絞吸式挖泥船監(jiān)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、絞吸式挖泥船的監(jiān)控系統(tǒng)是挖泥船正常工作中必備的系統(tǒng)，它的作用主要是監(jiān)視挖泥船的施工過(guò)程，并通過(guò)控制各子系統(tǒng)使它們相互協(xié)調(diào)的完成作業(yè)。目前，對(duì)于挖泥船的要求不斷提高，不僅要求它的疏浚速度更快，更安全，更經(jīng)濟(jì)，而且要求挖切精度更高。近年來(lái)，各種新技術(shù)、新方法如雨后春筍般大量涌現(xiàn)，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。挖泥船作為一種常用的工程船舶，正朝著高智能化方向發(fā)展，大量新技術(shù)被應(yīng)用，使挖泥船的監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生了巨大的變化。高智能化使挖泥船實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，

2、節(jié)省了人力成本，而且減少了出現(xiàn)故障的次數(shù)和故障維修時(shí)間。
　　本文根據(jù)要求設(shè)計(jì)了基于PLC為核心，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與PLC通信的絞吸式挖泥船監(jiān)控系統(tǒng)。上位機(jī)與下位機(jī)通信采用了OPC接口技術(shù)，并使用工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)作為通信介質(zhì)，增加了通信速率，減少了外界干擾。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還為新增設(shè)備預(yù)留了通信通道，將新設(shè)備的通信接口連接到以太網(wǎng)接口就能夠直接與上位機(jī)進(jìn)行通信。
　　本文首先介紹了挖泥船監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)控制器之間

3、采用主從通信方式，PLC和變頻器之間采用Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線連接，其中S7-300 PLC作為主站，S7-200PLC和MM440變頻器作為從站分布于現(xiàn)場(chǎng)，它們負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制并采集相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)。對(duì)PLC程序的編程設(shè)計(jì)采用Step7編程軟件，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，通信設(shè)置可以有效減少編寫(xiě)程序的工作量。
　　其次對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)中絞刀電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，設(shè)計(jì)了模糊PID控制器，通過(guò)模糊推理得到PID參數(shù)的模糊控制查詢(xún)表，利用PLC給定

4、速度與采集的實(shí)際速度，進(jìn)行模糊PID控制，在Matlab仿真軟件中對(duì)挖泥船驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)速度響應(yīng)曲線進(jìn)行仿真，并在Simulink中建立速度響應(yīng)曲線控制系統(tǒng)模型，將傳統(tǒng)PID控制與模糊自整定PID控制系統(tǒng)建模仿真得到的速度曲線結(jié)果比較，從結(jié)果中看出模糊PID控制性能更加優(yōu)越，更為可靠，達(dá)到了較好的效果。
　　最后是挖泥船監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，上位機(jī)程序采用LabVIEW進(jìn)行編寫(xiě)，程序的前面板主要設(shè)計(jì)了分布于挖泥船上設(shè)備運(yùn)行狀況的參數(shù)畫(huà)面，