基于Labview与PLC设计的船舶动力监控系统

自动化技术在船舶工业上广泛应用,自动化设备逐渐取代了传统的机械式船舶设备。可编程控制器PLC和Labview程序设计作为2种新兴的控制语言,具有可靠性高、功能完善和集成程度高等优点,在船舶动力监控系统中被广泛应用。船舶的动力系统具有轴系复杂、分布较分散等特点,为了更好地解决动力系统的实时监控问题,提高船舶动力监控系统的时效性和可靠性,本文提出基于PLC和Labview程序的自动化监控系统,并分析该动力监控系统软件程序设计和硬件工作原理。     

基于虚拟仪器技术的舰船自动气象仪系统开发

海上气象观测技术在多种领域有重要应用,比如海上交通管理、船舶导航、海上台风监控与报警、海洋环境监测等。目前,比较成熟的海上气象观测技术有舰船气象仪、遥感技术等,其中,舰船自动气象仪是一种广泛装载于各类舰船的一种自动化气象观测装置,利用装载于舰船上的传感器,舰船气象仪可以采集附近海域的风速、湿度、温度、降雨等重要信息。本文利用虚拟仪器技术和Labview软件平台,设计一种新型的基于虚拟仪器的舰船自动气象仪系统,并对该舰船自动气象仪系统的硬件设计和Labview程序设计进行详细的介绍。本文率先将虚拟仪器技术运用于船舶气象仪,对改善舰船气象仪的集成度和自动化水平有重要的作用。     

PLC技术舰船数据实时通信系统设计

传统舰船数据实时通信系统在完成船舶数据实时通信过程中,需要多组数据交互设备协同完成。受到不同设备协议损耗的影响,实时通信质量很不稳定。结合PLC技术特点,提出PLC技术的舰船数据实时通信系统设计。通过PLC技术整合创建数据实时通信硬件的集成模组,根据设计硬件对通信协议接口进行设计;对接口数据进行定位策略的定义计算,从而完成整套系统设计。通过仿真实验对设计系统的数据实时通信效果进行对比验证,证明设计系统较传统通信系统,具有数据实时通信稳定性好,通信质量高的特点。     

贝叶斯统计模型在舰船机电自动控制系统中的应用

为提升舰船机电自动控制效果,设计贝叶斯统计模型的舰船机电自动控制系统。现场设备层采集舰船机电设备运行数据,利用贝叶斯统计模型检测运行数据内的异常值,并剔除异常值,可编程逻辑控制器依据机电设备运行数据,确定机电控制向量;用户操作终端依据控制向量,生成舰船机电控制指令,经由传输层传输至现场设备层,利用执行机构按照控制指令自动控制机电设备。实验证明,该系统可有效采集舰船机电设备运行数据,并实现异常值检测,精准自动控制舰船机电。     

改进分布式网络测控技术的舰船电站监控系统

现有的舰船电站监控系统,存在着自动化程度低的缺陷。为了解决上述问题,引入改进分布式网络测控技术设计舰船电站监控系统。舰船电站监控系统硬件设计包括电能计量芯片选择、电参数采集电路设计与通信接口设计;系统软件设计包括数据采集模块、数据存储模块与舰船电站测控模块。通过系统硬件与软件的设计,实现了基于改进分布式网络测控技术的舰船电站监控系统的运行。实验结果显示,与现有舰船电站监控系统相比较,设计的舰船电站监控系统极大地提升了自动化程度,充分说明设计的基于改进分布式网络测控技术的舰船电站控制系统具备更好的性能。     

基于CAN总线的舰船主动力仿真系统设计

为提高舰船主动力监控系统调试的效率,缩短主动力监控系统的出厂检验时间,增强学员系统操作培训的效果,我设计了基于CAN现场总线的舰船主动力半实物实时仿真系统。本文建立了舰船主动力系统的Simulink模型,通过CAN总线将I/O接口箱和仿真计算机相连,将Simulink中的模型数据与VC程序实时交互,并由VC界面实时显示。该系统应用于舰船主动力系统调试中,并获得了良好的调试效果,满足设计的要求。     

