本文關(guān)鍵詞：潛艇懸停及均衡試驗(yàn)裝置控制系統(tǒng)的研制

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【摘要】：潛艇因其具有強(qiáng)大的作戰(zhàn)能力和威懾作用,在各國海軍中備受關(guān)注和重視。研究潛艇的操縱控制方法和規(guī)律,對(duì)提高其作戰(zhàn)能力具有重要的軍事意義。懸停及均衡試驗(yàn)裝置,不僅可以在實(shí)驗(yàn)室完成懸停、均衡控制技術(shù)及控制規(guī)律的研究,而且還能在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行新型潛艇的抗沉和容錯(cuò)功能的研究。懸停及均衡試驗(yàn)裝置由顯示控制臺(tái)、一套水路系統(tǒng)和氣路系統(tǒng)等組成。其中,水路系統(tǒng)分為懸停模擬分系統(tǒng)、浮力均衡模擬分系統(tǒng)、縱傾平衡模擬分系統(tǒng),采用合適容積的耐壓水罐模擬實(shí)艇上的懸停專用水艙、浮力調(diào)整水艙、縱傾平衡水艙,用與裝艇設(shè)備相近的泵閥將各水艙按艇上的基本要求與模擬舷外海水的深度水艙連接起來。在本地電動(dòng)模式下,由顯示控制臺(tái)獨(dú)立控制相應(yīng)的泵閥,完成懸停自流注水、懸停泵排水、懸停水艙移補(bǔ)水、均衡自流注水、艙底泵/艙底泵排水、縱傾水艙間移水等工況。本地自動(dòng)模式下,顯示控制臺(tái)通過以太網(wǎng)接收抗沉臺(tái)指令,完成相應(yīng)的工況。在遙控模式下,泵閥的控制權(quán)切換給容錯(cuò)臺(tái),由其完成懸停和均衡試驗(yàn);顯示控制臺(tái)顯示泵閥狀態(tài)等并將相關(guān)信息上傳到以太網(wǎng)。懸停及均衡試驗(yàn)裝置中的顯示控制臺(tái)、容錯(cuò)控制臺(tái)、抗沉控制臺(tái)、潛艇運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)備之間構(gòu)建以太網(wǎng),采用UDP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。顯示控制臺(tái)以西門子S7-300PLC為控制中心,利用CPU集成DP口和CP通訊模塊分別建立兩個(gè)PROFIBUS DP現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)。其中所有的PA傳感器構(gòu)建一個(gè)PA總線網(wǎng)再并入1#DP網(wǎng);帶CAN接口的流量調(diào)節(jié)閥和供排氣閥組也組成兩個(gè)CAN總線網(wǎng),使用PB-B-CAN設(shè)備與所有DP流量傳感器一起接入2#DP網(wǎng)。PLC內(nèi)部使用通訊模塊和控制功能塊,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和處理,并將邏輯運(yùn)算結(jié)果輸出到指定泵閥,實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的閉環(huán)控制功能。深度艙的壓力控制和懸停艙內(nèi)外壓差控制由氣路供排氣閥組完成,水路的注排水量調(diào)節(jié)由海水流量調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)。PLC通過其PROFINIT接口與上位機(jī)連接,采用UDP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。無論裝置處于哪種工作模式,PLC均會(huì)采集泵閥的狀態(tài)信號(hào)、流量、壓力、液位等信號(hào),并周期地上傳給上位機(jī)。同時(shí),上位機(jī)在其主界面上以圖形、曲線和數(shù)字的方式顯示接收到的信息。
【關(guān)鍵詞】：潛艇 懸停 均衡 現(xiàn)場(chǎng)總線 閉環(huán)控制
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U674.76
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究概況11-13
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容13-15
• 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案15-26
• 2.1 水路系統(tǒng)組成與原理15-17
• 2.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)17-21
• 2.3 電路設(shè)計(jì)21-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)26-53
• 3.1 主要硬件設(shè)備的選型27-30
• 3.2 硬件配置30-34
• 3.3 PROFIBUS總線構(gòu)建34-41
• 3.4 CAN網(wǎng)構(gòu)建41-47
• 3.5 手動(dòng)流量調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)47-52
• 3.6 本章小結(jié)52-53
• 4 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)53-61
• 4.1 軟件的功能要求53-57
• 4.2 PLC邏輯程序設(shè)計(jì)57-59
• 4.3 PLC與上位機(jī)通信59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 5 總結(jié)與展望61-63
• 5.1 全文總結(jié)61-62
• 5.2 課題展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 附錄1 控制柜實(shí)物圖68

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