船舶吃水量采集与显示系统的设计【文献综述】

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1、毕业设计文献综述电气工程及其自动化船舶吃水量采集与显示系统的设计前言：通常把能航行，停泊于水域，从事运载，作战，作业，科研等的水上构建物统称为船或者船舶。船舶有着悠久的历史，早在人类有文字记载之前，就有独木舟的传说。随着人类历史的发展，船舶业经历了由简单到复杂的发展过程。至今船舶一是种类繁多，用途各异，日趋复杂和越发专业化的水上建筑。地球有70.8%的面积被水覆盖，船舶在其有着丰富的应用。但是船舶作为一种交通工具来说，本身就有其危险性，有着不可分割的机械弊端。而且在经济全球化的现代，船舶运输的压力更加承受各个运输行业的压力。船舶不具备其他运输系统的优势，船

2、舶超载的现象越来越严重。相对于陆上的交通而言，船舶的超载并不是一个称就可以衡量的。然而，船舶数量和密度均大幅增加，随着航运量的不断增大，各种船舶事故对航运安全的威胁日益严重，影响也越来越大。其中，最为严重的是通航船舶的超吃水问题。为保证这条水上交通大动脉的安全畅通，国家每年都需要投入数亿元资金，分配数千名航道工人挖泥，清楚障碍，用以保证航道畅通。但受利益驱使，还是有一些船主置国家航运超载的禁令于不顾，采取瞒报船舶吃水吨位、制造假吃水线、夜间通过浅水区等等的手法，逃避执法部门的检查。不仅给船舶和人员带来直接经济损失，更加阻碍水上交通的正常运行，威胁通航安全。

3、船泊的通航事故将会造成整个枢纽航道断航或碍航。设计船舶吃水量信息采集与显示系统，来实现对吃水量信息的实时检测，不但可减少一大部分船舶事故的发生，而且可以大大提高船舶吃水量的检测速度，具有非常重大的现实意义。本文结合实际项目需求，在对比吃水量信息采集方法后，应用压力传感器测量吃水深度，在传感器检测吃水量信息的基础上，通过A/D转换，采用单片机对采集的数据进行运算，分析和显示。传感器检测的数据一部分传给了单片机，另一部分传给了压载水舱，通过传感器测量的模拟量进行电压的比较，来控制继电器的工作。PLC自动控制系统则根据继电器的启动信号进行压载水舱水量的自动调节，

4、实现了船舶的平衡，具有非常重大的意义。在对传感器检测的模拟量进行比较时，由于采用了模拟化的比较，和现实生活中有比较大的不同，然而在船体倾斜极限上的研究稍微欠深，也是本文的不足和继续研究的方向。正文：文献[1]为我们介绍了许多研究方法，文献中采用了声纳系统来检测船舶的水深。这是我研究的一个方向，有一定可取和对比性。1、人工观测，就是依靠经过长期训练的观察人员通过观测船舶的水尺标志而获得船舶的实际吃水，进行人工观测人工记录人工比对;2、超声波水尺和载重测量就是依据超声波测距原理，以船体舷边甲板为基准测量船舶吃水，通过测量超声波回波返回的时间，根据当时当地声速，

5、测得船体主甲板至水面的距离等参数，计算出吃水值;3、压力传感器安装在船舶空载吃水线的位置上，利用水压的变化反映出水深的变化这一特性，当船舶载货后吃水变深，根据压力传感器获得的数值，经过换算后，即可得出船舶的吃水深度:4、电子水尺的基本工作原理是利用水的导电性，采用类似于人工观测水位的方法，它是自上而下依次读取每个感应触点(即探针)的电导，在探测到探针和水面接触的位置，探针间的电导会突变增大从而确定水位值;5、激光水位计的测量原理类似于超声波测量，利用光速的不变性，通过测量激光束往返的时间，间接获得当时的水位信息。文献[2]为我们介绍了国外的一些关于PLC方

6、面的技术，有一定可行性。文献[3]提出了二维数据的粗差剔除法，对于数据的采集有一定见解和帮助，可以有效的利用采集的数据便于分析。文献[4]主要介绍了变阻式压力传感的利用，如何将压力转化为我们所需要的深度，具有一定的帮助。文献[5]介绍了吃水仪的使用方法和规定。文献[6]主要介绍了单片机2的发展历程和使用前景。文献[7]主要介绍了单片机的抗干扰的设计和要求，以及一些具体实施的方法。文献[8]主要介绍了单片机软件的使用和单片的使用规范。文献[8]介绍了一些关于PLC的注意事项和一些具体的实施步骤。文献[10]为我们介绍了一些PLC发展的历史，主要可以分为：1.

7、早期的PLC(20世纪60年代末一70年代中期)一般称为可编程逻辑控制器。这时的PLC多少有点继电器控制装置的替代物的含义，其主要功能一般只用于单一工序的自动控制。2．中期的PLC(20世纪70年代中期-80年代中，后期)在微处理器的出现使PLC发生了巨大的变化美国，日木，德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为PLC的中央处理单元(CPU)。3．近期的PLC(20世纪80年代中后期至今)进入20世纪80年代中后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。结论：本课题的研究目标主要

8、是实现通航船舶吃水信息采集和显示系统。船舶通航时，能实刻通过采集通