高精度船用液位巡檢系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著船舶自動(dòng)化水平的提高和我國(guó)造船業(yè)的迅速發(fā)展，船舶配套設(shè)備的市場(chǎng)需求日益增長(zhǎng)，本文根據(jù)市場(chǎng)需求，設(shè)計(jì)了一種適用于中小型船舶的高精度液位巡檢系統(tǒng)。系統(tǒng)由磁致伸縮液位傳感器、16路智能巡檢儀和上位機(jī)三大部分組成，可對(duì)16個(gè)液體艙的液位進(jìn)行實(shí)時(shí)、高精度、遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)，具備超限報(bào)警功能，當(dāng)被測(cè)液體艙的液位超過(guò)報(bào)警值時(shí)，系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)出警報(bào)，以保證船舶的航行安全。 高精度液位測(cè)量是本系統(tǒng)的要點(diǎn)和難點(diǎn)，本文分析了海浪的特點(diǎn)及海浪對(duì)系統(tǒng)液位測(cè)量

2、精度的影響，通過(guò)比較分析現(xiàn)有的各種海浪濾波方法，選用了適用于非線性、非穩(wěn)定系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法一經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行海浪濾波處理，以實(shí)現(xiàn)高精度液位測(cè)量。仿真結(jié)果表明，經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法可有效濾除海浪干擾，分解后的趨勢(shì)項(xiàng)與實(shí)際液位非常接近，大大降低系統(tǒng)測(cè)量誤差，提高液位的測(cè)量精度。當(dāng)然，高精度液位測(cè)量的前提是要準(zhǔn)確測(cè)量液體液位，系統(tǒng)選用高精度的液位傳感器--磁致伸縮液位傳感器測(cè)量液體艙的液位。 系統(tǒng)移植了專門(mén)用于51系列單片機(jī)的

3、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Sma，llRTOS51。移植操作系統(tǒng)，可將應(yīng)用分解成多任務(wù)，各個(gè)任務(wù)之間合理地分配CPU的時(shí)間和系統(tǒng)資源，簡(jiǎn)化系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)；可提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，使其接近理論上能達(dá)到的最好水平；良好的多任務(wù)設(shè)計(jì)，有助于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。文中對(duì)操作系統(tǒng)的移植、驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)和應(yīng)用程序的實(shí)現(xiàn)作了較詳細(xì)的論述。 16路智能巡檢儀是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，文中詳細(xì)討論了智能巡檢儀的設(shè)計(jì)方法。根據(jù)系統(tǒng)功能需求，綜合考慮系統(tǒng)穩(wěn)定性、實(shí)用性和

4、系統(tǒng)資源合理利用等因素，選擇華邦公司的W78E516單片機(jī)作為主CPU，軟件設(shè)計(jì)中移植嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)SmallRTOS51。船用智能巡檢儀可巡回檢測(cè)16路4～20mA信號(hào)，具有液晶顯示、報(bào)警和485通訊等功能，可集中、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)被測(cè)艙的液位，符合船舶自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)，具有實(shí)用性強(qiáng)，可靠性高等特點(diǎn)。 選用Windows下的可視化編程語(yǔ)言VisualBasic為上位機(jī)編程語(yǔ)言。上位機(jī)主要實(shí)現(xiàn)與下位機(jī)通訊，采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法對(duì)采樣數(shù)