单片机步进电机报告

2024-08-05

单片机步进电机报告（8篇）

1.单片机步进电机报告篇一

首先向我的导师周国荣教授致以最诚挚的谢意在近年的学习期间，周老师无论在学习上还是在生活上都给以我无微不至的关怀。导师治学严谨，学识渊博，品德高尚，平易近人，在我学习期间不仅传授了做学问的方法，还教给了我做人的准则。

这些都将使我终生受益。无论是在理论学习阶段，还是在课题的研究与设计，论文的选题、资料查询和撰写的每一个环节，无不得到导师的悉心指导和帮助。导师渊博精深的知识、独特的见解和敏锐的洞察力，都让我终身受益，再次感谢周老师为我所作的一切特别感谢感谢所有参加论文评审的各位老师，感谢你们在百忙之中对我论文给予批评指正还要要感谢跟我同一个课题组的何顺义同学，一年多以来，我们互相帮助，共同探讨，共同进步。同时感谢所有的师兄弟、师妹们在生活和学习上对我的关心、帮助和支持，和大家一起讨论问题的时光总是那么美好。

在论文撰写期间，我要感谢许多让我分享他们宝贵经验和知识的导师及实验室的同门们。他们为我论文的完成提出了许多宝贵建议及真知灼见。与此同时，我还要感谢帮助过我的同门们，他们给我提出了许多宝贵的意见，激发了我写作的灵感，在此表示最深的谢意。

最后，我要感谢我的父母和亲人。正是由于他们无私奉献和一贯的支持与鼓励，才使我有信心和毅力完成全部的学业。

2.单片机步进电机报告篇二

步进电机是开环伺服系统的执行元件,它将脉冲信号转换成直线或角位移,具有较好的控制性能,其启动、停车、反转及其它任何运行方式的改变都可在少数脉冲内完成,且可获得较高的控制精度,因此在经济型数控机床及自动化设备中得到了广泛的应用。目前,步进电机的控制方法是多种多样的,有传统方式的,也有采用PLC控制的,而单片机是介于工控计算机和可编程控制器之间的一种新型控制器,它控制功能强,灵活性和适应性好,成本低廉,正逐渐成为步进电机的主要控制装置,使电机的控制方式由模拟控制逐渐让位于以单片机为核心的数字控制。

本文具体讨论了由单片机实现的步进电机的速度调节问题,并结合实例给出实现的方法。

1 脉冲分配控制

利用单片机控制实现脉冲分配的方法有两种:软件法和硬件法。

软件法完全利用软件方式,按照给定的通电换相顺序,通过单片机的I/O口向驱动电路发出控制脉冲。如图1是用这种方法控制四相步进电机的硬件接口例子。利用8051系列单片机的P1.0—P1.3这4条I/O线,向四相步进电机传送控制信号。

设四相八拍工作方式通电换相的相序为A-AB-B-BC-C-CD-D-DA,共8个状态。如果P1口输出的控制信号中,用“0”和“1”分别代表绕组通电和断电,则可用8个控制字来对应这8个状态。在程序中,只要依次将这8个控制字送到P1口,每送一个控制字,就完成一拍,步进电机转过一个步距角。程序就可根据这个原理来设计。

软件法在控制电机运行过程中,要占用大量的CPU时间,可能使单片机无法同时进行其他工作,所以我们更愿意采用硬件法。

硬件法实际是采用脉冲分配器芯片来进行通电换相控制。这里采用8713芯片来实现对步进电机的控制。8713芯片属单极性控制,可实现三相步进电机的单三拍、双三拍、六拍控制;四相步进电机的单四拍、双四拍、八拍控制;还可以选择单、双时钟输入;具有正反转控制、初始化复位、工作方式和输入脉冲状态监视等功能;采用4-18V直流工作电源,输出电流为20m A.

8713芯片有16个引脚,各引脚的功能如下表所列:

8713芯片与单片机的接口如图2所示。本例选用单时钟输入方式,3脚为步进脉冲输入端,4脚为转向控制端,这两个引脚的输入均由单片机提供和控制。选用四相八拍控制方式,所以5、6、7脚均接高电平。

采用硬件脉冲分配器后,单片机只需提供步进脉冲和转向控制,脉冲的分配工作交给了8713芯片来完成,因此,CPU的负担减轻了许多。

2 步进电动机的速度控制

步进电机速度的控制是通过控制单片机发出的步进脉冲的频率来实现。对于软件脉冲分配方式采用调整两个控制字之间的时间间隔来实现调速;对于硬件脉冲分配方式则采用定时中断方式来调整脉冲频率从而实现调速。

根据以上所述,控制步进电机速度的方法有两种。

(1)软件延时法:通过调用标准的延时子程序,改变两控制字之间延时时间来实现。采用软件延时方法实现速度调节的优点是程序简单,思路清晰,不占用硬件资源,缺点是CPU的等待时间过长,占用大量机时,因此没有实用价值。

(2)定时器中断法。以8051单片机为例,在中断服务子程序中进行脉冲输出操作,调整定时器的定时常数就可实现脉冲频率的调整,从而实现调速。这种方法占用CPU时间较少,容易实现,是一种比较实用的调速方法。下面简单说明这种调速方法的应用。

假定8051单片机晶振频率为12 MHz,使用定时器T0,设定T0工作在模式1(16位定时/计数器)。今要求它能定时地发出步进脉冲,其定时中断产生的脉冲序列的周期(即步进电机的脉冲间隔)假定为20 000 s,则可算出所对应的定时常数为B1E0H,CPU相应的程序如下:

主程序:

MOV TMOD,#01H;设T0取工作模式1。

MOV TH0,#0B1H;装入定时常数高8位。

MOV TLO,#0E0H;装入定时常数低8位。

SETB TR0;启动T0定时。

SETB ET0;允许T0中断。

SETB EA;允许CPU中断。

$;CPU等待T0的定时到。

中断服务程序:

CLR ET0;关T0中断。

CALL I_STEP;控制电机走一步(调用脉冲发生子程序)。

RETI;T0中断返回。

这里,脉冲发生子程序就省略了。

只要改变T0的定时常数,就可实现步进电机的调速。这种方法既需要硬件(T0定时器)又需要软件来确定脉冲序列的频率,是一种软硬件相结合的方法,缺点是占用了一个定时器。但在比较复杂的控制系统中常采用这种方法,这样可以提高CPU的利用率。

3 步进电动机的加、减速控制

步进电机启动时如果一次将速度升到给定速度,由于启动频率超过极限启动频率fq,会发生失步现象,而到终点时若突然停下,由于惯性作用,又会发生过冲现象而影响定位精度;若缓慢升降速,又会影响执行机构的工作效率。所以对步进电机的加减速要严格控制,在保证不失步和过冲的前提下,用最快的速度移动到指定位置。

3.1 升降频方法

步进电机常用的升降频控制方法有3种:

(1)直线升降频。如图3所示。这种方法是以恒定的加速度进行升降,平稳性好,适用于速度变化较大的快速定位方式。加速时间虽然长,但软件实现比较简单。

(2)指数曲线升降频。如图4所示,这种方法是从步进电机的矩频特性出发,根据转矩随频率的变化规律推导出来的。它符合步进电机加减速过程的运动规律,能充分利用步进电机的有效转矩,快速响应性能较好,升降时间短。

(3)抛物线升降频。如图5所示,抛物线升降频将直线升降频和指数曲线升降频融为一体,充分利用步进电机低速时的有效转矩,使升降速的时间大大缩短,同时又具有较强的跟踪能力,这是一种比较好的方法。

3.2 实现方法

步进电机在升降频过程中,用软件方法来控制两个脉冲时间间隔来实现频率的变化控制,具体有两种方法:

(1)递增/递减一定值。如线性升降频,两脉冲频率的差值∆f=|fi-fi-1|是相等的,其对应的时间增量∆f也是相等。时间的计算若采用软件延时的方法,可先设置一个基本的延时单元Te,不同频率的脉冲序列可由Te的不同倍数产生。设起动时所用频率对应的时间常数为t Ne以后逐次递减∆t(设∆t=t M),直到等于运行频率所对应的时间(t Re)为止。这种方法编程简单,节省内存。时间计算也可采用定时中断的方法,可将定时常数逐次递增/递减一定值,实现升降频控制。因其定时不是连续的,所以升降速曲线不是一条直线,而是折线,但可近似看成直线。

(2)查表法。为了对步进电机实现最佳升降频控制,缩短电机的升降频时间,可从步进电机矩频特性出发进行分析。由步进电机的矩频特性(见图6)可知,转矩M是频率f的函数,它随着f的上升而下降,所以它呈软的特性。当频率较低时,转矩M较大,对应的角加速度dω/dt也较大,所以升频的脉冲频率增加率df/dt应取得大一些;当频率较高时,转矩M较小,dω/dt也较小,此时,升频的脉冲频率增加率df/dt应取小一些,否则,会由于无足够的转矩而失步。因此,根据步进电机的矩频特性,可以看出:在步进电机的升频过程中,应遵循“先快后慢”的原则。按此要求,从开始升频到升至fb之间,按最佳升频要求的频率取出f1,f2,f3,……,fn并将它们所对应的脉冲间隔时间t1,t2,……,tn,依次存于内存的一个数据区,如表1所示(称阶梯频率表)。

考虑到步进电机的惯性作用。在升速过程中,如果速率变化太大,电机响应将跟不上频率的变化,出现失步现象。因此,每改变一次频率,要求电机持续运行一定步数(称阶梯步长),使步进电机慢慢适应变化的频率,从而进入稳定的运行状态。根据最佳升降频控制规律,可推出步进电机的“频率-步长”关系曲线如图7所示。

这样,升频时除需将阶梯频率表存于内存的一个数据区内外,还需建立另一个数据区,用来存放阶梯步长(如表2所示)。在升频过程中,可用查表的方法,分别得到fi=(ti)和所对应的△Li,实现升降频控制。软件上的具体做法是:将fi(ti)和△Li在EPROM中交替存放(如表3所示),程序执行时按顺序取数,每次取出一个频率和该频率对应的步长。

减速时也采用与加速时相同的方法,只不过其过程是加速时的逆过程。

详细的步进电机升降频软件流程如图8所示

4 结束语

利用单片机可方便地实现对步进电机的速度和位置进行控制,可靠地实现各种步进电机的操作,完成各种复杂的工作。它是一种先进的工业自动化设备,可广泛地应用在经济型机床以及其他自动化设备中。本文提出的步进电机的速度调节方法,成功地应用在多种经济型数控机床上。实践表明:只要选用了适当的升降频便可提高机床的定位精度、改善运动部件的平稳性、缩短步进电机的启停时间、提高劳动生产率。

参考文献

[1]王晓明.电动机的单片机控制[M].北京:北京航空航天大学出版社,2002.

[2]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,1992.

[3]沈得金,陈粤初.MCS-51系列单片机接口电路与应用程序实例[M].北京:北京航空航天大学出版社,1992.

