【毕业学位论文】（Word原稿）3万立方米级耙吸挖泥船疏浚集成监控系统分析和设计-软件工程

硕士学位论文 （专业学位） 3 万 立方米级 耙吸挖泥船 疏浚集成 监控 系统 分析和设计 姓 名： 缪袁泉 学 号： 0921170012 所在院系：软件学院 学科门类： 软件工程 学科专业：软件工程 指导教师： 夏波涌 校外导师： 王培胜 二一 三 年 四 月 A in 0000 0921170012 2013 3万方耙吸挖泥船疏浚集成监控系统的分析和设计 万立方米级耙吸挖泥船疏浚集成监控系统分析和设计 缪袁泉 同 济 大 学 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全 部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 年 月 日 3万方耙吸挖泥船疏浚集成监控系统的分析和设计 济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 年 月 日同济大学 硕士学位论文 摘要 摘要 根据工信部联装 2010332 号工业和信息化部、财政部关于自主品牌中高压船用（海工）发电机系列研发等 10 个项目立项的批复的有关要求，上海航道局与中国船舶工业公司第 708 研究所共同承担“ 3 万立方米级耙吸式挖泥船自主研发”项目，其中本人所在的 公司 承担该挖泥船疏浚 集成 监控 系统 子课题的研究 。 本课题 充分理解了国内 外大型 、超大型 耙吸挖泥船的工作原理及工作方式，分析了 耙吸挖泥船疏浚监控 系统 的实际需求，并结合实际的工作环境 以及国际、国内的成功应用案例。以先进性、合理性和经济性为原则，设计出具有先进软件设计思想、先进软硬件配置以及先进通用软件接口模式的 疏浚集成 监控 系统，具体 包括疏浚集成 监控 系统需求 分析 及架构设计、疏浚设备的自动控制功能 研究 、疏浚 仪器 仪表的配置 研究 等。 本课题的工程应用价值在于可以据此 配套生产 超大型 耙吸挖泥船的 国产 集成 监控 系统， 并具有自主知识产权。 根据相关报告， 目前 超 大型耙吸挖泥船的单船年产值在 2 亿元以上， 疏浚船舶自动控制系统可以提高单船平均产量 5最大程度上降低人员劳动强度，提高工作效率。而且自动控制系 统还可以有效避免船舶机损事故，提高设备运行的可靠性。 论文以 疏浚集成 监控 系统的可靠性、安全性、准确性 为原则 ，提供 了 一个集高性能的 过程监视与控制、高效的信息处理 、自动化的操作 、友好的用户界面等技术为一体的 系统 总体设计 方案。主要包含 疏浚集成监控 系统的 需求分析、系统的 总体 架构 、疏浚控制系统 的具体功能与实现 、疏浚轨迹 及 剖面显示系统 、 功率管理系统、远程无线监控系统、 结论 与展望 等部分。 关键词： 耙吸挖泥船 疏浚集成监控系统 疏浚轨迹及剖面显示系统 自动控制 器 人机界面 3万方耙吸挖泥船疏浚集成监控系统的分析和设计 to 2010 332 of o. 708 30,000 of of of of as as of in we of of of of is to of to at a an of of 00 to of as a of a of It of of 目录 I 目录 第 1 章 概述 . 1 究背景和意义 . 1 吸挖泥船的工作原理 . 2 壤挖掘系统 . 2 浆输送系统 . 4 . 4 泥系统 . 4 岸系统 . 5 浚控制系统 . 5 标船概况 . 5 浚集成监控系统的概念和作用 . 7 文的研究内容和组织结构 . 8 第 2 章 疏浚集成监控系统的需求分析 . 9 述 . 9 控对象 . 9 制方式 . 10 制等级 . 10 制位置 . 