

（3）了解PLC需要实现船舶锅炉控制系统的主要参数及如何实现； （4）进行设计并验证可行性。 三、研究步骤、方法及措施： 步骤及方法：

（1）了解熟悉船用锅炉的特点及现有的控制系统装置； （2）熟悉掌握可编程控制器（PLC）的原理及编程流程；

（3）了解PLC需要实现船舶锅炉控制系统的主要参数及如何实现； （4）对PLC的船舶锅炉控制系统进行设计。 措施：

图书馆查找相关的书籍、期刊、杂志等，通过上网寻找相关的一些资料，查看当代对该技术的研究成果和最新的动态。然后通过对这些资料的学习和研究进一步的熟悉和理解设

计所需的相关知识。在设计过程中及时与指导老师探讨，对不了解的问题及时向老师请教。 四、参考文献：

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