3.单片机步进电机报告篇三

单片机灵活、价低的特点，非常适合在控制步进电机方面使用。步进电机的停止位置与转速主要取决于脉冲数与脉冲信号频率，然而却对其负载的变化没有影响。所以，对于步进电机来说，在额定负载的影响下，其不存在累计误差。因而，也正是由于这个特点，单片机控制步进电机系统广泛的应用于数控机床、机器人等领域。智能家居是当前比较前沿的科学概念。智能家居将成为未来人类起居生活的发展趋势之一。使用步进电机对智能家居中的窗帘进行控制具有可行性、低成本以及便捷性等特点。本文将从控制系统的硬件电路设计和系统软件调试两方面进行研究，并最后通过ZigBee无线网络、以太网技术实现窗帘控制系统与家庭网关相连，从而形成完整、可远程操控的智能家居系统。

2 单片机控制步电系统的硬件设备

步电系统的运行机理。步电系统是通过转化电子脉冲信号，使之成为线距差和角距差通过控制的关键控制元件。通常情况下，在负荷低于设定值的时候，步电系统的电子脉冲信息的速率以及数量控制了转动的速度和停止运行的具体位置。换句话说，一个电子脉冲信息对于步电系统就相当于转动了一个步的距离。这样就意味着，可以通过精准的设定电子脉冲的数量来达到控制系统精准转停位置的目的。通电换相来实现控制步进电机正转和反转的目的。单片机发动到步进电机中步进电机的速度与位移主要是取决于脉冲的频率和个数。在这里，脉冲数愈大，这种情况下，那么位移相应的就愈大。同时频率愈大。步进电机转动的速度就越快。在实际的智能家居控制中，要选择合适的位移和速度来对智能家居进行控制。

控制系统的设计。步进电机控制系统的关键在于单片控制和中断的设置。整体的单片机控制步进电机设计。控制系统通过设备初始化，将控制信号是否达到作为判断标志。当控制信号到来时候，决定步进电机的正转或者反转。外部中断1则是强制命令步进电机正转。最后，当步进电机转到一定的程度后，就介绍，并告知用户，已经窗帘已经到达预期位置。

单片机模块。出于系统运转的需要，将89C52单片机设计成整个系统的关键制控组件是十分必要的。89C52单片机是一种超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，选择89C52单片机可以降低设计成本，提高了操作性能。这个元件应用了存储制造工艺加工而成，具有密度高不易损失的特点，尤其是与行业标准MCS-51命令组合和外输管件相匹配。P1口八位作为与LCM1602的数据段相连接，P2.5，P2.6，P2.7与液晶屏的RS，RW，EN相连接，控制液晶显示屏。P3口的高四位与四个独立按键相连接，读取独立按键输入的信号。P3.2口和与门74LS21相连接，使得四个独立按键任一个按键按下都会产生中断。P2.0，P2.1，P2.2分别与L297的EN，CW，CLOCK相连接，由单片机输出的信号控制L297中A，B，C，D四个输出端口的高低电频，从而由L298的四个输出端OUT1，OUT2，OUT3，OUT4的高低电频控制步进电机的转动。单片机的电路图在protel中绘制如下。

步电系统运行实验。在这个实验中，步电系统的驱动设备应用了L297+L298的优秀电子线路技术，具有外观简洁，运转性能优良稳定的特性。L297和L298组合模块是为驱动步电系统而特别创制的，其中L298是双H式驱动设备，其内在的功率输出元件被密封在一个独立的石英单片上，同时，由于使用的是一样的制造技术，这就造成了它的性能指标具有惊人的同一性，运转起来非常稳定。

电动机可由半阶梯、正常和斩波驱动模式驱动，并且设于晶片内的PWM斩波线路准许通过开关对电流进行控制。该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http：//www.ems86.com总第539期2014年第07期-----转载须注名来源在这里，这一个器件仅仅需要输入信号、模式、方向、时钟等几个部分即可。相位主要是来自于内部，所以能够在很大程度上降低微处理机和程序设计的工作量。

LCD显示模块。液晶显示器具有轻便、小体积、低能耗的优点，这使得它能广泛的应用于微型显示设备以及需要低耗能设备的系统当中。本设计显示模块采用是长沙太阳人电子有限公司生产的SMC1602 LCM。其中EN，RW和RS三个引脚分别于单片机的P2.5，P2.6，P2.7三个口相连接，八个数据口分别与单片机P1口得八个数据端口相连接。

3 软件调试

通过使用proteus7进行仿真，可以看到将原理图按照正确的顺序连接在一起，和设计程序一并送人仿真软件中，顾名思义，仿真就是用模拟的元器件代替实物进行实物器件所要执行的功能，通过正确的程序处理，我们希望得到的仿真结果是设计所需要的那样。

利用Zigbee无线模块与TTL/RS232电平转换电路进行串口通信，最终接受家庭网关的指令，在此基础上，并利用主控制器的调节完成开闭继电器等相关工作。

4 Zigbee模块与家庭网关的通信

本模块采用51单片机为主控器，通过TTL/RS232电平转换电路与Zigbee无线模块进行串口通信，从而接受家庭网关的指令。进而通过主控制器的控制实现对继电器开闭的操作。具体可以通过下面的步骤进行：SCON=0x50； /*模式 1，接收使能*/TMOD|=0x20； /*定时器 1，方式 2*/ TH1=0xFD； /*波特率 9600*/ TL1=0xFD； TR1=1； /*启动定时器 */EA =1； /*打开总中断*/ES =1； /*打开串口中断*/ 初始化串口后，利用C51中的printf（）函数将数据发至串口，在此基础上，利用读SBUF寄存器的方式自串口得到相应的信息。利用串口通信可以完成远程或局域网控制窗帘的开关。外部中断中单片机的初始化如下：SCON =0x50； /*模式 1，接收使能*/TMOD |=0x20； /*定时器 1，方式 2*/ TH1 =0xFD； /*波特率设置为 9600*/ TR1 = 1； EA=1； /*全局中断开*/ EX0=1； /*外部中断 0 开*/IT0=0； /*电平触发*/EX1=1； /*外部中断 1 开*/IT1=0； /*电平触发*/ES=1； /*打开串口中断*/初始化结束，能够依次利用2个外部中断命令对其正反转进行调节，利用这种方式，最终达到手动控制窗帘的目的。

综上所述，本文通过对单片机控制步进电机的研究，分析了其在智能家居中窗帘中的应用。通过以智能家居控制系统为平台，将单片机控制步进电机的子系统接入主系统中。从而实现用户对家居窗帘的智能控制。虽然，在整体的设计上，已经实现了智能家居窗帘控制的基本功能，但是鉴于人力和时间等限制，不可否认该系统还有许多不完善的地方。下一步的工作重心在于测试系统的稳定性，从程序的鲁棒性和硬件封装等方面进行思考和改进。

4.单片机步进电机报告篇四

随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中，其在各个国民经济领域都有应用。研究步进电机的控制系统，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。步进电机是将电脉冲信号变换成机械角位移的一种装置，每个脉冲使转轴步进一个步距角增量，输出角位移与输入脉冲数成正比，转速与输入脉冲成正比，转速与输入脉冲频率成正比。

步进电机的控制方式简单，属于开环控制，且无累积定位误差，有较高的定位精度，而PLC作为一种工业控制微机，是实现电机一体化的有力工具，因此基于PLC的步进电机控制技术已广泛用于数字定位控制中。本控制系统的设计，由硬件设计和软件设计两部分组成。其中，硬件设计主要包括步进电机的工作原理、步进电机的驱动电路设计、PLC的输入输出特性、PLC的外围电路设计以及PLC与步进电机的连接与匹配等问题的实现。软件设计包括主程序以及各个模块的控制程序，最终实现对步进电机转动方向及转动速度的控制。本系统具有智能性、实用性及可靠性的特点。

本文主要介绍了西门子S7-200在步进电机控制方面的应用。

关键词：步进电机、PLC、西门子S7-200

1.概述...........................................................................................................................1 2.硬件设计.....................................................................................................................2 2.1控制要求..........................................................................................................2 2.2选择PLC型号................................................................................................2 2.2.1 I/O点数的估计..................................................................................3 2.2.2 用户存储器容量的估算.....................................................................3 2.2.3 CPU功能与结构的选择....................................................................3 2.2.4机型选择..............................................................................................4 2.3 系统设计流程示意图....................................................................................4 2.4 I/O分配表.......................................................................................................5 2.5 I/O接线图.......................................................................................................5 3.软件设计....................................................................................................................6 3.1设计梯形图.....................................................................................................6 3.3.1 梯形图编程语言概述.........................................................................6 3.3.2 梯形图指令程序................................................................................6 3.2设计指令表......................................................................................................8 4.调试..........................................................................................................................10 5.结束语.......................................................................................................................11 6.参考文献...................................................................................................................12

1.概述

在电气信息时代的今天，电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。无论是在工农业生产还是在日常生活中的家用电器，都大量地使用着各种各样的电动机。因此对电动机的控制变得越来越重要了。电动机的控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术、微机应用技术的最新发展成就。正是这些技术的进步使电动机控制技术化。

步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，其原理是通过对它每相线圈中的电流和顺序切换来使电机作步进式旋转。驱动电路由脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。通俗地说：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的。同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

PLC全称可编程控制器，是在电器控制技术和计算机技术的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微机处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。随着PLC性价比的不断提高，其应用领域还将不断扩大。PLC对步进电机具有良好的控制能力,利用其高速脉冲输出功能或运动控制功能,即可实现对步进电机的控制。利用PLC控制步进电机,其脉冲分配可以由软件实现,也可由硬件组成。

2.硬件设计

2.1控制要求

在步进电机单元完成本实验。

使用移位寄存器指令，可以大大简化程序设计。移位寄存器指令所描述的操作过程如下，若在输入端输入一串脉冲信号，在移位脉冲作用下，脉冲信号依次移位到各个寄存器的内部继电器中，并将这些内部继电器的状态输出，每个内部继电器可在不同的时间内得到由输入端输入的一串脉冲信号。

图2.1 步进电动机控制的模拟实验面板图

2.2选择PLC型号

选择合适的机型是PLC控制系统硬件配置的关键问题。目前，国内外生产PLC的厂家很多，不同的厂家的PLC场频随谈基本功能相似，但有些特殊功能、价格、服务及使用的编程指令和编程软件都不同。而同一厂家生产的PLC产品又有不同的系列，同一系列中又有不同的CPU型号，不同系列、不同型号的。因此，如何选择合适的机型至关重要。

PLC的选择主要应从PLC 的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模 2

块、通信联网能力等方面加以综合考虑。PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下,力争最佳的性能价格比。选择时应主要考虑到合理的结构型式,安装方式的选择,相应的功能要求,响应速度要求,系统可靠性的要求,机型尽量统一等因素。

2.2.1I/O点数的估计

I/O点数是PLC的一项重要指标.合理选择I/O点数计可使系统满足控制要求,又可使系统总投资量最低。PLC的输入输出总点数和种类应根据被控对象所需控制的模拟量、开关量等输入/输出设备情况来确定，一般一个输入/输出元件要占用一个输入/输出点。考虑到今后的调整和扩充，一般应在估计的总点数上再加上20%到30%的备用量。

2.2.2 用户存储器容量的估算

PLC常用的内存有EPROM、EEPROM和带锂电池供电的RAM。一般微型和小型PLC的存储容量是固定的，介于1-2KB之间。用户应用程序占用多少内存与许多因素有关，如I/O点数、控制要求、运算处理量、程序结构等。因此在程序设计之前只能粗略的估算。