10 制系统的冗余 . 11 系统划分 . 11 准与规范 . 12 第 3 章 疏浚集成监控系统的硬件架构 . 13 制台柜 . 13 . 13 . 14 驶室 19寸机柜 . 14 9 寸机柜 . 14 . 14 拟操作屏 . 14 场 制采集柜 . 14 算机及网络系统 . 15 络连接 . 15 络交换机 . 15 务器及工作站 . 15 统 . 17 感器及疏浚仪器仪表 . 17 源系统 . 18 3万方耙吸挖泥船疏浚集成监控系统的分析和设计 4 章 疏浚集成监控系统的软件架构 . 19 软件概述 . 19 件应用环境 . 19 件主要功能 . 19 总体结构 . 19 件 . 20 述 . 20 . 21 信驱动 . 21 . 23 . 23 史数据采集与回放 . 24 全 . 25 . 25 件 . 26 . 26 件功能 . 26 件结构 . 27 件 . 32 远程监控软件 . 32 第 5 章 疏浚控制系统的具体功能与实现 . 33 耙臂系统 . 33 臂位置指示系统 (. 33 动耙臂绞车控制器（ . 37 动耙头（ . 39 吃水装载系统 . 39 水装载仪（ . 39 动吃水控制器（ . 40 疏浚 . 41 泵 . 41 浚管系闸阀 . 42 动低浓度排放（ . 43 动泥泵控制 器（ . 43 液压 . 44 泥门 . 44 底泥门 . 44 舱门 . 45 高压冲水 . 45 压冲水泵 . 45 压冲水管系蝶阀 . 45 目录 甲板绞车 . 46 应急操作 . 46 急 作 . 46 工应急操作 . 46 主配电板监视 . 47 第 6 章 疏浚轨迹及剖面显示 系统 . 48 统组成 . 48 统功能 . 48 件技术路线 . 49 件模块 . 49 第 7 章 功率管理系统 . 51 统组成 . 51 统功能 . 51 制内容与要求 . 52 第 8 章 远程无线监控系统 . 54 统组成 . 54 术路线 . 54 件模块 . 55 第 9 章 结论与展望 . 56 工作总结 . 56 系统改进和优化的思考 . 56 展望 . 57 致谢 58 参考文献 59 个人简历、在读期间发表的学术论文与研究成 果 . 61 第一章 概述 1 第 1章 概述 研究背景和意义 根据工信部联装 2010332 号 工业和信息化部、财政部关于自主品牌中高压船用（海工）发电机系列研发等 10 个项目立项的批复的有关要求，上海航道局与中国船舶工业公司第 708 研究所共同承担“ 3 万立方米级耙吸式挖泥船自主研发”项目，其中本人所在的公司承担该挖泥船疏浚 集成 监控系统子课题的研究。 伴随着疏浚技术的日益发展，新的作业方式和能力的不断进化，进入 20世纪 90年代以来，大型耙吸式挖泥船的发展相当迅猛，并日趋大型化、智能化、多功能化， 2填工程中起了“领头羊”的作用，而这个等级的挖泥船国内尚未 有自主的产品 2017。 超大型耙吸式挖泥船 涉及疏浚工程、船舶工程、机电、信息等多种学科， 属于高技术、高难度、高附加值的船舶 。 一艘 3万立方米级超大型耙吸式挖泥船的国外造价约 过了二艘 30万吨 其 设计建造反映了一个国家在 装备 制造业和船舶工业 的 研发水平；反映了国家的科技、制造业和信息化水平。 本项目的实施有利于中国疏浚行业加快实施国际化战略，提升国际竞争力，振兴民族疏浚产业，为中国疏浚业全面可持续发展做出更大贡献，使中国成为真正意义上的疏浚强国，有益于 推动船舶工业 “ 转型升级 ” ， 实现 我 国成为世界造船强国的战略目标 。 近年来，中国船舶工业实现了跨越式发展，我国已经成为世界最重要的造船大国。但是，我国目前的船舶制造业主要存在大而不强的问题，尤其是工程船制造业高附加值配套产品基本依赖于进口，与世界先进水平的综合差距在 10 年以上，其中船舶自动化控制系统关键装备应用方面的差距则更大，远远落后于造船发达国家。