潜艇悬停及均衡试验装置控制系统的研制

发布时间：2017-08-31 11:41

  本文关键词：潜艇悬停及均衡试验装置控制系统的研制

  更多相关文章： 潜艇 悬停 均衡 现场总线 闭环控制

【摘要】：潜艇因其具有强大的作战能力和威慑作用,在各国海军中备受关注和重视。研究潜艇的操纵控制方法和规律,对提高其作战能力具有重要的军事意义。悬停及均衡试验装置,不仅可以在实验室完成悬停、均衡控制技术及控制规律的研究,而且还能在实验室进行新型潜艇的抗沉和容错功能的研究。悬停及均衡试验装置由显示控制台、一套水路系统和气路系统等组成。其中,水路系统分为悬停模拟分系统、浮力均衡模拟分系统、纵倾平衡模拟分系统,采用合适容积的耐压水罐模拟实艇上的悬停专用水舱、浮力调整水舱、纵倾平衡水舱,用与装艇设备相近的泵阀将各水舱按艇上的基本要求与模拟舷外海水的深度水舱连接起来。在本地电动模式下,由显示控制台独立控制相应的泵阀,完成悬停自流注水、悬停泵排水、悬停水舱移补水、均衡自流注水、舱底泵/舱底泵排水、纵倾水舱间移水等工况。本地自动模式下,显示控制台通过以太网接收抗沉台指令,完成相应的工况。在遥控模式下,泵阀的控制权切换给容错台,由其完成悬停和均衡试验;显示控制台显示泵阀状态等并将相关信息上传到以太网。悬停及均衡试验装置中的显示控制台、容错控制台、抗沉控制台、潜艇运动仿真设备之间构建以太网,采用UDP协议进行数据通讯。显示控制台以西门子S7-300PLC为控制中心,利用CPU集成DP口和CP通讯模块分别建立两个PROFIBUS DP现场总线网。其中所有的PA传感器构建一个PA总线网再并入1#DP网;带CAN接口的流量调节阀和供排气阀组也组成两个CAN总线网,使用PB-B-CAN设备与所有DP流量传感器一起接入2#DP网。PLC内部使用通讯模块和控制功能块,实现数据采集和处理,并将逻辑运算结果输出到指定泵阀,实现相应的闭环控制功能。深度舱的压力控制和悬停舱内外压差控制由气路供排气阀组完成,水路的注排水量调节由海水流量调节阀实现。PLC通过其PROFINIT接口与上位机连接,采用UDP协议进行数据通讯。无论装置处于哪种工作模式,PLC均会采集泵阀的状态信号、流量、压力、液位等信号,并周期地上传给上位机。同时,上位机在其主界面上以图形、曲线和数字的方式显示接收到的信息。
【关键词】：潜艇 悬停 均衡 现场总线 闭环控制
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U674.76
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究概况11-13
• 1.3 论文的主要研究内容13-15
• 2 系统总体设计方案15-26
• 2.1 水路系统组成与原理15-17
• 2.2 控制系统设计17-21
• 2.3 电路设计21-25
• 2.4 本章小结25-26
• 3 PLC控制系统设计与实现26-53
• 3.1 主要硬件设备的选型27-30
• 3.2 硬件配置30-34
• 3.3 PROFIBUS总线构建34-41
• 3.4 CAN网构建41-47
• 3.5 手动流量调节的实现47-52
• 3.6 本章小结52-53
• 4 软件设计与实现53-61
• 4.1 软件的功能要求53-57
• 4.2 PLC逻辑程序设计57-59
• 4.3 PLC与上位机通信59-60
• 4.4 本章小结60-61
• 5 总结与展望61-63
• 5.1 全文总结61-62
• 5.2 课题展望62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-68
• 附录1 控制柜实物图68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 严丽霞,瞿坦;一种基于Profibus的经济型现场总线控制系统[J];自动化仪表;2002年05期