2.2.3 CPU功能与结构的选择

PLC的功能日益强大，一般PLC都具有开关量逻

辑运算、定时、计数、数据处理等基本功能，有些PLC还可扩展各种特殊功能模块，如通信模块、位置控制模块等，选型时可考虑以下几点：

1）功能与任务相适应

2）PLC的处理速度应满足实时控制的要求 3）PLC结构合理、机型统一 4）在线编程合理和离线编程的选择

2.2.4机型选择

综上所述，可知本次步进电动机控制的模拟中PLC型号选择：I/O点数的统计：输入1点（SD）；输出4点（A、B、C、D），控制步进电机。SD为启动按钮。估计PLC用户程序长度：为I/O点数的（10-20）倍，选用S7-200 CPU226 CN AC/DC/RLY输出的PLC即能满足要求。

2.3 系统设计流程示意图

图2.2 系统设计流程图

2.4 I/O分配表

表2.1 I/O分配表

2.5 I/O接线图

图2.3 I/O接线图

3.软件设计

3.1设计梯形图 3.3.1 梯形图编程语言概述

梯形图(LAD)是与电气控制电路图相呼应的图形语言。它沿用了继电器、触点、串并联等术语和类似的图形符号，并简化了符号，还增加了一些功能性的指令。梯形图是融逻辑操作、控制于一体，面向对象的、实时的、图形化的编程语言。梯形图信号流向清楚、简单、直观、易懂，很适合电气工程人员使用。梯形图（LAD）在PLC中使用得非常普遍，通常各厂家，各型号PLC都把它作为第一用户语言。

3.3.2 梯形图指令程序

3.2设计指令表

指令语句表（STL）使用助记符来表达PLC的各种控制功能的。它类似于计算机的汇编语言，但比汇编语言直观易懂，编程简单，因此也是应用很广泛的一种编程语言。这种编程语言可使用简易编程器编程，但比较抽象，一般于梯形图语言配合使用，互为互补。目前，大多数PLC都有语句表编程功能，但各厂家生产PLC的语句表（STL）所用的助记符互不相同，不能兼容。

Network 1 // 网络标题

LD T40 EU SHRB M0.0, M20.0, +4

Network 2 LD M20.4 ON I0.0 R M20.0, 4

Network 3 LD M20.3 ON I0.0 R M0.1, 1

Network 4 LD M20.0 S M0.1, 1 Network 5 LD I0.0 AN M0.1 = M0.0 Network 6 LD I0.0 AN T41 TON T40, +1

Network 7 LD T40 TON T41, +1

Network 8 LD M20.0 = Q0.0

Network 9 LD M20.1 = Q0.1

Network 10 LD M20.2 = Q0.2

Network 11 LD M20.3 = Q0.3

4.调试

步进电机的控制系统由可编程控制器和步进电机功率驱动器组成，控制系统中PLC用来产生控制脉冲；通过PLC编程输出一定数量的方波脉冲，控制步进电机的转角；同时通过编程控制脉冲频率。

在输入端输入一串脉冲信号（1000），在移位脉冲作用下，此脉冲信号依次移位（1000-0100-0010-0001-1000-…...）至各个寄存器的内部继电器（Q0.0-Q0.1-Q0.2-Q0.3-Q0.0-……）中，并将这些内部继电器的状态输出（LED灯A亮-B亮-C亮-D亮-A亮-……）。

若将梯形图网络三中复位指令的指令操作数M0.1改为M0.2或M0.3，各个寄存器的内部继电器的状态输出将发生改变（1000-0100-0010-0001，即A亮-B亮-C亮-D亮），不会循环移位；

若将梯形图网络四中置位指令的指令操作数M0.1改为M0.2或M0.3，各个寄存器的内部继电器的状态输出将发生改变（1000-1100-1110-1111，即A亮-AB亮-ABC亮-ABCD亮），不会循环移位。

5.结束语

这次课程设计我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在查找资料的过程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，认识了将来电子的发展方向，使自己在专业知识方面和动手能力方面有了质的飞跃。

课程设计是对学校所学知识的全面总结和综合应用，对所学知识理论的检验与总结，能够培养和提高设计者独立分析和解决问题的能力。

在不断的努力下我的课程设计终于完成了。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识太理论化了，面对单独的课题的是感觉很茫然。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。

不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。

在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。

总之，通过这次课程设计大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富，使我终身受益。

6.参考文献

5.电机实习报告篇五

三相交流异步电动机实习报告

摘要：三相交流异步电机在人们生活生产中使用广泛，为此我们要深刻、细致的了解三相交流异步电机的原理及构造。所以要进行电机拆装实习。本报告讲述电机拆装的详细过程及在此过程中需要注意的事项，也涉及了一些三相交流异步电机的常见问题及维修方法，并阐述关于本次实习的心得。

关键词：三相交流异步电机原理拆卸安装漆包线问题及维修

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三相交流异步电机实习报告

前言...................................................................................................3

三相交流异步电机基本工作原理.....................................................3 正文...................................................................................................4

三相异步电机绕线原理图...............................................................4 三相异步电机的拆卸.....................................................................4 电机的组装...................................................................................6 摇表（兆欧表）的使用..................................................................6 三相交流异步电机的测试...............................................................6 三相交流异步电机常见问题及修理.................................................6 结论...................................................................................................8 参考文献.............................................................................................8

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三相交流异步电机实习报告

前言

三相交流异步电机是工农业生产中最常见的电气设备，其作用是把电能转换为机械能。其中用得最多的是鼠笼型异步电机，其结构简单，起步方便，体积较小，工作可靠，坚固耐用，制造所需材料少并且维修方便，所以三相交流异步电机的使用非常广泛。三相交流异步电机基本工作原理

(1)当三相异步电机接入三相交流电源(各相差120度电角度)时，三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势（定子旋转磁动势）并产生旋转磁场，该磁场以同步转速n0沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转。(2)该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体(转子绕组是闭合通路)产生感应电动势并产生感应电流（感应电动势的方向用右手定则判定）。

(3)根据电磁力定律，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。载流的转子导体在定子产生的磁场磁场中受到电磁力作用(力的方向用左手定则判定)，电磁力对电机转子轴形成电磁转矩，驱动电机转子沿着旋转磁场方向旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。由于没有短路环部分的磁通比有短路环部分的磁通领先，电机转动

方向与旋转磁场方向相同。

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三相交流异步电机实习报告

正文

三相异步电机绕线原理图

三相异步电机的拆卸1、2、3、4、5、切断电源

拆去电源盒内的电源接线

卸下前端盖螺丝，用垃具将前端盖慢慢拉出，卸下。

卸下后端盖螺丝，用橡胶锤敲击后端盖，待后端盖螺丝固定的三个突出的部分露出，用橡胶锤击打脱落。慢慢拔出电机转子，电机拆卸完毕。

注意事项：卸螺丝时要三个螺丝每个拧下几圈，按一定的方向慢慢拧动，不可一次卸出。

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三相交流异步电机实习报告

电动机的嵌线

1、绕线

实训用电机为24槽，故每相应有4个线圈，由于槽大小及实训人员技术限制，每个槽中放置50匝线圈。用绕线机绕线之前应该先向漆包线套上3个绝缘套，保证每两个线圈之间要有一个绝缘套。根据电机规格算出每个线圈的周长，为保证线圈的周长需要绕线机两半圆轮直径保证在125±3mm距离。根据以上方法及数据将电机3相线圈绕好。

2、嵌线

在向槽里嵌线之前，应该在每个槽中铺上绝缘纸，避免漆包线有破损部分与定子接触发生短路。并且要用一张大的光滑纸铺到定子内部避免绝缘线嵌入时与定子摩擦划破绝缘皮。

嵌线时要保证跳线、每项漆包线两端在电机前端。嵌线按照一定的顺序嵌下，嵌线循序应该先嵌入每相的第一个线圈的一侧，并且先下被压着的一侧，即首先嵌下6号侧，然后依次是8号、5号、10号、7号、12号、9号、14号、11号、16号、13号、18号、15号、20号、17号、22号、19号、24号、21号、2号、23号、4号、1号、3号。嵌线时未嵌入的绝缘线要与定子用光滑纸隔起来，即，嵌线时要在大光滑纸两对折边之间嵌入槽内。

下线之后，用兆欧表测试有没有短路的地方，分别测试每两个线端之间的电阻，A、X，B、Y，C、Z，之间电阻应为零，如果测试电阻无限大，说明漆包线有断路的地方，要找出短路地方，处理。其他端的电阻应该是无限大，如测得电阻为零，说明个相线圈之间有短路地方，找到短路地点进行处理。再次测量，直至合格为止。漆包线嵌入槽内后，将条形绝缘纸插入槽内，挡住槽的开口，避免漆包线脱出。最后向槽内插入薄竹片，彻底挡住槽的开口。同时薄竹片也使绝缘线更加紧凑，避免电机转动时震动使漆包线脱落，被转子磨损，造成短路。

3、漆包线的连接及整理

将漆包线的X、Y、Z端轻轻用刀片刮去绝缘漆，连在一起，与电源接线盒的一个借口相连。分别用刀片刮去A、B、C端的绝缘漆，套上绝缘套，分别与电源盒3个接线口相连。再用兆欧表分别测A、B、C之间电阻，如有电阻无限大两端，说明X、Y、Z三端接触不良，检查，处理，直至合格，在进行下一项操作。

用橡胶锤轻轻敲击漆包线，使漆包线向外微微张开，保证转子装入时不会碰到漆包线。然后在各圈漆包线接触的地方放上圆弧形绝缘纸片，保证在电机转动时产生振动不会使线的绝缘皮磨破发生短路。最后用棉线穿入线圈空隙，捆紧，起到固定绝缘纸的作用。

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三相交流异步电机实习报告

电机的组装

先装好电机后盖，拧紧螺丝时要将三个螺丝按照一定顺序，慢慢拧紧。然后装入转子，将轴对准后盖的孔放入，用橡胶锤敲击，直至完全转子轴承完全进入后盖。最后装前盖，前盖装入时，用橡胶锤轻击，使插入螺丝的地方与定子对准，拧紧螺丝，方法与拧后盖时相同。摇表（兆欧表）的使用

1、兆欧表头检查

测量前先将摇表进行一次开路和短路试验，检查摇表是否良好。试验时先将摇表两测量连接线开路，摇动手柄，指针应指在“∞”位置，然后将两连接线短路一下，轻轻摇动手柄（注意时间不可太长，转速不可太快，以免烧坏表头），指针应指向“0”，否则说明摇表有故障，需要检修

2、测量准备工作

被测对象的表面应清洁、干燥，以减小误差。在测量前必须切断电源，并将被测设备充分放电，以防止发生人身和设备事故以及得到精确的测量结果。

三相交流异步电机的测试

在实习导师的指导下进行连线，与电源线相连，慢慢升高电压，记录电机启动电压。

三相交流异步电机常见问题及修理

1、电源电压偏高，激磁电流增大，电机会过分发热，过分的高电压会危机电机的绝缘，使其有被击穿的危险。电源电压过低时，电磁转矩就会大大降低，如果负载转距没有减小，转子转数过低，这时转差率增大造成电动机过载而发热，长时间会影响电动机的寿命。当三相电压不对称时，即一相电压偏高或偏低时，会导致某相电流过大，电动机发热，同时转距减小会发出“翁嗡”声，时间长会损坏绕组。总之无论电压过高过低或三相电压不对称都会使电流增加，电机发热而损坏电机。所以按照国家标准电动机电源电压在额定值±5%内变化，电机输出功率保持额定值。电机电源电压不允许超过额定值的±10%，;三相电源电压之间的差值不应大于额定值的±5%。