船舶自动化控制系统关键装备落后已成为制约我国高端船舶制造业发展的瓶颈，直接影响我国造船工业的整体水平和国际地位。 为此 国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定指出：海洋工程装备作为现 阶段重点发展和培育的战略性新兴产业之一 。自主研发超大型耙吸挖泥船势在必行。 为摆脱国外企业在该领域的技术垄断，上海航道局率先在国内建造了具有自主知识产权的 6艘 10000立方米级的耙吸挖泥船。 但目前国内尚无 2疏浚集成监控系统也没有成熟的技术可以借鉴。 “ 3万立方米级耙吸式挖泥船自主研发”项目 为开展这方面研究提供了良好的平台。 本课题的工程应用价值在于可以据此 生产 耙吸挖泥船的 疏浚 集成 监控 系统， 为民族3 万方耙吸挖泥船疏浚集成监控系统的分析和设计 2 疏浚产业配套生产具有自主知识产权的超大型耙吸挖泥船疏浚监控系统，打破国外企业的 技术垄断 是上航人的目标 。目前 超 大型耙吸挖泥船单船 的 年产值在 2 亿元以上， 根据相关报告， 疏浚监控系统 可以提高单船平均产量 5最大程度上降低人员劳动强度，提高工作效率。而且 疏浚监控 系统还可以有效避免船舶机损事故，提高设备运行的可靠性。 耙吸挖泥船的工作原理 耙吸式挖泥船 （简称耙吸船） 是 装有耙头、吸泥管、泥泵和泥舱等 特种装置 ，在慢速航行中自水底耙吸泥沙装舱，装满后快速航行至抛泥区卸泥 或吹岸 的挖泥船。耙吸式挖泥船 是各类挖泥船中适应能力最强、技术含量最高、适应范围最广、单船造价最高的挖泥船 。 耙吸船 通过置 于船体两舷 （或单侧） 的 耙 管 吸入泥浆，以边吸泥、边航行的方式工作。利用 耙齿 和高压冲水 松土，船中设开底泥舱，舱容积 为 数百方至数 万方 不等 。 一般而言舱容量是耙吸船的主要技术指标，代表了耙吸船的主要生产能力，其他指标包括最大挖深、装机总功率、满载吃水、满载航速等。 其挖泥方法与真空吸尘器类似 。 船上装有 大功率 泥 泵 ,通过 泥 泵 产生的真空吸力 从海底吸起 耙头上耙齿破碎的泥浆 ,排入本船泥舱 边航 行 边挖泥 ,泥舱装满 后 驶往抛泥区排泥 ,通过舱底 泥 门把泥 排 出 。从而达到搬运水底泥土的作用，主要用于航道、港口疏浚，也 可以用于远距离搬运泥土，通过 艏吹、艏喷 接头进行吹填造陆 工程 。 如上海长江口 0艘以上大型耙吸船施工，而洋山港的陆域形成就是 多艘 耙吸挖泥船在围好的岛屿间吹填土方实现的。 耙吸船基本结构如图 1 耙吸挖泥船 除了具备普通航行船的基本设备以外，其疏浚生产系统 主要由土壤 挖掘系统、泥浆输送系统、 吃水 装载系统、抛泥系统、吹填系统、驱动控制系统。 壤挖掘系统 土壤 挖掘 系统由主动耙头、耙齿、高压冲水系统组成。 主动耙头由 耙头本体、耙唇活动罩、 、耙唇引水窗 、 液压驱动的 活动罩 及引水窗 油缸组成， 活动罩 油缸的收进、伸出引起耙唇角度的改变从而可以实现耙齿对地切削角度的主动控制。 高压冲水系统用于对硬土质的疏松，高压冲水泵送出的高压水经过管系到达耙头处的高压出水孔，高压的水枪对硬土有很好的疏松作用。 耙齿与高压冲水共同完成水底原状土的破碎和搅拌悬浮。 第一章 概述 3 图 1耙吸船基本结构3 万方耙吸挖泥船疏浚集成监控系统的分析和设计 4 耙唇引水窗用于调节施工时耙头罩内的真空压力，调节泥浆浓度， 真空度过高时调节引水窗开度，引入海水，防止吸入真空过大时引起闷泵 。 浆输送系统 泥浆输送系统由耙管、泥 泵系统、吸排管系、仪表及传感器组成。 耙管严格来说也属于泥泵的吸入管系，但由于耙管在水下姿态的重要性，所以单独列为一个系统。