絞吸式挖泥船監(jiān)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、絞吸式挖泥船的監(jiān)控系統(tǒng)是挖泥船正常工作中必備的系統(tǒng)，它的作用主要是監(jiān)視挖泥船的施工過程，并通過控制各子系統(tǒng)使它們相互協(xié)調的完成作業(yè)。目前，對于挖泥船的要求不斷提高，不僅要求它的疏浚速度更快，更安全，更經濟，而且要求挖切精度更高。近年來，各種新技術、新方法如雨后春筍般大量涌現(xiàn)，被廣泛應用于各個領域。挖泥船作為一種常用的工程船舶，正朝著高智能化方向發(fā)展，大量新技術被應用，使挖泥船的監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生了巨大的變化。高智能化使挖泥船實現(xiàn)了自動化控制，

2、節(jié)省了人力成本，而且減少了出現(xiàn)故障的次數(shù)和故障維修時間。
　　本文根據要求設計了基于PLC為核心，通過工業(yè)以太網技術實現(xiàn)上位機與PLC通信的絞吸式挖泥船監(jiān)控系統(tǒng)。上位機與下位機通信采用了OPC接口技術，并使用工業(yè)以太環(huán)網作為通信介質，增加了通信速率，減少了外界干擾。這種結構設計還為新增設備預留了通信通道，將新設備的通信接口連接到以太網接口就能夠直接與上位機進行通信。
　　本文首先介紹了挖泥船監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結構。系統(tǒng)控制器之間

3、采用主從通信方式，PLC和變頻器之間采用Profibus-DP現(xiàn)場總線連接，其中S7-300 PLC作為主站，S7-200PLC和MM440變頻器作為從站分布于現(xiàn)場，它們負責對現(xiàn)場設備進行控制并采集相關運行數(shù)據。對PLC程序的編程設計采用Step7編程軟件，通過網絡組態(tài)，通信設置可以有效減少編寫程序的工作量。
　　其次對監(jiān)控系統(tǒng)中絞刀電機轉速的控制，設計了模糊PID控制器，通過模糊推理得到PID參數(shù)的模糊控制查詢表，利用PLC給定

4、速度與采集的實際速度，進行模糊PID控制，在Matlab仿真軟件中對挖泥船驅動系統(tǒng)速度響應曲線進行仿真，并在Simulink中建立速度響應曲線控制系統(tǒng)模型，將傳統(tǒng)PID控制與模糊自整定PID控制系統(tǒng)建模仿真得到的速度曲線結果比較，從結果中看出模糊PID控制性能更加優(yōu)越，更為可靠，達到了較好的效果。
　　最后是挖泥船監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設計，上位機程序采用LabVIEW進行編寫，程序的前面板主要設計了分布于挖泥船上設備運行狀況的參數(shù)畫面，