电机绕组中相邻两条导线之间的绝缘损坏后，使两导体相碰，就称为绕组短路。发生在同一绕组中的绕组短路称为匝间短路。发生在两相绕组

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2、三相交流异步电机实习报告

之间的绕组短路称为相间短路。不论是那一种，都会引起某一相或两相电流增加，引起局部发热，使绝缘老化损坏电机。出现绕组短路时，短路点在槽外修理并不难。当发生在槽内，如果线圈损坏不严重，可将该槽线圈边加热软化后翻出受损部分，换上新的槽绝缘，将线圈受损的部位用薄的绝缘带包好并涂上绝缘漆进行烘干，用万用表检查，证明已修好后，再重新嵌入槽内，进行绝缘处理后就可继续使用，如果线圈受损伤的部位过多，或者包上新绝缘后的线圈边无法嵌入时，只好更换新的绕组。

3、三相异部电机在运行过程中，断一根火线或断一相绕组就会形成缺相运行(俗称单相)，如果轴上负载没有改变，则电机处于严重过载状态，定子电流将达到额定值的二倍甚至更高，时间稍长电机就会烧毁。在各行业中，因缺相运行而烧毁的电动机所占比重最大。一般电机缺相是由于某相熔断器的熔体接触不良，或熔丝拧的过紧而几乎压断，或熔体电流选择过小，这样通过的电流稍大就会熔断，尤其是在电机起动电流的冲击下，更容易发生熔体非故障性熔断。只要能及时发现，对电机不会造成大的危害。为了预防电机出现缺相运行，除了正确选用和安装低压电器外，还应严格执行有关规范，敷设馈电线路，同时加强定期检查和维护。

电机的接地装置。电机接地是一个重要环节，有时往往忽视了这一点，因为电机不明显接地也可以运转，但这给生产及人身安全埋下了不安全隐患。因为绝缘一旦损坏后外壳会产生危险的对地电压，这样直接威胁人身安全及设备的稳定性。所以电机一定要有安全接地。所谓的电机接地就是将电气设备在正常情况下不带电的某一金属部分通过接地装置与大地做电气连接，而电机的接地就是金属外壳接地。这样即使设备发生接地和碰壳短路时电流也会通过接地向大地做半球形扩散，电流在向大地中流散时形成了电压降，这样保证了设备及人身安全。

4、综上所述，为了能采用正确的方法进行电动机的故障修理，就必须熟悉电机常见故障的特点及原因，才能少走弯路，节省时间，尽快地将故障排除，恢复电机故障，使电动机处于正常的运转状态。做好电机的定期检查和维护工作，也是保证电机安全运行，延长寿命的有效措施之一。

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三相交流异步电机实习报告

结论

经过几天的电机实习，对电机有了更深的了解，尤其是对电机的维修及养护方面了解更深。再制造电机时，应该严格按照加工流程制作。漆包线绝对不能与定子接触。电机损害有很大一部分是由于制造的时候没有严格按照流程操作导致的。所以在电机制造的时候要用心去保证电机质量。操作电机时，操作不当也会引起电机的损坏或是使用寿命减少，操作电机时，要保证电压不能长时间超过电机的额定电压，负载不能长时间超过电机的额定负载。电机的损坏大部分是由于人为因素引起的，所以制造人员或是操作人员都应该严格遵守电机的制造或使用规定。把电机的损坏降到最低。

参考文献1、2、3、邱阿瑞.电机与拖动基础（少学时）.北京：高等教育出版社朱思照，陈长禄.电机维修图解.山西：山西科学技术出版社季杏法.小型三相异步电动机技术手册.北京：机械工业出版社

6.船舶电机员见习报告篇六

作为一名见习电机员，在“xx轮”见习一段时间后，有幸于2013年6月22日到“xx轮”继续见习。见习期间严格要求自己，学习内容总结具体如下：

一．职责

通过对SMS体系文件的学习，使我了解了电机员在船的主要职责：在轮机长领导下,负责全船电机、电气设备的“管”、“用”、“养”、“修”技术管理工作，使其保持良好的技术状态，保证船舶在任何情况下满足供电的需要，并对全船安全用电有监督指导之责；认真的贯彻执行上级颁布的有关船舶安全生产和“管”、“用”、“养”、“修”等各项规章制度,安全操作规程；对全船的应急安全设备按SMS文件规定进行试验、检查，做好记录，按照pMS系统内的计划完成每月的维护保养项目；船舶进厂修理时开好修理单，报轮机长审核；当船舶进出港或过狭水道，“备车”航行时，在机舱或轮机长指定的岗位值班；船舶的电气物料和备件要做好消耗和申领记录，定期清点，及时的提出申领计划等。

二．主要设备

“xx轮”是一艘自动化程度很高的船舶，包括自动电站，主机遥控，集中报警，锅炉，舵机等自动化，应急和安全设备。对船上主要设备的熟悉总结有以下几点：

1.自动电站

本船电站是由三台发电机（HYUNDAI HFC7 502-64E 400V/50HZ/640KW/1000转/min），一台应急发电机(东风康明斯 UCM274G13 400V/ 50HZ/120KW/1500转/min)，主配电板(TERASAKI MS-21)，应急配电板(TERASAKI ES-21)，充放电板（广州璟涛 CHp-1），分配电板，岸电箱，高压岸电装置（TERASAKI HVSCp），以及自动控制单元（TERASAKI GAC-21）组成。

（1）自动控制单元

本船采用寺崎株式会社GAC-21型基于pLC控制的发电机自动控制系统，实施对电站与负载进行监控和管理。系统可粗略的分为三块：手动控制块，信号传输块和GAC—21主机。主要功能有：发电机组的自动启停控制，自动并车解车操作，并联运行中功率自动分配、转移与电网频率的自动调整，大负荷功率投入管理，发电机组机电故障的自动处理，发电机组自动、故障状态下解列、停机控制，运行状态显示及故障监视，发电机保护等。当发电机机旁启动选择开关打到自动位置时，操作发电机屏上的控制面板能实现自动启动，自动停止，自动并车，自动解车功能。当单台发电机运行时，如果功率超过额定功率的88%（563kw），开关在自动位置的第一备用发电机自动启动并车运行；并车运行时,如果轻载抑制开关打到关的位置,总功率低于单台发电机额定功率的70%(448kw)时则自动解车；当运行中的发电机出现故障时，能够自动启动备用机组转移负荷后分闸故障机组。需要注意的是，在并联运行发电机中，其模式选择开关必须设定在同一模式，可以都在自动模式也可以都在手动模式。

（2）发电机

发电机有三种启动方式：自动启动，机旁启动，启动电磁阀启动。安保系统的控制电源是DC24V,并由两路供电，一路是主电路经交、直整流器整流供电，另一路由充放电板供电，在集控台上设有应急停止按钮。每季度对辅机进行安保测试，测试项目有：超速，滑油低压，滑油高温，淡水高温。主要报警及参数有：滑油进口压力（5.0—6.0bar，低压报警4.5bar，停机动作3bar），超速停机动作（112%—115%），增压器前排气温度高（610℃），缸套冷却水出口温度高停机动作（100℃），高温冷却水出口温度（正常80—90℃，高温报警95℃），高压油管泄漏报警，油底壳液位低报警，安全及控制系统故障报警，滑油滤器压差高报警，启动失败报警等等。

日常保养：清洁发电机四周，改善通风散热环境；经常清洁滤网，减少灰尘进入；发电机内部定期清洁检查；定期检查发电机内部接线、旋转整流块观察绕组温度（每相绕组内均有感温探头，集控室微机报警装置上有温度显示）；观察轴瓦滑油的液位以及轴瓦的温度，定期更换轴瓦的滑油（L-HV68低温抗磨液压油），保持滑油干净。

（3）应急发电机

应急发电机有三种启动方式：自动启动，控制箱启动，机械启动（蓄能弹簧启动）。启动控制箱采用微型计算机控制的全自动应急柴油发电机组电子测控系统，由应急发电机启动电瓶供电，整个系统包括电网监测，柴油机自动启动，机组工况自动监控和测量，应急发电机馈电电源的自动合闸和分闸，柴油机的自动停车、越限报警和保护等测控功能。全自动状态时，全船失电，应急发电机在45S内启动并供电。

当接到外部给出的“自启动信号”，控制器投入工作。这时，数字显示器即显示出当时柴油机的滑油温度、压力、冷却水温等参数的数值。接着，发出柴油机启动命令，控制柴油发电机组自动启动。如果系统中具有滑油预供功能，则首先控制滑油油泵投入运行，然后柴油机自动启动。若柴油机启动失败，将再次启动柴油机。如果三次启动均失败，控制器发出“启动失败”声光报警信号。如果柴油机启动成功，则发出“柴油机运转”指示信号，并自动切断柴油机的启动线路。当柴油机达到额定转速后，控制器不断监测柴油机工况，当机组的工况进入正常状态时，控制器即发出“合闸”命令，控制应急发电机组，主开关QF合闸，向负载供电。在机组运行期间，控制屏不断地监测机组的工况，一旦发现工况越限，即发出声光报警信号，必要时执行紧急分闸和停车

应急发电机日用柜油量保持在18小时油量以上，如果低于设定液位，发出报警。同时应急发电机设有滑油低压只报警不停车，超速停车保护，燃油泄漏报警，冷却水温度高报警，蓄电池电压低报警等和应急停止按钮。

（4）配电板

发电机通过主开关（ACB）将电力传输到汇流排，通过配电板控制和监视发电机的工作，并对电网进行配电。本轮电网一次配电网络采用馈线式接线方式，这种方式便于集中控制，一条支路馈电线路出现故障只影响这条支路供电的一个用电设备或这一分配电箱的供电，其他支路仍能正常供电，所以供电可靠性高。

主配电板共有十个屏,从左到右依次是NO.1组合启动屏，NO.1 AC380V 馈电屏, NO.1发电机屏, NO.2发电机屏,同步屏, NO.3发电机屏, NO.2 AC380V 馈电屏, NO.2组合启动屏，低压岸电进线屏，AC220V 馈电屏。其中组合启动屏上主要包括压载水泵，主滑油泵，冷却海水泵，低温淡水冷却泵，主机缸套水冷却泵，消防泵，风机等设备控制箱。380V 馈电屏上主要包括网络隔离变压器，厨房变压器，主变压器，ALpHA注油器启动器，充放电板，燃油供油单元，冷藏系统，锅炉，空调等设备控制箱的配电开关。220V 馈电屏上主要包括正常照明分电箱，助航分电箱，机舱报警灯柱信号继电器箱，遥控阀&液位遥测控制箱，货舱烟雾探测柜，航行灯板的配电开关。应急配电板380V 馈电屏上主要为救生艇绞车，应急柴油泵，NO.2舵机，应急空压机，应急消防泵，应急变压器等应急设备供电，220V 馈电屏上主要航行灯，应急照明系统，CO2释放报警继电器箱，集控台220V分电箱供电。充放电板主要为主配电板电站管理单元，集控台DC24V低压分电箱，发电机组控制箱，ALpHA注油器主单元，主机调速控制箱，主机推进控制箱，内部通信等设备供电。