在耙管的每一段都安装有一个垂直传感器和一个水平传感器，以检测各段耙管之间垂直水平面的角度和平行水平面的角度。有 了 这些角度，可以精确地知道耙头在水下的深度和耙管距离船舷的距离， 从而控制耙头的深度和姿态 。 耙管的收放由耙管吊架及耙管绞车共同完成。 大型耙吸船通常分为两段耙管，在最大挖深工况时甚至使用 3段耙管，同时在耙管上设置水下泥泵，以改进深挖时泥泵工况，提高疏浚效率。 泥泵系统构成： 由 柴油机 驱动发电机给泥泵变频器供电，后者控制泥泵电机的转 速及扭矩，电机通过减速箱推动泥泵旋转。 泥泵的运动使 泥泵吸入 侧产生负压，将泥浆吸入泥泵。在泥泵的持续作用下，泥浆通过排出管系输送到泥舱或直接从艏吹、艏喷排出。 泥浆输送系统的基本原理比较简单，但该系统具有复杂的动态特性。在挖泥船的实际疏浚作业过程中，泥浆的成分非常复杂，很难描述系统内部的动态过程。为了提高挖泥船疏浚作业的效率，提前预防和处理故障，需要对泥浆输送系统进行有效的分析和控制。在疏浚作业过程中，泥浆输送系统的调节往往以施工人员为主，依靠操作人员的经验进行 分析和处理。为实现疏浚作业自动化，通过疏浚作业经验、设备信息与过程参数的智能化处理实现对挖泥船的在线检测、故障预测和优化控制是目前 疏浚 监控系统比较可行的解决方案。所以在整个泥浆输送系统的管系上安装了大量的传感器和仪表 以获得所需信息 。 水 装载系统 吃水装载系统由安装在船艏、船艉、船舯处的吃水传感器和安装在泥舱上方的 4个液位雷达传感器组成。该系统通过传感器得到船舶实时的排水量和舱容量，通过计算机根据称重法计算，可以得到泥舱里的土方量。 为提高装舱效率，耙吸船还配有溢流门或 溢流筒。当泥浆 快速 装 入泥舱 达 到溢流液位 后，舱内的泥浆密度还有提高的余地。 可以 通过控制 泥舱上部 溢流门的开闭 或 溢流筒的升降，排出上层的 浓度较小的 余水， 使泥浆沉淀， 然后再关闭溢流门或提升溢流筒，这样又可以继续装舱。 从而提高泥舱内的土方量 ，实现每船次较高的土方搬运量 。溢流筒 、 溢流门 均安装有位置传感器。 泥系统 抛泥系统由几组由液压驱动的 船 舱底 泥门和检测传感器组成。当挖泥船泥舱满载着第一章 概述 5 泥浆到达抛泥区时，选择打开泥门，可以抛掉泥舱中的土方。每个泥门安装有行程传感器，监控系统可以得知每个泥门的当前位置，系统自动计算 当前 的富裕水深和泥门开 度，避免 泥门打开碰到河床、海床的情况发生。 岸 系统 吹 岸 系统由抽舱门、闸阀、吹 岸 管系、 引水管系、高压冲水、 泥泵和传感器组成。 抽舱门 位于泥舱底部， 用于连接吹填管系和泥舱，打开抽舱门后， 舱内泥土迅速进入底舱泥管与引水闸阀引入的海水混合成泥浆， 泥泵就可以通过管系直接把泥舱里的泥浆喷或吹出去。 每个抽舱门都安装有开度传感器，为防止 舱门打开过大，舱内泥土迅速进入底舱泥管造成 堵管， 控制 系统 可以步进控制抽舱门的开度 。 为了避免泥土堆积堵管，引水闸阀开度可以调整，从而调节底舱泥管内泥浆浓度。高压冲水泵输出的高压 水用于在泥舱内冲刷、稀释泥浆。上述子系统共同作用完成吹岸。 用于艏吹、艏喷时两台泥泵可以串联，以便可以将泥浆 输送得 更远。 通常大型耙吸船的艏吹距离可达 3 公里以上 ，可以在 1时内输送上万立方米泥土至远方 。 浚 控制系统 耙吸式挖泥船的 疏浚 控制系统是整个系统中 最 重要的部分， 疏浚 控制 系统的核心就是挖泥船 疏浚 机具 的 控制逻辑 。在挖泥船疏浚控制系统中，执行部件主要采用变频器和液压驱动方式，控制系统通过工业计算机与 可编程序逻辑控制器（ 的方 式来组成。 后传送给计算机，计算机进行作业优化，分析出最优指令给 收计算机的控制指令后， 控制信号发送给变频器等驱动设备，通过驱动设备驱动执行机构完成相应动作，实现挖泥船的疏浚任务 。