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)升級對于船舶工業(yè)至關(guān)重要。目前，國內(nèi)一般采用人工壓載估算船舶浮態(tài)的方式進行壓載水的注排，存在著自動化程度低、勞動強度高、管系施工條件惡劣、壓載效率低、安全隱患大等問題，制約了船舶配套產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)升級。因此，開展船舶壓載水監(jiān)控系統(tǒng)的研究，對促進船舶配套產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級具有重要意義。
　　本文基于船舶壓載水系統(tǒng)的壓載特性，進行了上下位機硬件系統(tǒng)的參數(shù)分析與選型，開發(fā)了上下位機監(jiān)控軟件系統(tǒng)，基于三

2、種船舶壓載分布狀況，對比分析了采用兩種浮態(tài)算法計算獲得的船舶浮態(tài)特性。本文的主要研究工作如下：
　　首先，進行了上下位機硬件系統(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，開展了監(jiān)控系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計，重點進行了上下位機硬件系統(tǒng)的參數(shù)分析與選型及下位機各模塊的參數(shù)分析與選型，并進行了控制柜的設(shè)計。
　　其次，進行了上下位機監(jiān)控軟件的開發(fā)

3、。依據(jù)模塊化設(shè)計原理，采用LabVIEW系統(tǒng)，開發(fā)了壓載系統(tǒng)裝卸控制軟件、浮態(tài)參數(shù)動態(tài)計算軟件、壓載系統(tǒng)閥門狀態(tài)監(jiān)控軟件、報警模塊等軟件；構(gòu)建了壓載計算的數(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)控軟件的開發(fā)中，提高了監(jiān)測船舶浮態(tài)特性的精度；應(yīng)用PLC系統(tǒng)設(shè)計了下位機控制模塊，從而執(zhí)行上位機的指令；利用OPC和DataSocket技術(shù)實現(xiàn)了上下位機之間的實時通訊，并在輪機工程實驗室進行了聯(lián)調(diào)和測試，測試結(jié)果表明：系統(tǒng)運行可靠，

4、能較好地實現(xiàn)壓載過程遠程數(shù)據(jù)傳輸和實時監(jiān)控。
　　最后，基于三種船舶壓載分布狀況，對比分析了采用兩種浮態(tài)算法計算獲得的船舶浮態(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算大型油船壓載過程浮態(tài)特性時，所獲得的浮態(tài)精度更高。在自動加載、自動卸載、手動調(diào)節(jié)三種模式下的某瞬時船舶壓載狀況，對于艏水尺處吃水，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.