主配电板发电机屏内有调压开关，当有需要时可以进行手动调节。同步屏上可以对任意一台进行手动并车、解车，也可以手动调节频率。在同步屏内有自动电站选择开关和汇流排选择开关，当出现相应故障时可以进行转换。在同步屏上，有应急停止及预脱扣电源时失效，自动同步失败，汇流排电压低/高，汇流排频率低/高，380V绝缘低，220V绝缘低，充放电板放电报警指示灯，当有报警信号时，相应指示灯亮伴随蜂鸣器响起，需要按下复位键消音，但指示灯只有当报警信号消失后才会熄灭。馈电屏上的配电开关采用自动空气断路器，当设备正常运行时，作为接通和断开电路的开关电器，在不正常运行时，能够起到过流保护作用，自动断开电路，防止影响主电路供电。在配电板380V和220V主回路上接有绝缘表，能够对运行中的设备进行绝缘监测，当出现绝缘低报警时，需要及时解决，以便造成事故。

主配电板上有自动启动和切换pLC控制，控制NO.1，2主机滑油泵，NO.1，2主机缸套水冷却泵，NO.1，2低温冷却淡水泵，NO.1，2，3冷却海水泵的自动启动功能，当压力低于设定值或故障时系统会自动切换到备用泵。当故障发生时，报警灯闪烁并且蜂鸣器发出响声，按下复位按钮可以取消报警，同时蜂鸣器停止发声。但是如果信号还在的话，报警灯将一直亮下去，知道报警信号消失。当pLC控制单元失控时，应将所有带“自动切换功能和顺序启动功能的泵”处以手动位置。当船舶主配电板失电回复后，原来工作的设备顺序启动，舵机，通讯系统，照明系统，航行灯，信号灯，机舱通风机等0s，主机滑油泵5s，主机缸套水冷却泵和低温冷却淡水泵10s，冷却海水泵15s。需要注意的是，在带反转功能的NO.2,3机舱通风机在停止的4分钟，不要做相反的启动操作，否则容易出现故障。

对于主配电板的维护与保养包括日常检查测量仪表，开关，指示灯是否完好，是否正常，如有异常应及时修复或更换，保持主配电板前后左右畅通，附近不准堆放或悬挂任何杂物，并注意保持板面卫生清洁。日常中观察配电板上的仪表读数，作好记录，以便设备发生故障时数据作为参考。当发电机组并联运行中，观察功率分配是否合理，如不合理则可手动调节使之合理。当检修设备时，断开电源后应在相应的开关上悬挂告示牌，并告知值班人员，防止不知情人员合闸造成事故。

（5）岸电箱

在船舶外接低压岸电时，通知驾驶台做好准备，将供电电缆线接好后，送电后检查电压，频率，相序正确后，合上岸电箱开关，此时岸电将通过电缆线送到机舱主配电板处，在集控室将正在运行发电机分闸，再合上主配电板上岸电开关，供电后，先启动一台可逆风机确认相序正确后，全船供电正常。当由岸电切换到船电时，启动一台发电机，正常运转后，切断主配电板岸电开关，将发电机合闸，供电正常后，切断应急发电机室的岸电箱开关，拆下电缆线，恢复原样。

（6）高压岸电装置

本船高压岸电装置供应端采用高压6.0KV 电源，经高压变压器转换400V 后到达主配电板低压侧进线开关。

当船舶外接高压岸电时，首先在高压岸电室确定AMp系统电源AC380V，AC220V，DC24V 状态正常，将高压柜高压开关摇出到“DISCONNECTION”位置，通过操作手柄手动合上接地开关；下放电缆，岸基人员连接好高压插头及光纤通讯线，确认光纤通讯正常，操作高压柜接地开关“EARTH SWITCH”将其分断；绝缘测试正常后，将高压柜高压开关摇入到“CONNECTION”位置，确认高压请求有效后，操作“pOWER REQUEST”开关，AMp 系统收到“SHORE REAY”后，将自动发出岸基高压开关合闸命令，岸基高压开关合闸后，高压电供船，检查高压电压表，频率表，确认其参数是否正常后，手动合闸高压柜高压开关，此时高压电将通过变压器送到机舱配电板处；在主配电板低压岸电进线屏显示屏上检查AMp 状态，确认正常后，将在线发电机模式选择在自动位置，将AMp 切换系统转到自动位置；按下“船电切换到岸电”按钮，船电将与岸电自动同步，同步完成后，低压侧岸电进线开关将自动合闸；合闸完成后，发电机自动将负荷转移到岸电，当负荷转移完成后，发电机开关将自动跳闸，同时发电机将会在一分钟后自动停止；检查岸电供电的电压、频率，确认正常后，船电切换到岸电完成。

当由岸电切换到船电时，确认船舶待并发电机模式控制在自动位置，且AMp 切换系统在自动位置；按下“岸电切换到船电”按钮后，第一备用发电机将自动启动，当电压建立后，船电将与岸电自动同步，同步完成后，发电机开关将自动合闸；发电机开关合闸完成后，岸电将会自动负荷转移到船电，当负荷转移完成后，低压侧岸电进线开关将自动跳闸；岸电切换到船电操作完成后，在高压岸电室将高压柜手动分闸高压柜开关，AMp 系统将会自动发出岸基码头高压侧开关分闸命令，确认岸基码头高压侧开关分闸后将高压柜高压开关摇出到“DISCONNECTION”位置；在收到岸基码头接地开关合闸后，手动合上高压柜接地开关，联系码头人员，拔掉高压插头连接线；确认高压电缆插头密封盖扣紧及光纤接线盒密封，收回电缆，将缆线收放装置归位，用帆布盖将绞车包好；切断中压柜AC380V 电源，AMp 系统操作完成。

2.主机

主机型号：6S50MC-C7

额定功率：7440kw 常用功率：6696kw

额定转速：108 r/min 常用转速：104.3 r/min

主机控制方式：驾驶台遥控、集控室控制、机旁应急操车

（1）主机遥控系统pCS2200

主机遥控系统采用SAM pCS2200，应用GammapLC 控制技术，使用车钟和显示屏进行操作，通过网络和安保系统，电子调速器等连接，对主机进行控制；主要由主控柜(pCS2200)，主机操纵系统(EMS2200)，主机安保系统(EpS2200)，电子调速系统(EGS2200)，监测报警系统(MOS2200)；其中主控柜(pCS2200)包括EMS2200和EpS2200的主控模块。

主机操纵系统EMS2200

基本功能：主机启动/换向/正车/倒车/停车，启动闭锁，重复启动，慢转启动，程序负荷，越控，BC/ECR/LOCAL操纵场所转换，模式选择（完车，备车/海上航行），SLOWNDOWN/SHUTDOWN,主机警报,转数限制并对多个参数进行设定，还可以调节LED指示灯亮度。EMS2200主控箱（Gammer pLC,I/O模块等）在主控柜(pCS2200)内安装在集控室，EMS操作屏EMp2200安装在驾控台和集控台，辅助控制屏安装在EMS操作屏旁，车钟，本地控制箱安装在机旁，主机转速测量装置(转速探头)装在主机飞轮端。

1.操纵场所转换：驾驶台控制能够通过车钟对主机进行遥控；集控室控制能够通过车钟和调油手柄进行手动控制。

2.启动闭锁有：主机转速检测故障；盘车机未脱开；调速器脱开；主启动阀闭锁；空气分配器闭锁；主机故障/应急停车；启动/安全空气压力低，慢转失败，辅助风机不在自动/手动位置，当有这些故障时控制板上的start block 指示灯亮。

3.程序负荷：当驾驶台车钟推到NAV.FULL时，从FULL到NAV.FULL实行慢加速，转数90-108转；同样从NAV.FULL到FULL也实行慢减速。

4.重复启动：当主机第一次启动失败，相隔8S，主机再次启动，再次启动时将取消调速器限制，并发出repeated start 报警，连续启动失败3次，启动程序将终止，如尝试再次启动必须复位，将车钟推到stop位。

5.慢转: 当主机停车超过30分钟，再次启动时将执行慢转程序，通过启动和停止电磁阀进行正常启动，同时慢转电磁阀动作，当主机慢转1.5圈后，慢转电磁阀停止动作，进入正常启动程序，目的是检查主机是否有故障。

6.越控：当有slowdown 和shutdown 报警时，应急情况下可以按控制板上的SLOWD CANCEL 和 SHUTD CANCEL 按钮进行越控,但是Overspeed/Emergency stop不能越控;LIMITS CANCEL 按钮按下,取消的限制包括：最大转数限制,程序负荷,启动闭锁,并且红色LED指示灯亮；如误报警还可以在MOS2200上屏蔽越控。

7.辅助控制屏：包括几个操作和设备指示,为了在集控室手动控制时操作,设备指示包括调速器工作/启动空气分配器准备/启动空气分配器锁定/主气动阀准备/主气动阀锁定/盘车机脱开/盘车机工作/燃油凸轮正车/燃油凸轮倒车/集控室控制/驾驶台控制/机旁控制,操作包括应急停止按钮/手动慢转按钮/辅助风机的遥控开关。

主机安保系统EpS2200

主要功能：通过相应的传感器检测到不利于主机安全运转的信号,能够自动降速或者自动停车从而保护主机设备,例如主机超速,滑油压力低,排气温度高等。系统基于DZM 402 pLC 实现飞车保护功能和转速显示，并装有IOM输入/输出模块，伴随着16DI停车保护动作信号的输入从而输出12DO停车电磁阀的动作信号。在集控台上装有操作屏Epp2200，能够显示保护动作也能显示主机转速，并且能够更改保护动作设定值。每季度对主机进行安保测试，测试项目有：超速，滑油低压，滑油高温，淡水低压，淡水高温，增压器滑油低压，推力轴承滑油温度高，活塞冷却油温度高。

电子调速系统EGS2200

基本功能：调节主机轴的转速，可以根据来自车钟发出的电信号，来调节机旁的油门杆在一定范围内活动，根据油门开度，进入一定比例的油雾。油雾与充足量的空气充分结合燃烧，产生爆炸做功，来推动活塞运动，主机输出功率。电子调速器控制箱位于集控室，电子调速系统的所有电器元件都安装在控制箱内，在集控台上装有显示屏EGp2200，显示调速系统的相关信息。执行机构为机电结合的装置，安装在主机上，可以接受车钟送给控制箱的电信号来控制油门杆在正确的刻度上，从而控制燃油的进入量。测速传感器安装在飞轮附近，通过检测飞轮的齿通过次数来计算飞轮速度，其余部分安装在控制箱内，它包含一个独立的运算器来快速处理测速传感器的信号。扫气压力传感器安装在扫气总管上，这个传感器主要是检测汽缸里的空气压力，空气压力低过低也就意味着空气过少，油雾和气燃烧不完全，会造成输出功率过低。

监测报警系统MOS2200（机舱集中报警系统）

主要由监测报警计算机（操作设备SOD），监测报警集线器（pC），信号采集处理单元（SAU），延伸报警板（值班报警板EAp）组成。信号通过采集单元处理转换后经集线器传送到监测报警计算机予以显示，延伸报警板的信号直接由信号采集单元输入。