但在设备安全相关的情况下， 往自行进行连锁保护和应急动作，不需要等待计算机指令，因此 序设计 相当重要。 标船概况 本 课题的系统 监控对象为一艘 舱容 38000 双桨、双导流管、双耙、双甲板、并设有 艏 楼甲板、球鼻艏、带艉导流鳍型钢质焊接流线型船 体的自航耙吸式挖泥船。适用于深海取砂、沿海港口、深水航道的疏浚、吹填工程，并兼作海岸维护工程。 其 技术 规格书由 中国船舶工业公司第 708研究所 编制。 该规格书是疏浚集成监控系统设计的依据。 基本功能如下： 1）使用水下泵双耙挖泥作业。 2） 可将耙吸的泥浆装舱，或当泥浆浓度很低时亦可直接外排。 3） 通过船底单列 方 形泥门抛泥。 3 万方耙吸挖泥船疏浚集成监控系统的分析和设计 6 4） 挖泥前可使用左泥泵抽舱，直至抽尽舱内余水。 5） 可采用抽舱系统、吹泥浮管及艏吹接头，通过双 舱内 泵串联进行艏吹排岸作业。 6） 可采用抽舱系统、艏部喷嘴，通过左舷泥泵或双泵串联进行船艏艏喷作业 。 7） 采用配有高压冲水和双排可卸式耙齿的耙头来疏松密实土。 8） 可采用两台高压冲水泵进行冲舱，稀释和松散泥舱内的泥砂而有助于抛泥和抽舱作业。冲舱时高压冲水压力可达 6 9） 每扇泥门由一台液压缸启闭，在驾驶室进行遥控。 10） 敞开式泥舱带有舱口围板，即舱口四周都有防溅板。 11） 驾驶室遥控操作二只筒形溢流堰各自的液压缸，在舱容约 30000 12） 两台 舱内 泥泵位于泥舱 后 端的独立泵舱内，均由电机通过齿轮箱直接驱动。 13） 两个可调距螺旋桨在推进导流罩中 旋转 , 各自由不可逆转的柴油机通过减速齿轮箱驱动。每台主柴油机还使用驱动螺旋桨的推进齿轮箱的初级动力输出来驱动各自的交流主发电机。 14）每台交流主发电机提供电力于： 一台 变频器分别 驱动泥泵 或水下泵 一台交流电动马达用于驱动高压冲水泵 一台 （或两台） 交流电动马达用于驱动艏 艉 侧推装置 提供全船电力约一半的需求。 15） 在驾驶室遥控操纵艏 艉 侧推装置，以改善操纵性能。 16） 本船按照中国船级社的规范 13，轮机自动化标志为 17） 在驾驶室： 单人遥控推进控制系统 单人遥控疏浚控制系统 18） 燃油要求： 主柴油机和热油锅炉 按照 217: 2010 标准的 - 相当于 50时 380号 38时粘度约为 3500秒 )。 其他柴油机 应符合中国标准 0， 较好的船用柴油。 19） 在主甲板首部设有艏楼，设置 45人居住舱室。 20） 本船在左右舷紧临居住舱室处分别配备了一艘救生艇，每艘定员 47人。 21） 一台跨 距 30米、吊重为 50吨的行走式液压甲板吊车，用于设备维修和起吊重物。二台食品吊，分别位于艏部附近左右舷两侧。 第一章 概述 7 22） 燃油舱、淡水舱位于泥舱两侧的浮力舱内。 23） 艏尖舱作为纵倾调节舱，能够迅速地压排水，以减少船舶在空船或轻载时的纵倾。该舱由一台高压冲水泵压水，由舱底排水管排水到船底部。 浚集成 监控 系统 的概念 和作用 耙吸挖泥船 疏浚 集成 监 控系统（以下简称 监 控系统） 是一个基于工业控制以太网技术、现场总线技术、计算机控制技术、 编程控制器技术、智能仪器仪表技术的集成化监视与控制系统 7。 对挖泥船作业过程中的疏浚设备 及航行设备 进行控制与监测，采集、处理、记录与疏浚相关的信息，通过网络结构实现数据共享，为挖泥船操纵人员提供 必要的控制功能和监控信息 16。 以往的的挖泥船上装配有独立的过程监 视或控制 分 系统，如船舶吃水装载指示仪、耙臂位置指示仪、疏浚轨迹指示仪等系统，但它们硬件独立、数据不共享，占用的硬件资源多且无法实现复杂功能，如耙臂位置指示仪在获得船位坐标和潮位后才能将耙头的坐标、深度计算出来，不然只能显示耙头相对于船体的姿态。