本文關(guān)鍵詞：船舶日用淡水變頻供水系統(tǒng)仿真設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：船舶淡水系統(tǒng)是船舶系統(tǒng)的重要組成部分。隨著船舶大型化發(fā)展,淡水系統(tǒng)的性能將直接影響到船舶安全和營運(yùn)效益。同時依據(jù)綠色船舶概念和船舶智能化的發(fā)展,運(yùn)用先進(jìn)自動化控制技術(shù)的恒壓供水系統(tǒng)將成為大型郵輪和實習(xí)船發(fā)展的必然趨勢。淡水供水系統(tǒng)的穩(wěn)定工作和運(yùn)行同時需要輪機(jī)員對系統(tǒng)充分了解的基礎(chǔ)上進(jìn)行熟練操作和故障分析。本文以船舶供水系統(tǒng)為研究對象,對船用變頻恒壓供水系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真實驗,制作了配套的硬件仿真實驗裝置。進(jìn)一步探討系統(tǒng)在大型船用供水系統(tǒng)(如大型郵輪、教學(xué)實習(xí)船)進(jìn)行變頻應(yīng)用的可行性。本文首先對淡水供水系統(tǒng)組成和控制過程進(jìn)行簡要概述,其次對水泵調(diào)速特性及管路特性進(jìn)行分析,在MATLAB中對泵調(diào)速特性進(jìn)行曲線擬合,依據(jù)狀態(tài)機(jī)理論對多泵工況控制策略進(jìn)行分析。而后,在C#中實現(xiàn)了變頻恒壓淡水供水系統(tǒng)的管網(wǎng)建模(控制對象)、控制器建模,編寫了人機(jī)界面,可進(jìn)行實時仿真與訓(xùn)練,制作了變頻恒壓供水系統(tǒng)仿真軟件。進(jìn)一步,本文設(shè)計、制作了變頻恒壓供水系統(tǒng)控制箱硬件,使用PLC作為控制器,進(jìn)行硬件選型,對I/O地址分配,突出泵的切換條件同時編寫下位機(jī)控制程序。接著對OPC通信技術(shù)進(jìn)行簡要介紹,通過OPC通訊實現(xiàn)了軟、硬件聯(lián)合的硬件在回路仿真實驗。研究成果表明恒壓供水系統(tǒng)應(yīng)用于船舶的合理性,仿真系統(tǒng)符合實船運(yùn)行工況,操作界面友好直觀,PLC控制運(yùn)行穩(wěn)定可靠,對恒壓變頻供水系統(tǒng)在大型郵輪和實習(xí)船上的應(yīng)用提供一定的參考價值,為輪機(jī)員相關(guān)操作培訓(xùn)提供幫助。
【關(guān)鍵詞】：變頻控制 恒壓供水 仿真系統(tǒng) OPC通訊
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U664.85
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-13
• 1.1 選題背景及意義10-11
• 1.2 變頻供水系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文的主要研究工作12-13
• 第2章 變頻恒壓供水系統(tǒng)研究13-28
• 2.1 變頻調(diào)速技術(shù)綜述13-17
• 2.1.1 恒壓供水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述13-15
• 2.1.2 系統(tǒng)變頻調(diào)速節(jié)能機(jī)理分析15-17
• 2.2 離心泵性能特性曲線擬合17-21
• 2.2.1 單泵調(diào)速性能曲線擬合17-19
• 2.2.2 雙泵調(diào)速性能曲線擬合19-21
• 2.3 恒壓供水控制模型及控制策略擬定21-27
• 2.3.1 恒壓供水系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型21-23
• 2.3.2 基于狀態(tài)機(jī)的多泵工況控制23-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 變頻供水仿真軟件實現(xiàn)28-39
• 3.1 數(shù)學(xué)模型建立28-31
• 3.1.1 管路水力數(shù)學(xué)模型28-30
• 3.1.2 節(jié)流原件的數(shù)學(xué)模型30
• 3.1.3 淡水柜數(shù)學(xué)模型30-31
• 3.2 可視化界面設(shè)計31-33
• 3.2.1 開發(fā)環(huán)境選擇31-32
• 3.2.2 界面設(shè)計方法選擇32-33
• 3.2.3 界面底圖設(shè)計33
• 3.3 仿真軟件程序設(shè)計與實現(xiàn)33-38
• 3.3.1 程序體系結(jié)構(gòu)設(shè)計33-35
• 3.3.2 自定義控件開發(fā)35-37
• 3.3.3 人機(jī)界面功能介紹37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 變頻供水控制器選型設(shè)計與實現(xiàn)39-56
• 4.1 PLC簡介及模塊選擇39-44
• 4.1.1 PLC原理簡介39-40
• 4.1.2 PLC選型組態(tài)40-44
• 4.2 變頻供水系統(tǒng)程序開發(fā)44-53
• 4.2.1 編程功能簡介44-45
• 4.2.2 框架程序設(shè)計45-46
• 4.2.3 自動控制工況設(shè)計46-47
• 4.2.4 手動控制工況設(shè)計47-51
• 4.2.5 報警程序設(shè)計51-53
• 4.3 硬件控制箱設(shè)計與實現(xiàn)53-55
• 4.3.1 硬件控制箱圖紙設(shè)計53
• 4.3.2 控制箱接線圖繪制53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第5章 仿真軟件與控制系統(tǒng)通訊實現(xiàn)56-64
• 5.1 OPC通訊56-58
• 5.1.1 OPC簡介56-57
• 5.1.2 OPC讀寫方式57
• 5.1.3 OPC訪問接口方式57-58
• 5.2 OPC服務(wù)器與PLC的通訊組態(tài)58-61
• 5.3 在C#中實現(xiàn)OPC數(shù)據(jù)訪問61-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 第6章 結(jié)論與展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 附錄A 仿真軟件多泵工況控制代碼69-74
• 附錄B 符號表74-75
• 附錄C 部分硬件控制程序75-88
• 致謝88-89
• 研究生履歷89

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本文編號：1087864