监测报警系统同时作为机舱集中报警系统，对整个机舱的设备进行监测报警。两台监测报警计算机位于集控室内，电源由集控台AC220V分电箱经共用UpS供电。在监测报警计算机上可以查看当前报警点，报警清单和已消警报清单，也可以查看主机，辅机等设备的监测数据。同时在监测报警计算机上可以实现对报警信号的模拟，屏蔽，更改的功能。三块延伸报警板分别置于集控台，驾驶台，轮机长室。延伸报警板只能显示报警信号，但不能消除警报声音。轮机长室延伸报警板在卧室设有警铃，当出现警报时，集控室无人两分钟内在监测计算机上消音复位，轮机长卧室警铃发出警报。共有三个信号采集箱，信号采集箱之间通过网线连接，1号采集箱主要采集发电机，应急发电机，充放电板，舵机，空调装置，冷藏装置等设备的监测信号，2号采集箱主要采集主机，锚缆机，油水分离器等设备的监测信号，3号采集箱主要采集主机，锅炉，分油机，等设备的监测信号。常用的传感器包括温度传感器、压力传感器、转速传感器、油雾探头等等。掌握各传感器的位置和检测值的范围对日常工作有很大的作用，往往可以快速并提前找到设备存在的缺陷。

对主机的监测主要可分为：燃油系统，滑油系统，冷却水系统，气缸滑油系统，压缩空气系统，扫气系统，排气系统等。参数及报警值主要有：滑油进口压力2.0-2.3bar(低压报警1.6bar，降速1.4bar，停车1.2bar)；滑油进口温度40-47℃(低温报警35℃,高温报警55℃，降速60℃)；推力轴承温度60-70℃(高温报警75℃,降速80℃,停车90℃)；增压器滑油出口温度70-90℃（高温报警110℃，降速120℃）；气缸缸套冷却水出口温度高75-80℃（高温报警85℃，降速90℃）；缸套冷却水进机压力3.5-4.5bar(低压报警2.0bar，降速1.5bar)；控制空气压力6.5-7.5bar（低压报警5.5bar）；燃油压力7-8bar（低压报警6.5bar）；气缸出口排气温度370-430℃（高温报警450℃，降速470℃；偏离平均值高±50℃，停车±60℃）；轴向振动振幅大2.3mm（降速2.88mm）；活塞冷却油出口温度50-65℃（高温报警70℃，降速75℃）。

（2）ALpHA注油器

控制系统主要由三个电子单元组合而成，称为ALCU装置。三个单元为：MCU（主控单元）、BCU（辅控单元）、SBU（开关单元）,这些单元的导线通过接线终端连接至主机。ALpHA注油器的控制信号来自主机油门传感器的负荷信号和曲轴编码器的转角信号来调整气缸油供应量。注油器注油控制方式有三种，MC主控方式、BCU备用控制方式、紧急控制方式。MCU主控方式，正常运行时，系统是通过MCU控制的，MCU通过驱动注油器上的电磁阀实现注油控制的。若系统检测到报警，报警就会传到集控室内，具体报警参数会在人机对话面板HMI板上显示。当MCU检测到注油严重失效，BCU就会自动接管MCU的工作，使注油器能正常工作。BCU是根据随机正时和RpM模式。紧急控制方式是在角度编码器和BCU系统的传感器信号失灵的情况下依靠主板MCU板的内置接触发生器控制。使主机保持60r/min的固定转速运转，以总量的25%的气缸油供给每一缸。不管主机是运转还是停机都进行润滑。紧急控制需改动接线，断开MCU-J22的接线头1，连接一条从MCU-22接线头1到MCU-J22接线头4的接线。平时可以从注油器中间盒上的指示灯观察注油器工况，指示灯闪烁说明注油器工作正常，但是这种指示并不能完全确定该气缸的所有注油点都有气缸油注入。如果发生缸套部分注油针阀堵塞，气缸油进入不了气缸，而注油器传感器的反馈信号和中间盒上的指示灯闪烁都正常，不能及时发现就会有拉缸的危险，需要经常用手探摸各缸注油器油管上的注油器喷射的压力震动情况，如有疑问，断开缸套的管子观察油量，确认其气缸注油是否为真正有效的注油。泵站由两个工作泵，加热线圈，过滤器和一个吸入槽组成，安装在主机下平台，主机前端。注油器单元，每个缸有一个，安装于主机平台后侧，每个注油器还有一个反馈传感器和电磁阀。注油器测速部件：曲轴编码器安装在曲轴前端，备份触发器系统安装在飞轮旁的一个盒子内，油门传感器（负荷变送器）装在油门总杠上，控制单元安装于集控室。

（3）辅助鼓风机

辅助鼓风机在自动位置时，扫气压力低于低压设定值时，压力开关闭合，NO.1辅助鼓风机启动，NO.2辅助鼓风机相隔6s顺序启动。当扫气压力高于高压设定值时，压力开关断开，延时30s后所有辅助鼓风机停止。一般转速在75rpm左右时鼓风机会频繁启动，这时应把辅助鼓风机打在手动并启动（以免频繁启动电机过热烧损）。

3.锅炉

组合锅炉型号：ZYC1.2/342-0.7额定汽压：0.7Mpa

燃烧器型式/型号：转杯式SDR-1.5蒸发量：1.2/1.0

启动方式：自动启动，手动启动

本轮锅炉采用全自动控制系统，自动控制环节主要包括：水位自动调节，蒸汽压力自动控制，燃烧程序控制以及警报和保护环节。锅炉启动和停止操作与给水控制是同一电路，按下启动按钮，继电器动作，输入接通控制电路电源，给水和燃烧控制进入工作状态。

（1）水位的自动调节

通过水位传感器的感受的水位的变化信号，然后变换为电信号从而送入电气控制系统来实现水位自动控制。当锅炉水位降至-50时，水泵自动启动补水，当水位升至90时，水泵自动停止补水，水位降到极限-80时，锅炉自动停炉并发出报警。

（2）蒸汽压力的自动控制

本轮采用双位控制系统，锅炉内的蒸汽压力作用于压力双位调节器，实际上相当于一个高低压继电器，当汽压达到6.8时，压力双位调节器电触头断开，风机的电动机断电停转，燃油电磁阀也关闭，锅炉熄火。炉内汽压开始逐渐下降，当降至5.4时，压力双位调节器电触头闭合，将电路接通，风机启动，同时开启电磁阀，点火器点火，锅炉重新燃烧，汽压开始上升，如此重复。

（3）燃烧的程序控制

锅炉的程序控制属于时序程序控制系统，启动和停止按预先设定好的时间顺序进行。其主要元件包括：信号发送器（压力，液位，温度等）、时序控制器、点火装置和火焰传感器。自动点火时，通电以后预扫风30s，30s后风门变小，点火电极产生火花，第35s轻油电磁阀通电，使轻油供入转杯雾化点火，如果点火成功，火焰探测器探测到火焰，第45s重油电磁阀通电，向主喷油器供重油，若重油点火成功，第65s轻油电磁阀断电，程序停留在此位置，锅炉进入正常燃烧。如果点火失败，则点火和喷油自动停止，发出声光报警。锅炉正常燃烧使蒸汽压力上升至6.8时，则自动断油熄灭，进行后扫风30s；气压下降至5.4时自动点火燃烧。

（4）警报及保护环节

当锅炉点火，燃烧中产生异常情况，相应的感受元件监测故障产生原因，并发出报警，严重时自动停炉，以免损坏设备甚至伤及人身安全。本轮锅炉主要有以下报警：锅炉脱口综合报警，燃油泵脱扣报警，给水泵脱口报警，风箱温度高停炉报警，燃烧异常停炉报警，点火失败，燃油压力过低停炉报警，燃油温度过低停炉报警，锅炉水位过低停炉报警，锅炉排烟温度高停炉报警等。

在控制箱和集控台都设有应急停止按钮。如锅炉在点火中发出点火失败报警，可根据程序控制器上的指示判断是哪部分设备出现故障，尽快排除故障。因锅炉控制箱安装于锅炉旁，其中温度比较高这会使很大一部分电器元件损坏和失灵，控制箱两旁的进风口滤网也应经常更换，从而提高控制箱内原件的散热。

4.舵机

舵机型号：FE21-090

最大舵角：±35deg 转舵速度：65deg/28sec

舵机共有两台：1#舵机主配电板供电，2#舵机应急配电板供电

操舵方式：自动、手动、应急。

在AUTO模式，这种控制方法是由自动处理单元进行运算，使船舶艏向与设定航向一致，从而保持航向。在pID控制中，可手动调整这些控制（天气、比率、舵），能够获得调整的最佳掌舵。此外，可选择的 ADpT控制当被选择的时候，则自适应控制自动地调整这些控制。HAND模式，这种是直接的命令舵角度信号被提供给舵伺服放大器，从而驱动舵机控制，达到舵角度追踪命令舵角度转动。在舵机全自动状态时，报警后另一台舵机才能自动启动，而在非自动舵控制方式时，只报警，但不自动启动备用舵机。应急操作时，将舵机控制箱上的自动舵电源从“1”转到“0”断开电源，“遥控—机旁”旋转开关转到“机旁”，“待机—手动”旋转开关转到“手动”，按下启动按钮启动油泵，压入卸荷装置的手动按钮并锁紧，操纵手动操作手柄操舵。控制电路中设有限位开关，当超过最大舵角后，电路断开，电机停止。

舵机有两块独立的报警板，分别位于集控台和驾控台，同时报警信号还延伸到监测报警系统和VDR内。报警：失压、断相、过载、低油位、电源故障、高油温、滤器压差高等。低油位，滤器压差高报警有一定的延时，监测信号通过相应探测装置将信号传回控制电路，如果达到报警条件，相应时间继电器动作，然后接触器通电动作，接在常闭触点两端的报警信号发出。

定期检查试验，确保一台舵机故障时，另外一台舵机启动并工作正常。日常维护时，清洁电机，并紧固接线柱和控制箱内接线。

5.锚缆机

锚缆机采用电动液压系统，电动机带动液压油，液压油带动液压泵从而带动马达，通过换向阀和截止阀实现无级变速。因为电动机功率较大，采用磁力启动器启动（软启动）。当电机过载时，发出报警并自动停止运转；同时通过相应的传感器设有低液位和高油温报警，但只是发出警报并不自动停止运转。在控制箱内设有应急停止按钮，当无法正常停止时，可以旋转蘑菇头按钮停机，此按钮带有自锁功能，用后需恢复原位，否则以后无法启动。锚缆机为短时工作制，但由于功率较大，日常维护时需紧固螺丝和清洁灰尘，有必要时需清洁控制主回路接触器KM1的触点，以防因启动电流冲击比较大，造成触点接触不良引起电机过载现象，定期检查各传感器的工作状况。每台锚缆机都设有辅泵，当主泵出现故障无法及时解决时，可用启动辅泵应急。

6.遥控阀&液位遥测系统

遥控阀&液位遥测系统共有两台控制计算机，分别位于集控室和甲板办公室，需要输入用户名和密码才能登录操作系统，同一时刻只能有一台电脑可以操纵。在计算机上可以查看和控制阀门开关，监测舱室液位，同时还可以遥控启停压载泵和消防泵。当出现故障时，系统会发出警报。液压阀的遥控操作实际是通过控制阀内电机将液压油注入缸内，从而带动液压马达上的开关动作，通过阀上磁力限位开关将开关位置信号反馈给信号处理单元实现的，同时信号箱内有手动开关，当遥控系统失灵时，可以用手动实现开关通断。因阀本身结构比较紧凑，如果短期内频繁操作会使阀内温度上升从而烧坏控制电路板或电机。遥控失灵时多数是因为电路板烧坏或磁力限位开关失灵，当更换磁力限位开关时，需调整好开关位置，以免出现阀门开关不到位现象。液位遥测系统是通过温度传感器，压力传感器，液位开关进行探测的，当达到设定值时会发出报警。整个系统的控制都是由pLC控制的，一个CpU模块为系统核心部分，在控制箱中有电源逆变器输出DC24V供控制系统电压，但需要注意的是液压阀内电机两端的电压为AC 220V。

