主机供油单元的PLC控制及其仿真系统设计与实现

发布时间：2017-03-18 22:01

  本文关键词：主机供油单元的PLC控制及其仿真系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：主机供油单元是船舶动力系统的重要组成部分,其是否稳定可靠工作直接影响船舶安全和营运的效益。船舶主机供油单元设备及控制系统需要稳定可靠工作,同时要求轮机管理人员可对其熟练操作,及时分析解决故障。所以,对轮机管理人员关于主机供油单元的培训工作是至关重要的。本文结合PLC控制技术和仿真软件开发出一套主机供油单元的仿真系统。本文首先概述了主机供油单元的系统组成及自动控制工作过程；接着进行主机供油单元PLC控制的设计,包括PLC和触摸屏硬件选型、编写控制程序、进行触摸屏界面组态设计；然后建立主机供油单元的数学模型,数学模型是进行仿真的关键,主机供油单元的数学模型包括油泵模型、油柜模型、雾化加热器模型、节流元件模型和PI控制模型,对数学模型的原理和建模方法进行了详细描述；接着在.NET开发环境下,应用GDI+图形图像处理技术充分发挥C#语言的优势开发出主机供油单元二维仿真软件,实现主机供油单元系统运行、报警显示、故障设置等仿真功能,应用3ds Max软件建立主机供油单元的三维模型,并对其进行渲染优化处理,然后导入XNA虚拟现实三维引擎,实现主机供油单元虚拟现实,将二维仿真软件与三维虚拟主机供油单元相结合,实现交互操作,并通过共享数据,使二者中对应的对象状态及参数保持同步；最后建立OPC服务器,编写OPC客户端通讯程序,实现仿真系统运行PC机和PLC的实时通讯。研究成果表明,该仿真系统运行符合实船主机供油单元实际运行工况,界面友好直观、操作性强、PLC控制运行稳定可靠,为轮机管理人员的培训提供了准确生动的工具,同时对主机供油单元的课题研究也具有一定的参考价值。
【关键词】：主机供油单元 PLC控制 数学建模 仿真系统
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U664.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-13
• 1.1 选题背景及意义10-11
• 1.2 燃油粘度自动控制系统发展11-12
• 1.3 本文的研究工作12-13
• 第2章 主机供油单元系统概述13-21
• 2.1 主机供油单元的组成13-17
• 2.2 主机供油单元的工作过程17-18
• 2.3 主机供油单元自动控制18-21
• 第3章 主机供油单元PLC控制的实现21-45
• 3.1 PLC简介及模块选择21-25
• 3.1.1 PLC简介21-24
• 3.1.2 模块选择24-25
• 3.2 PLC程序开发过程25-32
• 3.2.1 PLC程序基本结构25-27
• 3.2.2 PLC程序开发基本步骤27-32
• 3.3 主机供油单元控制系统程序设计32-45
• 3.3.1 燃油温度粘度控制程序设计33-35
• 3.3.2 油泵控制程序设计35-38
• 3.3.3 混油桶排气程序设计38-39
• 3.3.4 三通阀控制程序设计39-40
• 3.3.5 反冲洗滤器控制程序设计40-41
• 3.3.6 综合报警程序设计41-42
• 3.3.7 人机界面设计42-45
• 第4章 主机供油单元仿真系统实现45-70
• 4.1 仿真系统结构设计45
• 4.2 数学模型的建立45-50
• 4.2.1 油泵数学模型46-47
• 4.2.2 油柜数学模型47-48
• 4.2.3 雾化加热器数学模型48-49
• 4.2.4 节流元件数学模型49
• 4.2.5 PI控制器数学模型49-50
• 4.3 二维仿真设计50-57
• 4.3.1 开发环境简介50
• 4.3.2 仿真程序体系结构50-51
• 4.3.3 模型仿真实现51-54
• 4.3.4 仿真软件界面设计54-57
• 4.4 三维仿真设计57-70
• 4.4.1 三维建模57-62
• 4.4.2 XNA程序基本框架62-63
• 4.4.3 主机供油单元三维虚拟现实的实现63-70
• 第5章 仿真系统与PLC通信70-76
• 5.1 OPC技术简介70
• 5.2 OPC通信的实现70-76
• 5.2.1 基于PROFINET的OPC服务器建立70-73
• 5.2.2 OPC客户端通信程序开发73-76
• 第6章 结论与展望76-77
• 参考文献77-81
• 攻读学位期间公开发表论文81-82
• 致谢82-83
• 研究生履历83

【参考文献】

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本文编号：255056