船用阀门控制小型实验系统的设计与开发.docx

摘要：随着造船业与各种高新技术的飞速发展，各种高智能化的自动化器材得以在船舶领域得到了广泛的应用。为了保持船舶的稳定性，船舶的吃水与纵倾比都是按照要求设定的，船舶的燃料将会因船舶运行而逐渐减少，饮用水也在日趋减少。且货舱中货物的数量在经过每一个港口时都难免会出现变化这些因素都会改变船舶的吃水从而影响船舶的航行性能。为了解决因多种原因而导致的船舶无法稳定运行的问题，设计人员设计了压载水舱。

本文是基于集装箱船压载系统的基础上，依据实际船舶保持平衡使用的压载水系统中的所需信息与需要控制的设备，完成了液位遥测和阀门遥控系统的软硬件设计，并搭建了一个小型实验平台，预期能够实现的功能为智能的通过组态软件控制电磁阀门与水泵工作调节各个舱室的水位。

为了验证实验平台的可靠性，首先经过了上下位机的通信、传感器采集液位信息、阀门与泵的顺序控制以及通过上位机的组态软件测得液位信息并用所测信息控制阀门与泵的动作的硬件测试过程。在硬件测试完成后，进行了平台搭建的工作以及平台的测试与结构优化工作。在硬件完成所有的调试后对程序进行了优化，使本实验平台能够通过输入的液位调整水位的功能。经过液位调控的测试实验，测得的数据显示本平台能够迅速地完成各舱室的水位的调节。

关键词： PLC，阀门遥控，液位遥测

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-5

1.1 课题背景-5

1.2 液位遥测与阀门控制国内外研究现状-5

1.3 课题内容与预期效果-6

1.3.1课题内容-6

1.3.2预期效果-6

第二章 船用阀门控制小型实验系统的总体方案设计-7

2.1 系统的功能要求-7

2.2船用阀门小型实验系统的布局简介-7

2.3 系统总体结构设计-8

2.4 本章小结-9

第三章 船用阀门控制小型实验系统的硬件设计-10

3.1水箱装置的硬件设计-10

3.1.1 水箱结构的设计-10

3.1.2管道的布置与选择-10

3.2PLC以及扩展模块的选型-11

3.2.1PLC与模拟量拓展模块选型-12

3.2.2通讯模块以及电源模块的选型-12

3.3控制柜元件的硬件选型-13

3.4 执行元件与传感器的选型-14

3.4.1 执行元件的选型-14

3.4.2 传感器的选型及其工作原理-15

3.5船用阀门小型系统的电气设计-16

3.6船用阀门小型系统的控制柜布局-17

3.7本章小结-18

第四章 船用阀门控制小型实验系统的软件设计-19

4.1船用阀门控制小型实验系统的控制设计-19

4.2船用阀门控制小型实验系统的程序设计-20

4.3船用阀门控制小型实验系统上位机界面-22

第五章 实验室调试-23

5.1阀门与水泵的调试-23

5.2传感器的调试-23

5.3实验平台的优化-23

5.4最终实验平台测试-25

第六章 总结与展望-28

6.1 总结-28

6.2展望-28

6.3体会心得-29

参考文献-30

致  谢-32