结合PLC和Labview的船舶发电机组测试系统

在船舶发电机组测试过程中,受到测试程序的影响,使得系统响应时间较长。因此,提出结合PLC和Labview的船舶发电机组测试系统开发研究。硬件部分针对电气控制柜、电子负载进行设计,软件部分在PLC技术的作用下,完成测试流程和发电机组测试数据的控制。通过以太网,建立PLC和Labview的通信以促进测试过程中变量数据的传递。最后,在Labview程序的作用下,利用不同函数和工具完成发电机组测试并以报表形式呈现测试结果。实验结果表明:额定功率条件下,本文系统的平均响应时间相比2种传统系统分别减少了1.04 s,1.18 s;功率递增条件下,本文系统将响应时间降低了68%,65%。     

基于Labview和PLC的船舶压载水控制系统

针对国际海事组织关于压载水只有经过处理达到相关标准才能排放的规定,本文介绍一种满足国际海事组织的《国际船舶压载水和沉积物管理与控制公约》G8准则要求的船舶压载水处理装置管理系统的组成及原理。设计一套船舶压载水处理装置控制系统,将Labview和PLC的数据通信技术应用到船舶压载水处理控制系统当中。开展船舶压载水系统控制理论的分析,建立Labview和PLC之间的数据通信关系,给出基于Lavview和PLC的船舶压载水控制系统的设计方法,详细介绍控制系统的设计思路、组成和实现方法,并对其与现有压载水处理系统的嵌入性应用进行分析。压载水处理效果经岸基试验结果表明,系统具有良好的软件交互界面,编程简单,控制效果良好,处理效果达到相关标准,具有实际应用价值。     

基于PDM的舰船计算书自动生成技术

舰船的研制是一项涉及专业面广、流程复杂的系统工程,传统的舰船计算书编制流程繁琐,存在质量隐患。针对计算书编制流程复杂的问题,提出一种新的基于PDM的计算书自动生成系统。该系统利用Office软件的数据交互技术等信息化手段,将舰船设计标准和规范以程序的方式嵌入到计算书模板文件中,同时利用Office在线编辑技术,在PDM中建立基于模板的计算书开放式管理框架,实现计算书文件数据与PDM系统数据的实时交互。该系统的上线运行提升了专业人员设计过程中的计算准确度和计算效率,在舰船总体设计过程中为设备配置、初步方案的形成奠定了良好的基础,同时也加强了舰船设计过程中的质量管控,沉淀了设计知识。     

舰船低压配电设备远程控制系统

舰船电气化、自动化水平的提升,对电力系统提出了更高的要求,需要通过远程控制实现低压配电设备的协调、节能运行,因此提出舰船低压配电设备远程控制系统设计。为了降低低压配电设备的综合能耗,设计舰船低压配电设备远程控制系统,硬件包含微处理器选型单元、控制器选型单元与通信接口硬件单元;软件包括远程控制框架搭建模块、控制器程序设计模块与配电设备协调运行控制模块。通过硬件单元及其软件模块的设计,实现了舰船低压配电设备运程控制系统的运行。实验数据显示,设计系统应用后,线路损耗降低了21.19%,设备利用率提升了66%,充分证明了设计系统具有可行性。     

船用阀门遥控控制系统的设计

船舶营运的过程中需要借助于对管系中的阀门进行开、闭控制,来实现船舶正常姿态和货物正常装卸,如果阀门控制发生故障,将对人员生命安全和船舶正常营运产生重大影响。为此,开发了船用阀门遥控控制系统,根据船舶规范及船舶自动化的要求设计出基于组态软件和PLC的控制系统,编写了相应的PLC程序和人机界面程序。     

基于PLC的船舶电站物理仿真综合模拟器的应用研究

船舶电站物理仿真综合模拟器是以第五代集装箱船5600TEU为基本仿真对象,以电站仿真系统组态软件PIMS为软件平台,采用PLC实现对自动化电站物理仿真综合模拟器的控制,提高现场数据的处理反应能力。操作者可同时在虚拟或物理面板上对模拟电站操作,操作过程数据全部保存在数据库中。     

