本文選題：船舶壓載水系統(tǒng) + 監(jiān)控技術(shù)��； 參考：《江蘇大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：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、安全隱患大等問題,制約了船舶配套產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)升級(jí)。因此,開展船舶壓載水監(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,開發(fā)了上下位機(jī)監(jiān)控軟件系統(tǒng),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。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)控軟件的開發(fā)。依據(jù)模塊化設(shè)計(jì)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(dòng)態(tài)計(jì)算軟件、壓載系統(tǒng)閥門狀態(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,能較好地實(shí)現(xiàn)壓載過程遠(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14.2mm,40mm,11.2mm;對(duì)于艉水尺處吃水,采用每厘米縱傾力矩法使誤差分別減少60mm,23.6mm,41.6mm。
[Abstract]:As the key and support of shipbuilding industry, the upgrading of its industrial structure is very important to shipbuilding industry. At present, the manual ballast estimation of ship floating state is generally used in China for ballast water injection and discharge. There are some problems such as low automation, high labor intensity, bad construction conditions of pipe system, low ballast efficiency, and great hidden safety problems. It restricts the upgrading of ship supporting industry. Therefore, the research of ship ballast water monitoring system is of great significance to promote the upgrading of ship supporting industrial structure. Based on the ballast characteristic of ship ballast water system, the parameter analysis and selection of hardware system of upper and lower machine are carried out in this paper, and the monitoring software system of upper and lower machine is developed, based on the distribution of ballast load of three kinds of ships. The characteristics of ship floatation calculated by two kinds of floatation algorithms are compared and analyzed. The main research work of this paper is as follows: firstly, the parameter analysis and selection of the upper and lower computer hardware system are carried out. Taking a certain VLCC ballast water system as the research object, based on the in-depth analysis of its ballast characteristics, according to the functional requirements of the ballast water monitoring system, the corresponding work flow is planned, and the overall hardware design of the monitoring system is carried out. The parameter analysis and selection of the hardware system of the upper and lower computer and the parameter analysis and selection of each module of the lower computer are emphatically carried out, and the design of the control cabinet is carried out. Secondly, the monitoring software of the upper and lower computer is developed. According to the principle of modular design and LabVIEW system, the software of ballast system loading and unloading control, floating parameters dynamic calculation, ballast system valve state monitoring and control, alarm module and so on are developed, and the mathematical model of ballast calculation is constructed. The floatation algorithm of pitch moment per centimeter is applied to the development of ballast monitoring software to improve the accuracy of monitoring the floating characteristics of ships, the control module of the lower computer is designed by using PLC system, and the instructions of the upper computer are executed. The real-time communication between upper and lower computers is realized by using OPC and DataSocket technology. The test results show that the system is reliable and can realize the long-distance data transmission and real-time monitoring of ballast process. Finally, based on the ballast distribution of three ships, the characteristics of ship floatation calculated by two kinds of floatation algorithms are compared and analyzed. The results show that under the condition of small trim, the floatation characteristics of large tanker ballast process are calculated by the method of pitch moment per centimeter, and the floatation accuracy is higher. In automatic loading, automatic unloading and manual adjustment of the ballast condition of a ship in three modes, for the draft of the bow gauge, the error is reduced by 60 mm to 60 mm or 40 mm per centimeter, respectively; for the midship gauge, the error is reduced by 60 mm to 60 mm or 40 mm; for the midship gauge, the error is reduced by 60 mm to 60 mm or 40 mm, respectively. The error is reduced by 14.2 mm / 40 mm / s and 41.6 mm / cm respectively by using the method of trim moment per centimeter, and by the method of tilting moment per centimeter to reduce the draught at the stern gauge by 60 mm to 23.6mm / cm and 41.6 mm / cm respectively.
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U664.92

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本文編號(hào)：2081571