刘江莉，宫尚军，张 磊，朱志松，姚兴田

(南通大学 机械工程学院，江苏 南通 226019)

0 引 言

船舶液位监控系统是实现船舶自动化的一个重要系统，关系到船舶在装卸货及航行中的安全问题。船舶在装卸货物的过程中，船体会发生一定程度的倾斜，为了保证船舶的平衡，需要对压载水舱内的液位进行调节。工作人员根据压载水舱的液位以及船舶的吃水状态计算出相应的配载，手动控制或者自动控制压载水泵和阀门的开启状态，对压载舱进行压水和排水[1]。液位监控系统自动化的应用节省了劳动力，提高了船员操作效率。高精度的液位监测系统则是船舶装卸和航行安全的重要保证。因此，液位监测系统的首要问题是如何使测量的液位更精确、更可靠。

在液位监测的过程中，由于环境的不确定因素干扰以及单传感器自身的局限性，使得测量的液位值往往不完整或带有较大的不确定性，甚至含有异常噪声点。针对液位测量的误差，本文提出一种基于卡尔曼滤波的多传感器融合算法，对液位测量值进行滤波，提高液位测量的精度，获得了稳定可靠的输出值。

1 液位监控系统

1.1 液位监控系统的结构

船舶液位监控系统主要由信号采集单元、下位机PLC、阀门控制单元、上位机监控软件以及历史数据库组成。信号采集单元中的传感器用于对舱内液位、吃水深度、压力、温度等参数进行采集。本系统的PLC 选用西门子S7-1 200，用于对多个传感器采集的信号进行运算处理，根据不同的数据类型输出相应的信号。……