同样耙臂位置指示仪与 疏浚控制系统结合才能 使 用耙臂位置信号有效地控制挖泥过程 ，而控制系统又需要与功率管理系统配合才能可靠执行控制指令 。为此需要建立集成各独立监控 分 系统的统一平台即疏浚集成监控系统 23，它包括 疏浚控制系统、 疏浚轨迹与剖面显示系统、功率管理系统、 远程无线传输系统 系统 等 分 系统，广义的范围还包括机舱报警监视系统、动力定向及定位系统 21、视频监视系统等 。 疏浚集成 监 控 系统将传统的 耙吸船 驾驶室内分立设置、多人各自操纵的疏浚控制台、 航行 控制台等集成于一体，用计算机屏幕和键盘取代绝大部分的开关、按钮、仪表、指示灯，大大地减少疏浚 控制 台的体积空间，由一人可单独完成整个疏浚控制过程，疏浚过程的各种信息可以及时、方便、准确地显示在各个监视场所，还可以通过远程无线传输系统上传至岸上生产指挥部门，实现船舶 疏浚施工过程中精确定位，挖泥深度准确自动控制。通过计算机对施工过程的各种参数记录与分析得出最佳的施工工艺与方案。 疏浚集成 监 控 系统必须具有强大的信息采集功能、决策功能、自动控制功能、故障诊断功能、完善的保护功能、数据记录与回访功能、系统的快速恢复功能，依靠系统的数据库可以精细地确定施工工艺，保证工程质量和产量的最大化。从目前的研究水平来看，国内疏浚船舶 监控 系统在基本控制功能上已达到或部分超过国外水平，但是，在高级控制功能，特别是全系统的整体设计、通过自控手段提高特定机具的效率、对疏浚过程进行优化方面，仍有一 定的差距。此外疏浚 监控 系统所提供的自动控制、安全联锁、报表统计、数据记录、数据分析、智能化施工和决策等功能，这些都依赖于疏浚企业施工经验和知识的增长，研究疏浚 自动控制 功能 就是更好地体现了这种经验、知识并记录、改进这些知识。 3 万方耙吸挖泥船疏浚集成监控系统的分析和设计 8 文的研究内容 和组织结构 本 论 文 结合了 耙吸挖泥船的工作原理和疏浚集成 监控 系统概念与作用 ， 以产品化为目标 ， 研究了 疏浚集成 监控 系统 的 总体构架、 主要功能、 技术路线，完成了系统的总体设计 。 本文的主要 章节安排为： 第 1章 概述，主要讲述了论文的研究背景及意义， 介绍耙吸挖泥船工作原理、疏浚集成 监 控 系统的概念和作用 ，并介绍了论文的研究内容和论文的组织结构 。 第 2章 疏浚集成 监控 系统的需求分析 。主要介绍了 疏浚集成 监控 系统的 总体 监视、控制的功能需求 。 第 3章 疏浚集成 监控 系统的 硬件 架构 。 描述了 整船控制系统的 主要硬件组成及分布，包括控制台柜、计算机及网络、 感器、疏浚仪器仪表、电源等 。 第 4章 疏浚集成监控 系统的软件 架构。描述了整船控制系统的 第 5章 疏浚控制系统的具体功能与实现。分子系统描述了耙臂系统、吃水装载系统、疏浚系统、液压、泥 门、高压水、甲板绞车、应急操作、 主配电板等子系统的 硬件组成、功能及技术路线 ， 包括自动控制功能的实现 方案 。 第 6章 疏浚轨迹及剖面显示系统。描述 了 疏浚轨迹及剖面显示系统的 组成、 功能 、技术路线及软件模块 。 第 7章 功率管理系统。描述了功率管理系统的系统 组成 、功能、控制内容及要求。 第 8章 远程无线监控系统。描述了远程无线监控系统的组成、功能、技术路线及软件模块。 第 9章 总结和展望。主要论述了不足及 对系统未来发展 的几点思考。 第 2 章 疏浚集成监控系统的需求分析 9 第 2章 疏浚集成 监控 系统的需求分析 述 通过对耙吸挖泥船的结构组成及工作原理分 析 ，疏浚集成 监控 系统需要实现 全船 施工数据监测和工作设备的控制。通过 分析控制对象 和 疏浚过程， 整理控制对象的功能特性 、 控制要求和控制 逻辑 ，梳理各子 系统的功能需求，性能指标； 最终 依据系统的功能需求和性能指标，以及制造成本等相关因素