大型拖網(wǎng)漁船曳綱張力平衡控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著全球人口增加，食品需求的壓力增大，各國(guó)競(jìng)相發(fā)展海洋漁業(yè)，特別是遠(yuǎn)洋漁業(yè)。海洋不僅漁業(yè)資源豐富，還蘊(yùn)藏著豐富礦產(chǎn)和油氣資源。雖然我國(guó)是一個(gè)漁業(yè)大國(guó)，但不是一個(gè)漁業(yè)強(qiáng)國(guó)，尤其是遠(yuǎn)洋捕撈裝備與發(fā)達(dá)國(guó)家相比極為落后，存在著自動(dòng)化程度低、設(shè)備捕撈效率低的問題。為了提高我國(guó)捕撈效率的成套關(guān)鍵控制裝備，實(shí)現(xiàn)拖網(wǎng)漁船最佳網(wǎng)形自動(dòng)化控制為目標(biāo)。通過(guò)開展拖網(wǎng)曳綱張力對(duì)網(wǎng)形的影響、信號(hào)采集及控制系統(tǒng)一體化、液壓驅(qū)動(dòng)高效傳動(dòng)與控制等技術(shù)的研究。并對(duì)國(guó)內(nèi)遠(yuǎn)洋

2、漁業(yè)進(jìn)口的典型機(jī)型進(jìn)行樣機(jī)研制和示范，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、技術(shù)水平與國(guó)際一流企業(yè)產(chǎn)品相當(dāng)?shù)淖灾髌放飘a(chǎn)品，打破高效捕撈甲板絞車領(lǐng)域被國(guó)外供應(yīng)商壟斷的格局，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)大型漁船變頻電動(dòng)捕撈甲板系統(tǒng)絞車設(shè)計(jì)和制造的空白，為我國(guó)大洋性漁業(yè)發(fā)展提供裝備技術(shù)支撐，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
　　本文以深水層大型拖網(wǎng)網(wǎng)形變形問題為研究對(duì)象，開展大型拖網(wǎng)漁船捕撈裝備曳綱張力平衡控制技術(shù)研究，包括拖網(wǎng)曳綱張力傳感器信號(hào)采集與處理技術(shù)、張力平衡液壓控制技術(shù)、

3、電氣自動(dòng)控制技術(shù)與控制軟件的研究。通過(guò)采集曳綱張力或系統(tǒng)壓力信號(hào)，對(duì)曳綱絞車液壓傳動(dòng)系統(tǒng)模塊進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)拖網(wǎng)自動(dòng)化控制，采用液壓控制技術(shù)驅(qū)動(dòng)絞綱機(jī)調(diào)整左右曳綱張力與位置，使左右曳綱達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，解決拖網(wǎng)航速、航向變化時(shí)對(duì)網(wǎng)形變化的影響。采用Labview組態(tài)軟件設(shè)計(jì)了人機(jī)界面，記錄了采集的信號(hào)、反饋?lái)憫?yīng)以及整個(gè)拖網(wǎng)作業(yè)的運(yùn)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)控的功能。曳綱張力平衡控制技術(shù)，為提高國(guó)內(nèi)拖網(wǎng)捕撈裝備自動(dòng)化水平和捕魚效率提供了技術(shù)支持。

4、
　　本論文具體的研究?jī)?nèi)容如下：
　　第一章,通過(guò)分析大型拖網(wǎng)漁船曳綱張力控制系統(tǒng)的研究背景提出課題研究的目的和主要內(nèi)容。簡(jiǎn)要概述了拖網(wǎng)曳綱張力控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，介紹了拖網(wǎng)曳綱張力控制系統(tǒng)功能，綜述了國(guó)內(nèi)外拖網(wǎng)曳綱張力控制系統(tǒng)在各領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及研究的意義，最后并對(duì)課題研究的技術(shù)路線做了詳細(xì)總結(jié)。
　　第二章,通過(guò)分析拖網(wǎng)曳綱張力平衡控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，提出了擬解決的技術(shù)問題?？偨Y(jié)國(guó)內(nèi)外相關(guān)曳綱張力平衡控制技術(shù)的研究經(jīng)驗(yàn)和

5、現(xiàn)有的產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合資源優(yōu)勢(shì)，針對(duì)曳綱張力平衡控制系統(tǒng)開展關(guān)鍵技術(shù)的研究。結(jié)合曳綱絞車張力控制系統(tǒng)液壓原理，擬定了兩種控制方案，為了更好的滿足捕撈工況的需要最后對(duì)這兩種控制方案優(yōu)化設(shè)計(jì)。最終采用曳綱張力和速度復(fù)合控制的方案，并對(duì)該方案的控制模型做了詳細(xì)介紹。
　　第三章,根據(jù)拖網(wǎng)曳綱張力控制系統(tǒng)液壓原理,對(duì)曳綱絞車液壓系統(tǒng)的各元器件進(jìn)行參數(shù)確定,基于本課題提出的設(shè)計(jì)控制方案建立了曳綱絞車恒張力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。詳細(xì)分析了絞車與液壓馬達(dá)之

6、間的函數(shù)關(guān)系以及曳綱長(zhǎng)度的計(jì)算方法，最后推導(dǎo)出曳綱張力表達(dá)式為網(wǎng)形的控制奠定了基礎(chǔ)。
　　第四章,本章主要是對(duì)拖網(wǎng)曳綱張力平衡控制技術(shù)模塊的集成研究，通過(guò)簡(jiǎn)要的分析，確立了選用PLC為集中控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，并根據(jù)曳綱恒張力控制系統(tǒng)的需求對(duì)PLC控制器進(jìn)行選型，基于 PLC控制的基本原理繪制出整個(gè)控制系統(tǒng)的主電路接線圖。為了更好地了解電氣系統(tǒng)工作狀態(tài)，本課題采用Labview組態(tài)軟件為集中控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)控

7、的功能。最后并對(duì)其與工控機(jī)的通訊過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
　　第五章,本章首先介紹了曳綱絞車張力平衡控制系統(tǒng)的設(shè)備實(shí)物制作，并對(duì)設(shè)備在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行了相關(guān)性能的測(cè)試，詳細(xì)介紹了測(cè)試的內(nèi)容和注意事項(xiàng)。成功完成測(cè)試后將設(shè)備安裝到遠(yuǎn)洋漁船“開裕號(hào)”上然后現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝調(diào)試。調(diào)試成功完最后到海上試驗(yàn)，通過(guò)漁船上的監(jiān)控設(shè)備掃描到了網(wǎng)口的形狀變化，通過(guò)分析試驗(yàn)結(jié)果即驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的曳綱張力平衡控制系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)形調(diào)整可行性，為遠(yuǎn)洋捕撈作業(yè)提供了一定的技術(shù)