大型拖網漁船曳綱張力平衡控制系統的研究.pdf

1、隨著全球人口增加，食品需求的壓力增大，各國競相發(fā)展海洋漁業(yè)，特別是遠洋漁業(yè)。海洋不僅漁業(yè)資源豐富，還蘊藏著豐富礦產和油氣資源。雖然我國是一個漁業(yè)大國，但不是一個漁業(yè)強國，尤其是遠洋捕撈裝備與發(fā)達國家相比極為落后，存在著自動化程度低、設備捕撈效率低的問題。為了提高我國捕撈效率的成套關鍵控制裝備，實現拖網漁船最佳網形自動化控制為目標。通過開展拖網曳綱張力對網形的影響、信號采集及控制系統一體化、液壓驅動高效傳動與控制等技術的研究。并對國內遠洋

2、漁業(yè)進口的典型機型進行樣機研制和示范，形成具有自主知識產權、技術水平與國際一流企業(yè)產品相當的自主品牌產品，打破高效捕撈甲板絞車領域被國外供應商壟斷的格局，填補國內大型漁船變頻電動捕撈甲板系統絞車設計和制造的空白，為我國大洋性漁業(yè)發(fā)展提供裝備技術支撐，帶動相關產業(yè)的發(fā)展。
　　本文以深水層大型拖網網形變形問題為研究對象，開展大型拖網漁船捕撈裝備曳綱張力平衡控制技術研究，包括拖網曳綱張力傳感器信號采集與處理技術、張力平衡液壓控制技術、

3、電氣自動控制技術與控制軟件的研究。通過采集曳綱張力或系統壓力信號，對曳綱絞車液壓傳動系統模塊進行控制，實現拖網自動化控制，采用液壓控制技術驅動絞綱機調整左右曳綱張力與位置，使左右曳綱達到動態(tài)平衡，解決拖網航速、航向變化時對網形變化的影響。采用Labview組態(tài)軟件設計了人機界面，記錄了采集的信號、反饋響應以及整個拖網作業(yè)的運動控制，實現了實時自動監(jiān)控的功能。曳綱張力平衡控制技術，為提高國內拖網捕撈裝備自動化水平和捕魚效率提供了技術支持。

4、
　　本論文具體的研究內容如下：
　　第一章,通過分析大型拖網漁船曳綱張力控制系統的研究背景提出課題研究的目的和主要內容。簡要概述了拖網曳綱張力控制系統結構，介紹了拖網曳綱張力控制系統功能，綜述了國內外拖網曳綱張力控制系統在各領域的研究現狀及研究的意義，最后并對課題研究的技術路線做了詳細總結。
　　第二章,通過分析拖網曳綱張力平衡控制系統的設計要求，提出了擬解決的技術問題?？偨Y國內外相關曳綱張力平衡控制技術的研究經驗和

5、現有的產學研用聯合資源優(yōu)勢，針對曳綱張力平衡控制系統開展關鍵技術的研究。結合曳綱絞車張力控制系統液壓原理，擬定了兩種控制方案，為了更好的滿足捕撈工況的需要最后對這兩種控制方案優(yōu)化設計。最終采用曳綱張力和速度復合控制的方案，并對該方案的控制模型做了詳細介紹。
　　第三章,根據拖網曳綱張力控制系統液壓原理,對曳綱絞車液壓系統的各元器件進行參數確定,基于本課題提出的設計控制方案建立了曳綱絞車恒張力系統數學模型。詳細分析了絞車與液壓馬達之

6、間的函數關系以及曳綱長度的計算方法，最后推導出曳綱張力表達式為網形的控制奠定了基礎。
　　第四章,本章主要是對拖網曳綱張力平衡控制技術模塊的集成研究，通過簡要的分析，確立了選用PLC為集中控制系統的硬件設計，并根據曳綱恒張力控制系統的需求對PLC控制器進行選型，基于 PLC控制的基本原理繪制出整個控制系統的主電路接線圖。為了更好地了解電氣系統工作狀態(tài)，本課題采用Labview組態(tài)軟件為集中控制系統設計了人機界面，實現了實時自動監(jiān)控

7、的功能。最后并對其與工控機的通訊過程進行了詳細介紹。
　　第五章,本章首先介紹了曳綱絞車張力平衡控制系統的設備實物制作，并對設備在實驗室環(huán)境下進行了相關性能的測試，詳細介紹了測試的內容和注意事項。成功完成測試后將設備安裝到遠洋漁船“開裕號”上然后現場進行安裝調試。調試成功完最后到海上試驗，通過漁船上的監(jiān)控設備掃描到了網口的形狀變化，通過分析試驗結果即驗證了所設計的曳綱張力平衡控制系統對網形調整可行性，為遠洋捕撈作業(yè)提供了一定的技術