基于多舱控制的大型模块装船控制系统研究

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1、天津大学硕士学位论文基于多舱控制的大型模块装船控制系统研究ResearchonControlSystemofSlippageShipmentforLargeModuleBasedonMulti-tanksControl学科专业：机械工程作者姓名：赵瑞营指导教师：章青教授天津大学机械工程学院二零一五年十二月中文摘要海洋石油平台的装船运输是平台建造完成到海上安装过程中非常重要的一环，滑移装船方式解决了吊装作业对结构物重量的限制。深海大型模块的装船作业是一个非常复杂的过程，涉及调载系统的布置、调载值的计算、压载泵的控制等。随着海

2、洋开发模块逐渐向超大型、重型化方向发展，现有的装船技术已无法满足大型模块的作业要求。如何提高装船效率，保证装船作业安全性，提高装船作业自动化程度是当前大型模块装船技术研究中亟需解决的问题。本文在研究现阶段模块装船技术的基础上，分析现有调载管路系统布置中存在的不足，结合不同位置压载舱在调载中的作用确定快速压载舱和普通压载舱，提出一种多舱控制的调载管路系统实现调载的针对性和快速性，并构建模块化的多舱调载控制系统；根据驳船的静力学理论，分析模块装船过程中对驳船的浮态、稳性和强度要求，建立大型模块装船调载值计算模型，结合工程实际确

3、定不同的调载值计算方法；针对装船过程中自由液面、潮位、装船初始时刻和初始压载水量等复杂条件对作业安全性的影响，建立液位动态补偿模型及潮位误差修正模型，根据潮位变化和整个装船过程中的调载量确立初始时刻及初始压载水量的选择方法；构建多舱控制的大型模块装船实验平台，利用PLC软硬件平台设计控制系统，对多舱控制的大型模块装船控制系统有效性进行验证。通过对实验数据的采集和分析，验证了多舱控制的大型模块装船调载值计算方法的正确性，液位动态补偿技术和大型模块装船自动控制系统的有效性。关键词：装船；多舱控制；调载；安全性；控制系统IAbs

4、tractTheshipmentofoffshoreoilplatformisaveryimportantpartoftheprocessfromconstructioncompletedtotheoffshoreinstallation.Thewayofslippageshipmentsolvesthelimitoftheliftingoperationontheweightofthemodule.Theshipmentofthelargemoduleisacomplicatedprocess,whichinvolves

5、thearrangementoftheballastsystem,thecalculationofthevalueofballastwaterandthecontrolsystem.Theoffshoreoilplatformbecomesmoreandmorelargeandheavy,sotheexistingtechnologyofshipmenthasbeenunabletomeettherequirementsofthelargemodule.Howtoimprovetheefficiency,safetyand

6、automaticityoftheshipment,isaveryimportantproblemintheresearchofshipmentcurrently.Onthebasisofstudyingontechnologyofthelargemoduleshipment,thepaperanalyzestheexistingshortcomingsoftheballastpipelinesystem.Byanalyzingtheroleofballasttanksatdifferentpositionsintheba

7、llastprocess,thefastballasttanksandtheordinaryballasttanksaredetermined.Aballastsystembasedonmulti-tankscontrolisproposedtoachievethepertinenceandrapidityofballast,andamodularcontrolsystemformulti-tankscontrolisestablished.Accordingtothestatictheoryofbarge,therequ

8、irementofbargefloatingstate,stabilityandstrengthisanalyzedduringshipment,andthecalculationmodeloftheballastvalueisestablished.Thedifferentcomputationalm