西门子S7-200 SMART系列PLC在卸船机设备中的应用开题报告

一、国内研究现状

在全球化经济飞速发展的今天，国际贸易更加自由化和多样化，原材料与商品的运输问题逐步成为制约生产力发展的核心问题，港口物流这个新兴的产业，正在一步一步超越传统产业，成为经济增长的新亮点。由于航空货运的超高成本，导致其对港口的依赖性更大。由此可见，港口物流在各国的国民经济和国际贸易交往中的地位日益显著。

国内对螺旋卸船机的引进始于上世纪九十年代初，在中国改革开放的大背景环境下，物料及港口得到了极快的发展，国内的传统散货卸船作业效率已经成为了制约港口整体卸船效率的主要瓶颈，螺旋卸船机的出现，加快了中国港口自动化和机械化的发展步伐，为打破国外对螺旋卸船机技术的垄断，发展自主产业，我国的大批学者纷纷开始探索散货卸船的新作业方式，先后开始投入到螺旋卸船机的研究中。与此同时，国内大批的港口也开始进行现代化改造，积极引进螺旋输送机，走在前列的上海港，他们在上世纪八十年代就对siwertell（西沃特尔）公司的螺旋卸船机进行了大量的了解和考察，并与1990年正式引进siwertell（西沃特尔）公司的螺旋卸船机。该机型的引进，解决了易结块散货物料的卸船问题，经济效益非常明显。目前，国内已经有很多港口在使用螺旋机进行卸船作业。

相对于国外的技术，我国在螺旋卸船机方面滞后很多，早些年间的电气系统的开发和研制，很多都依赖于进口。使用和维护有较高的要求，使得螺旋卸船机必须具有更高的产品质量和使用可靠性。继续开发螺旋卸船机必须吸取已开发机型的经验教训，吸收国外产品的长处，特别注意现有机型在实际使用中暴露的问题，在提高产品质量和使用可靠性上下功夫。

螺旋卸船机作为一种连续性散装物料（如水泥、粉煤灰等）卸船设备，在散料码头得到广泛的应用，各种机型的使用特点也已被广大用户所认识。在现代港口及散货码头物料中占有非常重要的地位，具有卸船效率高、环境污染小、对船型与货物是适用性广、结果简单等优点，成为了现代化港口散货卸船作业的最佳选择，被越来越广泛应用于国内外的各大现代化港口散货专用码头的卸船作业。它的出现以及投入使用在现代化的港口卸船物料过程中有着极其重要的地位，深受广大港口、码头、中转库的青睐。在运量稳定的大型专业化散料码头上使用大型高效的螺旋卸船机，可以充分发挥螺旋卸船机的优点，螺旋卸船机的卸船能力越高，这些优点发挥的越充分。随着港口建设的发展，以及卸船机自身质量和使用可靠性的提高，市场对更高效率的螺旋卸船机需求很大。对港口生产的效率提升以及物料机械化和自动化的发展有着重要的推进意义。

目前国内螺旋卸船机台式效率低于500t/h的设备的市场已经启动，台式效率高于1000t/h的设备，需求量逐年递增。在不久的将来，相信更多的港口能够意识到螺旋卸船机在卸载散装物料中带来的方便和快捷。

二、国外研究现状

1974年，世界上第一台螺旋卸船机在瑞典诞生，由著名的siwertell（西沃特尔）公司设计制造，当时设计的卸船效率为125t/h，主要用于荷兰某港口装卸到港的谷物类货船。这台螺旋卸船机的出现，很快改变了散货卸船机的格局。由于其优良的性能，超高的生产率，和极好的环境友好性，该机型很快就得到了国际散货卸船业的认可。自其诞生10年内，该机就获得了世界各国的庞大订单，主要销往美国、荷兰、挪威、墨西哥、澳大利亚、台湾等数十个国家和地区。

因其庞大的订单，siwertell公司获得了瑞典国家出口奖。同时为了满足各国的不同需求，siwertell公司连续不断的改进其产品。迄今为止，该公司产品经过不断的完善和创新，最大卸船效率已经由最初的125t/h增加到了2000t/h，生产效率提升了16倍。同时，卸船对象由原来的谷物类散货向工业类散货发展，产品对货物的适应性极大的提升，也促使螺旋卸船机的不断发展。