2 方彦军,胥军;PROFIBUS-DP高速现场数据通信网络的组建[J];工业仪表与自动化装置;2005年03期

3 蔡延晨;;PROFIBUS-DP在轧钢电控中的应用[J];电气时代;2006年06期

4 ;2007年9月份PROFIBUS系统安装及故障排除培训班火热报名中[J];国内外机电一体化技术;2007年S2期

5 ;首期PROFIBUS技术工程师资格认证培训圆满结束[J];国内外机电一体化技术;2008年03期

6 丁海大;胡林献;;PROFIBUS总线在发电厂数据采集系统中的应用[J];节能技术;2008年04期

7 张智杰;吕泽翔;;基于PROFIBUS的污水处理控制系统设计[J];电气时代;2009年05期

8 周涛;王维庆;张锐敏;;PROFIBUS-DP智能转换接口的设计[J];仪器仪表用户;2009年04期

9 宁德魁;刘震;;PROFIBUS PA设备研发[J];中国仪器仪表;2011年S1期

10 滕晓波;;基于软PLC的PROFIBUS应用[J];中国仪器仪表;2011年S1期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 杨少华;;PROFIBUS-DP在两用开包机电控系统中的应用[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年

2 牛延华;姚尚宏;张树霞;;PROFIBUS DP网在毛化床中的应用[A];2007年河北省轧钢技术与学术年会论文集（下册）[C];2007年

3 ;A New Approach of Integration of PROFIBUS-DP Systems into Industrial Ethernet Systems[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

4 童睿;艾军;;PROFIBUS总线的安装与施工[A];第十四届中国科协年会第9分会场：建材工业电子信息及仪控技术研讨会论文集[C];2012年

5 王莹;崔刚;;基于PROFIBUS冗余网络的电厂数据采集系统[A];第六届中国测试学术会议论文集[C];2010年

6 王明生;陈政石;李铁鹰;;自动化分拣系统中基于PROFIBUS-DP协议的多电机控制系统的研究[A];中国自动化学会中南六省（区）2010年第28届年会·论文集[C];2010年

7 杨少华;;PROFIBUS-DP在两用开包机电控系统中的应用[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年

8 云利军;孙鹤旭;;PROFIBUS-DP接口开发及其在工业控制中的应用[A];冶金轧制过程自动化技术交流会论文集[C];2005年

9 杨书评;宫迎辉;;PROFIBUS在镀锌生产线的应用[A];全国先进制造技术高层论坛暨制造业自动化、信息化技术研讨会论文集[C];2005年

10 田红芳;李颖宏;;基于PROFIBUS-DP的提升机深度指示仪的设计[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年

中国重要报纸全文数据库 前8条

1 记者 熊余平;PROFIBUS安装节点突破一千万[N];中国冶金报;2004年

2 高雪娟;PROFIBUS-PROFINET 让制造业信息融汇贯通[N];中国计算机报;2004年

3 记者 于鸿宾;中国现场总线PROFIBUS产品测试实验室通过验收[N];中国机电日报;2001年

4 陈庆 蒙祖旺 王锋 郑晟;华为变频器及其 PROFIBUS 适配器在地维水泥厂的应用[N];科技日报;2000年

5 本报记者　 凌维;自动化新技术异彩纷呈[N];中国工业报;2006年

6 毛广海 陈俊;基于PROFIBUS现场总线的SCADA矿渣粉磨控制系统设计[N];中国建材报;2009年

7 严小斌 章昱红;现场总线技术在新钢公司6号高炉应用[N];中国冶金报;2009年

8 ;西门子 集成管理自动控制[N];中国纺织报;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杨菲;基于以太网的PROFIBUS测试平台的研究[D];北京交通大学;2010年

2 舒健;PROFIBUS设备故障诊断算法的应用研究[D];上海交通大学;2011年

3 张宇;基于ZigBee协议的PROFIBUS-DP无线从节点关键技术研究[D];天津理工大学;2015年

4 陈诚;基于PROFIBUS-DP的模块化柔性自动化实训生产线实现[D];昆明理工大学;2015年

5 叶伟;PROFIBUS DP总线分析器的高速采集模块的设计[D];沈阳理工大学;2015年

6 张志冲;基于PROFIBUS-DP通讯的伺服运动控制系统开发[D];山东大学;2015年

7 司凯;基于Profibus-DP的分布式控制系统通讯主站设计[D];西安电子科技大学;2014年

8 田鹏;基于Profibus DP的自适应波特率HUB模块设计与应用[D];西安电子科技大学;2014年

9 罗鹏;斗轮堆取料机智能润滑应用技术研究[D];湖南师范大学;2015年

10 杜群;PROFIBUS现场总线在扁丝生产中的应用研究[D];西安工程大学;2015年

，

本文编号：765399