船舶阀门遥控及液位遥测仿真系统设计实现

作为近年来新发展起来的船舶阀门遥控及液位遥测系统已经在各类型新造船舶中得到广泛应用,然而国内各个航海院校、科研机构先容这个方面相关知识的题材较少,在轮机模拟器系统中,该部分都是以软件模拟为主,没有专门的模拟控制台,功能不够全面,难以满足这一新技术的教学以及培训要求。对于自动化程度越来越高的船舶轮机管理职员来说,无疑将会花费他们大量的时间去熟悉以及了解相关的知识。因此,开发功能完善的船舶阀门遥控及液位遥测仿真系统并用其进行专业教学以及培训,具有重要的现实意义。本文以大连海事大学新建远洋教学实习船“育鲲”轮阀门遥控及液位遥测系统为仿真模型,在深入分析该轮阀门遥控及液位遥测系统的组成、工作原理的基础上,结合PLC技术、OPC技术以及计算机界面仿真技术,设计开发了与实习船配套的船舶阀门遥控及液位遥测仿真系统。仿真系统由硬件和软件两个部分组成,在国内首次实现由以前单纯的软件仿真到软件与硬件相结合的仿真。硬件方面,设计开发了仿真系统的控制台、MIMIC面板等组成部件,利用自动化领域广泛使用的西门子S7-200系列可编程逻辑控制器(PLC),结合OPC技术,通过开发的OPC客户端程序对OPC服务器的数据访问,完成了监控机与PLC以及PLC与PLC之间的通讯,实现了从仿真监控软件到控制台MIMIC面板的阀门状态等参数的数据交互。软件方面,在VisualStudio.NET2005开发平台上,利用面向对象的软件开发技术,使用VisualC#编程语言,开发了仿真系统的仿真监控软件部分,人机界面友好直观,能够实现整个系统相关阀门的模拟开关控制、管路内液体活动|教育教学论文|状态的动态显示、实时数据与历史数据的查询功能,通过建立的压载水系统数学模型,能够实时模拟压载舱液体体积、液位。整个阀门遥控及液位遥测仿真系统能够达到轮机工程专业学生及高级船员的培训要求,并且以此为基础,能够为实际船舶阀门遥控及液位遥测系统的设计、实现提供更加完善的解决方案。【关键词】：船舶阀门遥控仿真系统可编程逻辑控制器VisualC#OPC
【论文提纲】：摘要5-6Abstract6-10第1章绪论10-141.1课题研究的背景10-111.2课题研究的主要内容及意义11-14第2章阀门遥控及液位遥测系统分析14-382.1船舶舱底水及压载水系统原理14-152.1.1舱底水系统原理142.1.2压载水系统原理14-152.2阀门遥控及液位遥测系统概述15-232.2.1阀门遥控及液位遥测系统的功能及精度确定15-172.2.2阀门遥控系统的种类17-202.2.3液位遥测系统的组成及原理20-232.3实习船阀门遥控及液位遥测系统原理23-382.3.1阀门遥控及液位遥测系统组成23-362.3.2阀门遥控及液位遥测系统工作原理36-38第3章阀门遥控及液位遥测仿真系统的设计38-873.1仿真系统总体组成38-393.2系统硬件结构设计与实现39-503.2.1系统硬件设备选型39-423.2.2系统控制台及MIMIC面板设计42-443.2.3系统电源设计44-463.2.4系统外部电路设计46-503.3系统PLC程序设计50-613.3.1参数表的定义50-513.3.2程序框图的设计51-543.3.3程序编写及调试54-613.4仿真系统监控软件的设计与实现61-803.4.1压载水系统数学模型62-703.4.2编程计算70-713.4.3压载水系统阀门逻辑分析71-733.4.4仿真系统的监控界面设计73-773.4.5数据库设计77-803.5与S7-200PLC以太网通讯的实现80-873.5.1S7-200PLCOPC服务器的构建80-823.5.2.NET下OPC客户真个|教学论文范文|程序设计82-87第4章主要仿真监控界面87-92第5章结论与展望92-93参考文献93-97附录A机舱舱底、压载及消防系统原理图97-98附录BPLC1参数表定义98-102附录CPLC2参数表定义102-106附录D主要计算参数(阀门)106-107附录E主要计算参数(粗水滤器、吸入口、盲板法栏)107-108攻读学位期间公然发表的论文及获奖情况108-109致谢109-110研究生履历110