国际上已经普遍使用，结构、功能等已经相对成熟。能处理的物料面较广。设备制造商的突出代表是BMH公司，生产的设备较多，也较为广泛，相对比较而言，德国的IBAU公司，侧重于水泥物料的设备，且集中于台式效率是中小型的设备。

随着经济贸易的全球化，加上石油资源分布不均造成的供应紧张，美国、俄罗斯、西班牙等许多国家，将目光投向了其他能源。经济全球化带来的全球性农业、制造业分工的全球化，世界各国的政府都认识到港口资源是地球上不可再生的资源，要保障经济的持续发展，港口建设，特别是散货处理方面，只有走多元化发展的道路，以避免港口的重复建设。使得散货的运输呈快速上涨态势，螺旋卸船机的需求量明显地在增加。

三、存在的问题

国产连续卸船机的设计历史较短，受经验和技术条件制约，存在许多不足。

1．在散装物料（水泥）取料过程中，往往剩余船舱的物料高达50-100cm，使得清仓小车无法在船舱自由运转。需要人工清理出清仓小车的位置，使得小车轮胎不受物料的障碍，把剩余物料集中在一起，经过螺旋卸船机的取料装置，把物料清理完成，输送到指定位置。将来要在螺旋取料头上改进其进料方法，提升清仓速度，从而提高卸船机平均产量。

2.在螺旋卸船机运行的过程中，需要对螺旋轴瓦定时加润滑脂，保证轴承长时间运行。该缺点就是每天需要用到的润滑脂较多，提高了设备运行成本。螺旋机上轴承属于易损件，如果使用进口的，价格太高。将来要在机械机构上改进螺旋与螺旋之间的连接方法，使得螺旋机运行更加可靠，降低成本。

3. 需要改进螺旋卸船机的电气控制系统。配置电气检测元件，使得螺旋卸船机更加智能化，自动化，可视化。通过使用西门子200 SMART系列PLC与触摸屏的通讯监控，使螺旋卸船机在作业时所发生的故障更加清楚明了的记录显示，让螺旋卸船机的电气设备维护更加简单、方便、迅速。使用无线遥控器，增加卸船作业的灵活性。

B. ^范文提纲

一、螺旋卸船机电气控制系统的概述

（一）电气控制系统的组成

（二）电气控制系统的要求及其设计方案

二、S7-200 SMART 系列PLC介绍

（一）S7-200 SMART PLC的简介

（二）S7-200 SMART PLC的基本结构

（三）STEP 7-Micro/WINSMART编程软件使用

（四）S7-200 SMART PLC触摸屏的通信

三、触摸屏的基本组态

（一）触摸屏的介绍

（二）触摸屏的项目创建

四、程序设计以及调试

（一）程序分析

（二）调试

（三）调试问题解决

C. 参考文献

 [1] 廖常初.《S7-200 SMART PLC编程及应用》[M].北京：机械工业出版社，2019.

 [2] 王卓君.《西门子S7-200 SMART PLC原理及应用教程》[M].北京:机械工业出版社,2020.

[3] 廖常初.《PLC编程及应用》[M].北京:机械工业出版社,2019.

[4] 戴一平.《可编程序控制器技术》[M].北京:机械工业出版社,2018.

[5] 刘介才.《工厂供电》[M].机械工业出版社，2018. 

[6] 张万忠.《可编程序控制器应用技术》[M].北京：化学工业出版社，2016.

[7] 缪学勤.现场总线国际标准最新进展[J].电气时代,2007，(08).

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[11] 郑凯.《电气控制与PLC技术及其应用：西门子S7-200系列》[M].成都：西南交通大学出版社，2020.

[12] Manesis,Stamatios.《Introductio to industrial automation》[M]. Boca Raton,FL:CRC Press/Taylor & Francis Group,2018.

[13] Llamas-Garro, Ignacio.《Frequency measurement technology》[M]. Boston:Artech House,2018.