7.火警探测报警系统

本船共有感烟探头62个，感温探头8个，手动报警按钮41个，合计111个。三块显示板，其中1块主控制板位于驾驶台，两块复示板分别位于集控室和消防控制站。火警探测系统按照体系文件要求是要每3个月全部检查一遍。本船所有探头和手动报警点都带有固定的编号，A代表甲板，C代表机舱，并且每个编号都有固定位置。当发生火灾，探头或报警点检测到相应信号时，显示板会显示出报警探头或者报警点编号和所在位置，同时显示板红色火警指示灯亮伴随蜂鸣器发出警报，将驾驶台的主控制板开关置于“1”,按下“SILENCE BUZZER”可消报警音，并按下“RESET”进行复位，如果两分钟后不消除，全船报警，全船报警需要按下“SELENCE RESOUND”进行消除。通过显示的编号和地址能够快速的找到火灾地点及时扑救。当探头接触不好或拔出底座后，相应区域黄色故障指示灯亮。报警试验：试验感烟探头用烟雾喷罐，试验感温探头用电吹风，试验手动按钮用专用钥匙。本船感烟探头，感温探头和手动报警点触发后都有两分钟延时，然后全船报警。

当有探头或者手动按钮故障需要更换时，更换后需要在主控制板进行确定位置。方法是按下“F3”键输入用户名和密码后，选择7号进入 “SERVICE”菜单，然后选择3号进入“DIAGNOSTIOS”菜单，再选择7号进入“CHANGE ADDRESS”菜单，先输入系统默认旧地址“255”确认后再输入所更换的探头位置编号。本船火警探测系统还具有隔离功能，能够隔离一个或者几个探头或者报警点。

隔离，名78密码787878，操作顺序3.2.18.机舱其它电气设备

本轮采用阀控式密封铅酸蓄电池，共有六组，驾驶甲板蓄电池间，通用报警电瓶一组和报房电瓶一组；机舱车床间，机舱报警电瓶一组；左右舷救生艇内各有充电器启动电瓶两只；应急发电机间应急发电机启动电瓶一组。其中机舱报警电瓶，应急发电机启动电瓶，通用报警电瓶和报房电瓶采用浮充电方式，左右舷救生艇采用不固定充电方式，每次充满为止，充完电后，关闭充电电源开关。单个电瓶两端不电压保持在13—14V，电瓶组在26—28V左右。蓄电池附近严禁烟火，日常维护保养时，检查和清洁电瓶各电缆接头和蓄电池箱表面卫生，必要时涂凡士林保护油脂。

NO.1,2消防舱底总用泵有五个位置可以启停，分别为主配电板控制箱，就地控制按钮盒，消防控制站遥控按钮盒，驾驶台遥控启动盒，遥控阀&液位遥测系统。应急消防泵在驾驶台和消防控制站也有遥控按钮盒，应急消防泵很少用到，要定期检查维护，由于电机所在位置空气比较潮湿，所以空间加热器常开。

空压机的自动启停是根据接在控制电路中的高低压继电器来控制的，继电器安装在空气瓶的进气口处，当检测到压力低于设定值时，高低压继电器触点闭合，控制电路接通，空压机运转；当检测到压力高于设定值时，触点断开，控制回路断路，空压机停止。同样，热水柜和淡水柜的补水泵也是接在控制电路中压力继电器控制启停的。

燃油分油机和滑油分油机都为GEA Westfalia生产，但滑油分油机只有通过控制单元的设定排渣时间间隔来排渣，燃油分油机则有自动排渣和设定排渣时间间隔两种排渣方式，燃油分油机的自动排渣功能是通过压力传感器pT2触发的，当感应液出口被分离筒渣质空间上的水或渣质堵塞，压力传感器pT2发送一个脉冲信号至控制单元，从而触动排渣程序。正常分油作业过程中，分离出来的水的压力顶多0.2bar，当超过pT2设定的报警值时，基本说明出水口跑油。燃油分油机渣质比较多，日常维护保养时需经常清洁压力传感器，水分探测器和出油电磁阀，防止发生误报警。

日常检查机舱泵电机运转的时候要听声音，感受震动，如果觉得声音异常或者震动异常要停泵检查。如果哪个电机热保护动作自动停了，一定不要马上复位再次启动。应该要先盘车试验确认电机和泵的轴承状况良好和电机没有进水才可以复位启动，另外还要检查控制箱接线，避免缺相引起的热保护动作。

对船舶各传感器位置要确定，了解其参数，结合说明书拆捡，对处于环境比较恶劣的传感器多检查试验。船舶自动化机舱常用检测传感器有：温度传感器（热电阻式温度传感器，其电阻与温度成正比，热电阻随测量温度而变化；热电偶式温度传感器）；压力传感器（电阻式压力传感器，金属应变式压力传感器）；变浮力式液位传感器；火警探测器（感烟式和感温式）。

9.甲板其它电气设备

救生艇蓄电池每个月充电一次,每次充电前测量两端电压是否正常,每次充电时间不宜过长,防止过充。同时试验启动是否正常，并检查信号灯，照明灯，搜救灯，磁罗经灯。吊艇机裸露在甲板上，做好防水措施，保证电机绝缘状况良好。上升限位开关要经常检查活络，试验功效，涂好牛油，以保证润滑状况和水密性良好。当其不能正常工作时，应及时修理或更换。

舷梯机，伙食吊，油管吊同样裸露在甲板上，限位开关经常活络，涂抹牛油，做好防水措施。其中在舷梯机遥控接线盒箱里有手柄限位开关，当不能电动需要手动操作舷梯机时，拿下手柄后限位开关弹出，电路断开，防止突然来电而造成伤害。伙食吊电缆线和机舱定墙壁距离比较近，每次操作时应注意防止发生摩擦，每次用完插好销子固定，船舶晃动比较大时，固定好吊车，防止其非人为滑动。油管吊长期不用，定期对其活络，试验功效。

开舱机也采用电动液压系统，当在右舷操作手柄开关舱时，左舷发出声光报警。平时油加热器和空气冷却器都达到自动位置，在控制箱上设有温度指示表，油温低于10℃自动加热，25℃自动停止；油温高于40℃空气冷却器运行，同时设有低液位报警。当油温达到65℃或液位太低时会自动停止并发出报警。

航行灯和信号灯是船舶夜间航行时驾驶员瞭望的主要参考依据，出现故障时，应及时解决。灯具要注意防水，保证绝缘。当灯板出现报警后，先检查灯泡，如果更换后还是报警，应检查保险丝，在驾控台背面的控制箱里有复印的图纸，按照线号可以找到故障的地方的保险丝。

三．工作方法

为了能更出色的完成任务,在对设备熟悉的情况下，还要遵循和掌握一些检修顺序和方法技巧，以便在出现问题时，能够迅速有效地找到故障点并解决。当船舶设备出现故障时，要逐步检查，不能盲目的进行拆卸。对于一般的电气设备故障来说，检查步骤大同小异：（1）首先弄清故障现象（2）查看电气线路图理清电路逻辑顺序和关系，分析故障原因（3）确定检查部位（如果需要拆卸，拆卸之前对各接线头做好标记)（4）确定故障后，修理或更换元件排除故障（5）装复试验

在查找故障点过程中，有以下几种方法：

(1)直观法：可用眼看、耳听、鼻闻、手摸的不同方法来判断各装置元器件有否异常。①观其外观，表面上看比较直观，容易发现故障存在的问题，以判断是否异常；看电气元件外观颜色是否改变等。螺丝、接线头是否松动。②听其声，正常运行的机组其声音与不正常运行的机组的声音是不同的，通过平时细心观察和比较可以判断机组是否正常；③闻其味，一般正常运行的机组及其电气设备是闻不出气味的，若检查中，发现设备有异常气味，可以判断某个部位发现故障，这样就可以尽快地把故障消除。④摸其壳，可以判断设备和元件是否有不正常的颤动和温度。

（2）仪器测试法：通过用万能表测量其电压、电流或电阻进行分析判断

（3）替换法：某些电路的故障原因不易确定或检查时间过长时，但是为了保证电气设备的利用率，此时可把认为有问题的元件或电路板取下，用新的或确认无故障的同一型号的元件或电路板替换可疑的机件，如果换件后故障消失则认为判断正确，反之则需要继续查找。运用替换法检查时应注意，当把原电器拆下后，要认真检查是否已经损坏，只有肯定是由于该电器本身因素造成损坏时，才能换上新电器，以免新换元件再次损坏。

（4）短接法：设备电路或电器的故障大致归纳为短路、过载、断路、接地、接线错误、电器的电磁及机械部分故障等六类。诸类故障中出现较多的为断路故障。当怀疑某个触点有故障时，可以用导线把该触点短接，此时若故障消失，则证明判断正确，说明该电气元件触点接触不良或已损坏。对于连续烧坏的元器件应查明原因后再进行更换。

（5）外力强迫闭合法:当有关继电器、接触器、电磁铁等电器故障时，经过直观检查后无法确定是否是其本身问题而手下也没有适当的仪表进行测量，可用绝缘工具将用外力强行按下，使其常开触点闭合，然后观察电器部分或机械部分出现的各种现象，如电动机从不转到转动，设备相应的部分从不动到正常运行等。

当然，一些比较复杂的故障，要根据电气系统原理图，将原理图与实物一一对照，实地察看，了解系统各种动作的工作原理，根据故障现象，仔细分析，列举产生故障的各种因素，反复推敲，逐步推理查找。

四.维护保养

出现故障要解决，没有出现故障要做好维护保养，预防和避免故障出现。日常维护保养工作主要有：定期检查室外电气设备的水密性，并做好防潮保护避免出现短路或者绝缘问题；对于大功率电机，定期给轴承上牛油，以便减少转轴与轴承之间的摩擦，避免损伤损坏；对有限位保护的装置，要定期检查其限位开关量程是否正常；对于各装置的控制箱和接线盒，要定期紧固接线，避免出现由于船舶的振动可能引起控制箱内部螺丝松动所造成的电路元件接触不良或者损坏问题；所有电气设备要经常清洁灰尘，对有滤网的设备，要定期清洁或者更换等等。

五.安全

检修电气故障时，一定要以安全为前提，严格遵守电气安全操作规程。此外，还应注意在查修可能随时会用到的设备时，要先告知值班人员，切断电源后，并挂上警告牌，以防止有人不知情况而误送电引发事故，尽量不要带电打开高压电气护罩。在检修高压带电设备时，必须有专人在旁看护，并做好一旦发生危险立即切断电源的准备。在检修过程中，需要带电测试或检修可能导电漏电的设备时，必须确认带电部件和元件附近无其他工作人员，方能送电。

