1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 目的及意义

锚机是船用设备中极为关键的部分，它是否能正常而又可靠地工作是关系到整艘船舶的安全，船舶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、高菌、霉菌、盐雾、震动、冲击、摇摆等，为了使电气设备能正常工作，除按要求使用和管理外，还必须经常保养、经常检查。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，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，由于有可动部分和触点，要经常维护保养。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，其性能远优于原来的继电-接触器控制系统。

同时，使用plc设计系统，控制船舶三速电动锚机，还有以下优势①可靠性高，抗干扰能力强：高可靠性是电气控制设备的关键性能。plc由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采用了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的f系列plc平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余cpu的plc的平均无故障时间则更长。从plc的机外电路来说，使用plc构成控制系统，和同等规模的继电接触器相比，电气接线及开关接点已减少至数百甚至数千分之一，故障率也就大大降低。此外，plc带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出报警信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除plc以外的电路以及设备也获得故障自诊断保护。②配套齐全，功能完善，适用性强：除了逻辑处理功能以外，现代plc大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域，近年来plc的功能单元大量涌现，使plc渗透到了位置控制、温度控制、cnc等各种工业控制中。加上plc通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用plc组成各种控制系统变得非常容易。③简单易学，容易掌握：plc的编程语言易于为工程技术人员接受，梯形语言的图形符号与表达方式与继电器电路图相当接近，只用plc的少量开关量逻辑控制指令就可以方便的实现继电器电路的功能，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的船员使用打开了方便之门。④系统的设计、建造工作量小、维护方便：plc用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计和建造的周期大大缩短，同时维护也变得容易起来.

1.2 国内外的研究现状分析

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究的基本内容

本文以船舶电动三速锚机为研究对象，展开对基于plc控制的船舶锚机系统设计。三速锚机的三速就是电动机启动后的运行速度由低速到中速再过渡到额定的高速，实行三速的目的主要是避免电动机启动后电流过大而损坏电动机、锚机，从而达到保护其他电器设备的目的。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，显得尤为重要。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。

2.2 拟采用的技术方案及措施

①分析被控对象船舶三速锚机并提出控制要求

3. 研究计划与安排

①查阅相关资料，明确研究的目的和意义，并完成开题报告，完成外文文献翻译（第一周到第三周）

②学习plc相关的书籍，进行基于plc控制的锚机系统初步设计，完成设计的基本轮廓（第四周到第九周）

③完成系统的硬件设备，对初步完成的程序进行联机调试，并修改设计中存在的问题。（第十周到第十四周）

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 何文雪，刘华波，吴贺荣.plc编程与应用[m].北京：机械工业出版社，2009

[2] 张国德，李红.plc原理及应用[m].北京：机械出版社，2010

[3] 史际昌.船舶电气设备及系统[m].大连海事大学出版社

[4] 许实章.电机学[m].机械工业出版社