VLCC货油装卸主系统安全运行监控研究

摘要

本文主要对超大型油船货油/压载系统的泵阀以及电力系统中的应急电源进行了监控研究，开发出新型的电流检测装置，设计了相应的监测控制软件。本课题来源于“十五”国家重大技术装备研制和重大产业化技术开发的专题项目《油船系列船型优化与换代技术开发》中的子专题“货油装卸操作系统程序研究开发”，本课题的工程依托是大连新船重工为丹麦A.P.NOLLERMAERSK公司设计建造的超大型油船APMVLCC。 本文对应急电源及货油/压载系统监测系统的研究主要分为检测装置的硬件开发和监控软件的设计两部分。利用霍尔元件的霍尔效应，开发出双侧式霍尔电流传感器，分析设计了传感器的结构，设计了传感器调理电路和实验系统，对霍尔电流传感器进行了标定实验。标定结果表明：传感器的线性度好，满足设计要求。应用该传感器和数据采集卡组建了数据采集系统。分析了货油系统管路的泵阀工作状态逻辑，为货油装卸主系统的软件设计奠定了理论基础。采用目前测控领域比较先进的虚拟仪器软件平台LabVIEW设计了监测系统的软件，包括数据采集模块、数据显示模块、数据存储模块和声音报警模块。设计了应急电源监测软件的数据库，用于存储和管理实时数据和故障报警信息。通过本文设计的监测系统可以实时监测货油主系统设备的运行状态及运行参数，当系统发生故障后，系统自动发出声音报警，并进行报警信息的存储。 结果表明，本货油主系统安全运行监测系统工作正确，精度较高，达到了预期的目标。

目录

文摘

英文文摘

大连理工大学学位论文版权使用授权书及独创性说明

1引言

1.1课题的来源及意义

1.2国内外研究概况及发展趋势

1.2.1油船发展概况

1.2.2我国大型油船的开发现状

1.2.3船舶自动化的发展概况

1.2.4霍尔电流传感器概述

1.3本课题的主要研究内容

2应急电源与压载、货油监控系统总体方案设计

2.1侧式霍尔电流传感器

2.1.1霍尔电流传感器结构设计

2.1.2信号调理电路的设计

2.1.3传感器的实验研究

2 2数据采集系统设计及监测系统的软件选择

2.2.1数据采集卡的选择

2.2.2软件平台的选择

2.3软件的总体设计

2.4应急电源监测系统设计

2.5船舶货油/压载系统监控软件设计

2.5.1船舶货油主系统泵阀逻辑分析

2.5.2监测软件的设计

2.5.3压载系统监控研究

3双侧式霍尔电流传感器与调理电路的实验研究

3.1霍尔传感器基本原理

3.1.1霍尔元件基本工作原理

3.1.2霍尔元件基本电路

3.2双侧式霍尔电流传感器结构设计

3.3信号调理电路设计

3.3.1放大电路设计

3.3.2滤波电路

3.3.3调零电路设计

3.4传感器标定

3.4.1第一侧霍尔电流传感器特性标定

3.4.2第二侧霍尔电流传感器特性标定

4数据采集系统及软件系统的选择

4.1数据采集系统

4.1.1数据采集卡的选择

4.1.2接口板的设置与使用

4.2系统软件的选择

4.2.1虚拟仪器的概念和特点

4.2.2虚拟仪器的构成

4.2.3典型虚拟仪器结构

4.2.4图形化编程语言LabVIEW

5应急电源系统监控研究

5.1应急电源简介

5.2应急电源监测主界面设计

5.3 UPS电源监测软件设计

5.3.1 UPS电源监测界面设计

5.3.2声音报警模块设计

5.3.3数据库存储模块

5.4 DC电源监测软件设计

5.5数据库设计

5.5.1系统数据库平台

5.5.2数据库接口

5.5.3数据库的建立

5.5.4数据库的功能设计

6货油/压载监控程序设计

6.1货油装卸主管路结构

6.2货油系统主管路装卸顺序分析

6.2.1装载货油

6.2.2卸载货油

6.3货油泵、阀自动控制逻辑设计

6.4货油系统监控软件设计

6.4.1货油系统监测与自动控制程序

6.4.2货油系统手动控制程序

6.4.3货油泵状态参数监测程序

6.4.4货油泵控制程序

6.5压载系统装卸监控研究

6.5.1压载泵、阀自动控制逻辑设计

6.5.2压载系统程序设计

结 论

展 望

参考文献

附 录

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