见习期间，在师傅的指导下，通过对电气设备的维护和保养，使我的业务能力得到很大的提高，现已具有独立解决问题的能力。经过六个多月的在船见习,我不光学会了工作的技能，也更深的了解自己工作的环境，已能够胜任电机员职务。

7.单片机步进电机报告篇七

步进电机的直线位移量或角位移量与电脉冲数成正比,所以电机的线速度或转速也与脉冲频率成正比,通过改变脉冲频率的高低就可以在很大范围内调节电机的转速,并能快速起动、制动和反转[1]。

在电流波形控制技术日趋成熟的今天,只须增加两相步进电机电流波形的阶梯数,就可以使分辨率达到与五相步进电机一样的程度,为统一步进电机的相数创造了技术条件。随着步进马达I C技术在大功率和高集成度方面的突破,在T B 6 5 6 0 A H Q基础上开发的步进马达IC产品将使步进电机驱动技术的应用空间出现大幅度提升[2]。目前市场上主要使用的是传统的步进电机,其工作效率低,控制精度不高,因此有必要对基于单片机控制的步进电机进行研究[3]。

应用单片机控制步进电机,由按钮给出步进电机状态信号,使步进电机根据单片机的脉冲信号的频率和脉冲数来控制步进电机的加速和减速。利用步进电机状态信号按钮给出正转或者反转,让单片机利用脉冲信号来改变电机通电相序,从而实现电机的正反转。

1 步进电机控制原理

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用[4]。

1.1 步进电机的控制方式

通过单片机按顺序给绕组施加有序的脉冲电流,就可以控制电机的转动,从而实现数字-角度的转换。转动的角度大小与施加的脉冲数成正比,转动的速度与脉冲频率成正比,而转动方向则与脉冲的顺序有关。

1.2 步进电机的驱动方式

步进电机常用的驱动方式是全电压驱动,即在电机移步与锁步时都加载额定电压。为了防止电机过流及改善驱动特性,需加限流电阻。驱动脉冲的分配可以使用硬件方法,即用脉冲分配器实现,目前,脉冲分配器已经标准化、芯片化,但硬件方法结构复杂,成本也较高。本研究步进电机控制(包括控制脉冲的产生和分配)使用软件方法,即用单片机实现,具体实现方法如图1所示。

1.3 步进电机的控制原理

步进电机控制电路主要由脉冲分配器和功率驱动电路组成,单片机在控制系统中实现脉冲分配器的功能,同时控制步进电机的转向、转速和总步数。在控制系统的工作过程中,主要是通过按钮设定步进电机的工作方式:正反转、加减速、恒速、正反转切换、起停。用单片机实现步进电机的加减速控制,实际上就是控制发脉冲的频率。加速时,使脉冲频率增高,减速时则相反。步进电机的速度由单片机发送的脉冲频率决定,而脉冲频率可以通过软件延时和硬件定时2种方式实现。

2 硬件电路设计

步进电机的控制系统主要由单片机、电机驱动芯片、按钮、串口方式的共阳数码管显示电路、电源和时钟电路等几个单元组成,其结构框图如图2所示。借助于AT89C51中内置的看门狗,可使系统在失控时恢复正常运行。整个系统外围元件少,具有结构简单、成本低廉、可靠性高、使用方便、通用性强等特点。在实际应用中,也可采用大功率的管子来代替L298N对步进电机进行驱动,成本较低。

2.1 时钟振荡电路设计

AT89C51中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器,引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器,外接石英晶体及电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路,使用石英晶体,电容应为3 0 pF左右。

2.2 单片机带按钮复位电路设计

89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内部的施密特触发器中的。为可靠起见,电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号,以防电源开关或电源插头分-合引起的抖动而影响复位。图3所示的手动复位电路可以实现上述基本功能,S51单片机复位信号高电平有效[5]。

2.3 串行通信电路设计

由于单片机要和接口进行通信,在这里采用R S-232进行串行通信。EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了明确规定。单片机和计算机R S-232接口电路如图4所示。单片机系统要和计算机的RS-232接口进行通信,就必须对2种电平进行转换[6]。

图5为MAX232芯片的外围电路图。MAX232利用内部的RS-232接收器接收单片机的信号。EIA/TIA-232E与V.28规范将大于3V的电压定义为逻辑0。电平通过MAX232转换后再与计算机的串行通信接口连接,这样就实现了单片机与计算机之间的通信。

2.4 LED显示电路设计

设计中要显示6位数字,用74LS164作为显示驱动,带锁存,使用串行接法可以节约I/O口资源,但要使用S I/O,发送数据时容易控制。在单片机应用系统中,采用常用的显示器件L E D进行显示。

3 系统仿真调试

在确定好整个电路要实现的功能以及每个功能模块的元器件后,设计出原理图,并用相关的电路设计软件Protel99SE画出设计好的原理图。将完成的电路图进行电气规则检查,然后用Protel仿真器进行仿真[6]。再次检查无误后,对修改后所得到的图用Protel仿真器[7]再次进行仿真,最后得到正确的结果。调试工作的主要任务是排除样机故障,其中包括设计错误和工艺性故障。将软件程序先写入单片机AT89C51中,然后按下按钮查看电机是否能够达到所要求的电机转速,同时观察数码管显示的转速是否稳定。步骤如下:

(1)首先将程序代码写入单片机。部分程序代码如下:

(2)将写好程序的单片机AT89C51插入卡槽座,接通电源,按下按钮,观察步进电机的转动情况。

(3)再对程序代码进行修改,观察电机的转动方向和转速。

(4)观察不同的控制方式下,步进电机转动时的振动情况和步进角的大小。

4 结论

采用单片机作为控制系统的核心,控制部分采用ATMEL公司的AT89C51芯片,内部资源比较多,能高速、准确地对信号进行处理。实时图形文字显示采用了含有74LS164芯片控制器的LED数码显示模块,使检测结果清晰地显示出来。单片机的电平通过MAX232转换后再与计算机的串口连接,实现了单片机与计算机之间的通信。采用ULN2003A芯片控制器控制电机的正反转以及转速变化,达到预期要求,取得了令人满意的效果。

参考文献

[1]王晓明.电动机的单片机控制[M].北京:北京航空航天大学出版社,2002

[2]李刚.51系列单片机系统设计与应用技巧[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004

[3]李叶紫.MCS-51单片机应用教程[M].北京:清华大学出版社,2004

[4]李朝青.PC机及单片机数据通信技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2000

[5]张大明.单片微机控制应用技术实操指导书[M].北京:机械工业出版社,2007

[6]何英.Protel99入门与应用[M].北京:机械工业出版社,2001

8.单片机步进电机报告篇八

关键词：PIC18F2420直流电机电机控制

中图分类号：TM3文献标识码：A文章编号：1007-3973(2010)012-015-02

1引言

电机控制系统是自动化应用中必不可少的环节，在很多领域得到广泛应用。然而在高温恶劣环境下，当遇到突发事件的时候，很多传统电器控制系统都无法可靠的运行，带来巨大的安全隐患和经济损失。电机控制系统的可靠反应成为安全生产活动的重要保障。根据以上需求，设计了基于PIC18F2420单片机的直流电机控制系统。

2系统组成以及工作原理

直流电机控制系统，其结构图如图1所示。控制系统主要组成部分包括：PIC单片机，直流电机控制模块，外部事件反馈模块，通讯电路模块。该系统可以独立进行外部事件反应设置，对预定事件和突发事件做出相应的电机操作反应。并且通过通讯电路模块可以相互在系统之间或者与PC机进行数据传输和交换。形成控制网络。

2.1微处理器系统

PIC单片机是Microehip公司推出的单片机系列，它采用先进的RISC技术。具有速度快、功耗低、高性能、价格低等特点，在仪器仪表、工业控制、计算机通讯等方面得到广泛的应用。本设计采用PIC系列中的中档单片机PIC18F2420作为控制核心，它除了具备所有PIC单片机固有的优点外，还具有增强型闪存程序存储器和高耐久性能，扩展级的芯片能在高达125"C的环境下正常工作，特别适合于高温环境下工作。

在本系统中，RA口直接与电机控制模块相连接，并且获取电机控制模块的反馈信号。以12C总线的方式利用RC3和RC4与DS1629连接，RC6和RC7用于联机通讯。

2.2直流电机控制模块

为了配合高温恶劣环境作业，直流电机控制模块采用德国Infineon公司的TLE5205专用直流电机控制控制芯片，其结构如图2所示。

该芯片，输入电压达到40V，可以给电机提供高达5A的控制电流，能够在－40℃～125℃下正常工作，并且具有内部短路保护和出错标志位(EF)反馈功能。应用电路简单可靠，只需要两个I／O口就可以达到对直流电机的正反转控制要求。该控制模块的连接电路如图3所示。

2.3外部事件反馈模块

采用带有实时时钟的温度传感器芯片DS1629作为外部事件反馈终端。它将数字化温度传感器、实时时钟集成在一起，这样不仅减少了系统空间，而且还具有可编程、宽电压、低功耗等特性。DS1629数字温度传感器的精度为±2.0℃，以0.5℃为刻度输出一个9位的温度测量值，以指示器件所在的环境温度。其测量温度范围是－55℃～+125℃；完全能够满足一般高温恶劣环境中的作业要求。同时，该芯片还具有温度中断与时钟中断功能，可以由用户设定四种不同的中断模式，方便了用户的使用。

该外部事件反馈模块，可以对工作环境温度急剧升高突发事件发出反馈信号。并且可以使用该模块对系统控制做时间参考，以弥补单片机在定时方面的缺陷，实现直流电机控制系统长时间定时控制的功能。DS1629需要外部输入32.768kHz脉冲信号，并且采用标准的12C总线进行通讯传输。模块电路如图4所示。

2.4通讯电路模决

该直流电机控制系统可以根据突发事件，进行智能控制，同时记录相关的事件和状态。单片机在完成数据处理和储存后，有时需要与PC机(或其他智能设备)相连接，进行数据交换；而另些时候需要通过PC机(或其他智能设备)对控制系统的参数进行修改，通讯电路模块不可缺少。

PIC18F2420具有通用同步异步接收发送模块(USART)，可以与PC机的串口连接通讯。为了把RC6和RC7分别设置成串行通信接口线，首先把它们的方向寄存器TRISC置1。USART功能模块包含有两个八位可读／写的状态，控制寄存器，并且带有一个八位波特率发生器BRG，支持USART的同步和异步工作方式。对USART方式进行初始化程序如下：

Void USARTinit(void)

{sPBRG=0x19；//讲传输的波特率设定为9600位，秒

TXSTA=0x04；//选择异步高速方式传输八位数据

RCSTA=0xS0；//允许同步串行口工作

TRISCbits.TRISC6=1：

TRISCbits.TRISC7=1；//将RC6和RC7设置为输入方式，对外保持高阻状态)

另外，本系统需要把RC6和RC7经过MAX232芯片进行电平转换，将TTL电平转换为RS-232电平.再与PC机的串口连接，进行通讯。

3结束语

本设计硬件电路简单，功能可靠，经久耐用，能够在高温恶劣的环境下工作，具有解决高温突发事件的能力。

参考文献：

[1]胡玉波，喻寿益，基于PIC单片机的智能深度检测系统[J]，仪器仪表应用，2006，8：113·115

[2]陈黎卿，任淼，基于VC的PIC单片机与PC机的接口设计[J]，机电工程，2007，12(24)：82-84