基于LabVIEW的船舶壓載水監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、船舶配套業(yè)作為船舶工業(yè)的關(guān)鍵和支撐，其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)對(duì)于船舶工業(yè)至關(guān)重要。目前，國(guó)內(nèi)一般采用人工壓載估算船舶浮態(tài)的方式進(jìn)行壓載水的注排，存在著自動(dòng)化程度低、勞動(dòng)強(qiáng)度高、管系施工條件惡劣、壓載效率低、安全隱患大等問(wèn)題，制約了船舶配套產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)升級(jí)。因此，開(kāi)展船舶壓載水監(jiān)控系統(tǒng)的研究，對(duì)促進(jìn)船舶配套產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)具有重要意義。
　　本文基于船舶壓載水系統(tǒng)的壓載特性，進(jìn)行了上下位機(jī)硬件系統(tǒng)的參數(shù)分析與選型，開(kāi)發(fā)了上下位機(jī)監(jiān)控軟件系統(tǒng)，基于三

2、種船舶壓載分布狀況，對(duì)比分析了采用兩種浮態(tài)算法計(jì)算獲得的船舶浮態(tài)特性。本文的主要研究工作如下：
　　首先，進(jìn)行了上下位機(jī)硬件系統(tǒng)的參數(shù)分析與選型。以某VLCC壓載水系統(tǒng)為研究對(duì)象，在深入分析其壓載特性的基礎(chǔ)上，按照壓載水監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求，規(guī)劃了相應(yīng)的工作流程，開(kāi)展了監(jiān)控系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計(jì)，重點(diǎn)進(jìn)行了上下位機(jī)硬件系統(tǒng)的參數(shù)分析與選型及下位機(jī)各模塊的參數(shù)分析與選型，并進(jìn)行了控制柜的設(shè)計(jì)。
　　其次，進(jìn)行了上下位機(jī)監(jiān)控軟件的開(kāi)發(fā)

3、。依據(jù)模塊化設(shè)計(jì)原理，采用LabVIEW系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)了壓載系統(tǒng)裝卸控制軟件、浮態(tài)參數(shù)動(dòng)態(tài)計(jì)算軟件、壓載系統(tǒng)閥門(mén)狀態(tài)監(jiān)控軟件、報(bào)警模塊等軟件；構(gòu)建了壓載計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，提出了將每厘米縱傾力矩浮態(tài)算法應(yīng)用到壓載監(jiān)控軟件的開(kāi)發(fā)中，提高了監(jiān)測(cè)船舶浮態(tài)特性的精度；應(yīng)用PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)了下位機(jī)控制模塊，從而執(zhí)行上位機(jī)的指令；利用OPC和DataSocket技術(shù)實(shí)現(xiàn)了上下位機(jī)之間的實(shí)時(shí)通訊，并在輪機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了聯(lián)調(diào)和測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明：系統(tǒng)運(yùn)行可靠，

4、能較好地實(shí)現(xiàn)壓載過(guò)程遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和實(shí)時(shí)監(jiān)控。
　　最后，基于三種船舶壓載分布狀況，對(duì)比分析了采用兩種浮態(tài)算法計(jì)算獲得的船舶浮態(tài)特性。結(jié)果顯示：在小縱傾條件下，采用每厘米縱傾力矩法計(jì)算大型油船壓載過(guò)程浮態(tài)特性時(shí)，所獲得的浮態(tài)精度更高。在自動(dòng)加載、自動(dòng)卸載、手動(dòng)調(diào)節(jié)三種模式下的某瞬時(shí)船舶壓載狀況，對(duì)于艏水尺處吃水，采用每厘米縱傾力矩法使誤差分別減少60mm，60mm，40mm；對(duì)于舯水尺處吃水，采用每厘米縱傾力矩法使誤差分別減少14.