基于PLC的船舶航行信號(hào)燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究

摘 要：文章以西門子S7-200PLC為核心，對(duì)船舶航行信號(hào)燈控制系統(tǒng)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，并對(duì)系統(tǒng)的組成，硬件連接和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。通過(guò)對(duì)供電線路的設(shè)計(jì)與研究，使電子線路具有故障監(jiān)測(cè)、報(bào)警及多種保護(hù)功能，還可以精準(zhǔn)快速地查出故障點(diǎn)，對(duì)船舶的航行信號(hào)燈控制系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于擴(kuò)展、易于操作、可靠性高、易于調(diào)試等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：PLC控制；航行信號(hào)燈系統(tǒng)；硬件接線；軟件設(shè)計(jì)

引言

船舶航行燈和信號(hào)燈是船舶照明系統(tǒng)中重要的獨(dú)立部分，是其中一個(gè)保障船舶安全航行的重要設(shè)備。船舶航行信號(hào)燈的使用環(huán)境比較惡劣，故障率高，江水或海水經(jīng)常濺落在航信信號(hào)燈周圍，易造成航行信號(hào)燈工作電路短路；顛簸振動(dòng)易造成航信信號(hào)燈燈絲振斷。通常一條船舶上安裝有上百只航行信號(hào)燈，以確保安全和可靠的航行信號(hào)燈工作。航行燈的供電由兩個(gè)電力系統(tǒng)供應(yīng)，一種是直接供電的應(yīng)急配電板，另一種方式是從臨近的駕駛室中正常照明的配電箱中供應(yīng)。此外，還需要有故障監(jiān)測(cè)和預(yù)警的功能，并能快速準(zhǔn)確地檢測(cè)故障點(diǎn)，及時(shí)維護(hù)船舶的航行信號(hào)燈系統(tǒng)。

文章采用西門子S7-200PLC，按照船舶航行信號(hào)燈系統(tǒng)的控制要求，研究設(shè)計(jì)了多數(shù)船舶通用的航行信號(hào)燈控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠、易于調(diào)試、控制精準(zhǔn)快速，符合國(guó)際船舶行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，滿足船舶行業(yè)使用需求。

1 系統(tǒng)的總體布局設(shè)計(jì)

航行燈的控制要求：

（1）有兩個(gè)獨(dú)立的供電線路，一條線路是從主配電盤和應(yīng)急配電盤供電，另一條線路可以通過(guò)照明配電箱附近的電源提供。

（2）每一個(gè)航行燈控制箱應(yīng)由獨(dú)立的電路供電，并配有控制開(kāi)關(guān)和熔斷器。

（3）每個(gè)航行燈與聲光報(bào)警及故障指示器相連接，共用聲音報(bào)警。

（4）控制箱在駕駛室中集中控制，也需要兩個(gè)線路供電（錨燈可由附近的照明電源供給）。

（5）失控?zé)舻囊?，可直接由電池供電或?yīng)急電源供電。每一信號(hào)燈均由控制箱引出一個(gè)獨(dú)立分路，其控制線路如圖1所示。

（6）控制系統(tǒng)以S7-200PLC為核心，航行信號(hào)燈系統(tǒng)的前后錨燈、前后桅燈等各種燈，電源信號(hào)等運(yùn)行信號(hào)作為PLC的CPU的輸入信號(hào)，并按照控制系統(tǒng)的要求來(lái)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的指示燈和蜂鳴器。

2 PLC硬件電路設(shè)計(jì)

考慮到船舶信號(hào)燈的安全性和可靠性要求，設(shè)計(jì)了主副燈控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了主副燈的轉(zhuǎn)換和故障報(bào)警功能。對(duì)供電線路進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，使電子線路具有故障監(jiān)測(cè)、報(bào)警及多種保護(hù)功能，并能快速、準(zhǔn)確地查出故障點(diǎn)。

對(duì)于PLC的選型，采用西門子S7-200系列PLC，它具有性能優(yōu)越、性價(jià)比高和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，故作為系統(tǒng)控制核心的首選。其中CPU為CPU226：具有24點(diǎn)DI和16點(diǎn)DO，擴(kuò)展模塊選擇EM223：具有8點(diǎn)DI和8點(diǎn)DO。其控制系統(tǒng)示意圖如圖2所示。

3 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

對(duì)電源電路的設(shè)計(jì)，為要使電子線路有故障監(jiān)測(cè)，報(bào)警和保護(hù)功能，并能快速、準(zhǔn)確地確定故障點(diǎn)，程序設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要包括：系統(tǒng)監(jiān)控程序，子程序包括信號(hào)燈和電源監(jiān)測(cè)程序、蜂鳴器報(bào)警控制程序、通信程序等。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章利用可編程控制器對(duì)船舶航行信號(hào)燈系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，提出了一種智能控制的新方案闡述了系統(tǒng)工作原理，充分肯定了系統(tǒng)的可行性，并設(shè)計(jì)了硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)計(jì)，主副燈的工作狀態(tài)由控制系統(tǒng)來(lái)監(jiān)控，使船舶航行信號(hào)燈有主、副燈轉(zhuǎn)換和故障報(bào)警功能，提高了船舶航行燈的安全性和可靠性，為相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介：秦富貞，女，碩士，青島黃海學(xué)院，講師，主要研究方向：電工電子及電氣控制。