船舶驾驶模拟器操纵及监控报警系统仿真

针对船用柴油机的运行起动操作训练,介绍了基于 LabVIEW 与 PLC 实现的船舶主机遥控起动的系统结构及其功能特点。在模拟器上通过 LabVIEW 与 PLC 之间的数据通信,实现船舶柴油机的起动操纵多种逻辑控制的模拟,建立了船舶柴油机虚拟起动仿真平台,并利用 LabVIEW SQL Toolkit 的数据通信,使用内置数据采集卡的计算机和 LabVIEW 编程语言建立了一套基于 SQL 数据库的船舶监控报警系统。该系统可给出船舶柴油机在起动操纵时参数的物力变化仪表显示量,以及操纵过程中视景变化的效果。     

船舶辅助锅炉监控系统设计

论述了应用组态王软件开发技术和PLC硬件接口技术完成了船舶辅锅炉计算机监控系统．采用PLC控制器的特点,设计了适用于PLC控制的船舶锅炉控制工作时序、I/O分配和控制程序框图．模拟试验表明设计的软件程序能满足系统的工作要求,并能实现较好的动画效果．     

海洋机动浮标机电测控系统的设计

为克服锚系浮标只能在固定站位进行海洋环境观测的不足,研发了一种可以移动的无人海洋监测平台——海洋机动浮标,本文介绍了海洋机动浮标的总体结构,构建了机动浮标的机械结构模型,设计了机动浮标测控系统,叙述了机动浮标数据通信、运动控制以及机动浮标测控系统的人机界面,并给出了机动浮标在湖中测试的实例。通过本文工作可以发现海洋机动浮标具有自主地在较大区域开展海洋环境观测等能力,对于获取大范围的海洋环境信息具有较重要价值。     

一种虚实结合的船舶压缩空气操作训练系统设计

针对航运院校采用真实船舶动力设备系统操作训练存在占地面积大、成本高且缺少实船环境的缺点,本文以船舶压缩空气系统为例设计出一种虚实结实的动力设备操作训练系统,建立了压缩空气系统的三维实体模型和设备的数学模型,通过Unity3D实现了船舶压缩空气系统的场景漫游和虚拟操作功能,采用PLC控制技术实现了空压机组的控制功能,解决了PLC控制器与Unity3D之间数据交互问题,最终实现了通过实物控制箱控制虚拟的空压机组的目的。     

船舶电力推进模拟器监控系统研究与设计

为深入开展船舶电力推进技术研究,设计了船舶电力推进模拟器监控系统．本系统采用分布式远程L／O模块完成现场数据采集,工控机实现系统的监测与控制,RS-485总线完成数据传输,监控软件应用Delphi编制．监控系统完成数据采集、推进控制以及故障处理,实现与实船相似的电力推进仿真．     

一种应用于推进系统的开放式通讯调测平台

在船用电力推进系统中,控制系统常由多个部件组成。通过部件之间的通讯,指令下发、信息采集、故障告警等多种功能才得以实现。由于各部件之间的通讯接口多种多样,如CAN、485、以太网等。可采用的通讯协议也很多样,标准协议和自定义协议都存在,所以通讯功能调测也变得重要且复杂。在调测通讯接口的过程中,采用轻量级的开放式测试平台,比起等所有部件开发完毕后集中调试要更为便利。本文介绍了一种开放式通讯调测平台的设计方案。此调测平台可直接运行于各种pc或便携机上,具有测试接口多样、测试脚本可定制的优点。在实际应用中,已取代了plc和触摸屏等多种部件进行通讯功能的调测,给开发人员带来了很大便利。     

基于Profibus-DP的西门子PLC与伟肯变频器通讯的实现

本文构建了由PC机、PLC、变频器组成的基于Profibus-DP总线的控制系统。文中分析了变频器通讯的相关参数设置及Profibus-DP通讯协议,利用Step-7和NC-Drive等软件开发实现了西门子S7-300PLC与伟肯变频器的实时通讯,同时也给出了相关组态流程及源程序。试验表明系统运行稳定、可靠。     

基于DDE技术实现Matlab与InTouch通讯研究

为了实现Matlab与InTouch之间直接通讯,分别介绍了Matlab软件和InTouch软件所提供的DDE接口,并在Matlab环境下,编写了基于DDE技术的M文件和S函数,这两种方法首次实现了Matlab和In-Touch之间的直接通讯。并解决了利用第三方软件进行接口编程的难题。通过实例证明了这种方法具有编程简单,实现方便等优点,并且支持多输入多输出模型的数据交换。