陈俊 倪艺萍 徐奕蒙 王天奕 林柏涵

摘要：某大型港池多向不规则造波机系统投入使用已有10余年，由于该造波机控制系统软硬件技术落后，存在计算速度慢、故障率高和传输速度慢等问题，无法满足目前波浪物理模型试验复杂波谱及长历时无重复不规则波试验的需求。为了更加精细、准确地实现高品质波浪谱模拟，故对该控制系统进行智能化改造，构建了基于EtherCAT总线的多向不规则造波机控制结构。

关键词：造波机 控制系统 优化改造 CAN总线 EtherCAT总线

中图分类号：TH166

Research on the Intelligent Transformation of the Control System of the Wave Maker for a Large Harbour Basin

CHEN Jun  NI Yiping  XU Yimeng  WANG Tianyi  LIN Baihan

Pearl River Water Resources Research Institute， Pearl River Water Resources Commission， Guangzhou， Guangdong Province， 510611 China

Abstract： The multi-directional irregular wave maker system of a large harbour basin has been in use for more than 10 years. Due to the outdated software and hardware technology of the control system of the wave maker， there are problems such as slow calculation speed， high fault rate and slow transmission speed， which cannot meet the current needs of complex spectrum and long-duration non-repetitive irregular wave tests in wave physics model tests. In order to achieve high-quality wave spectrum simulation more finely and accuracely， the control system is intelligently transformed， and the control structure of the multi-directional irregular wave maker based on EtherCAT bus is constructed.

Key Words： Wave maker; Control system; Optimization and transformation; CAN bus; EtherCAT bus

多向不规则造波机是一種大型海洋仪器装备，其主要功能是在试验港池内产生更加逼近海上真实海况的多向不规则波浪，在水利工程、交通运输工程、海洋工程、环境工程等领域中都有广泛的应用。某水利科研院有一套推板式港池造波机，具有80块40 cm×100 cm（宽×高）的独立推波板，推波板行程±30 cm，总宽32 m，它能够模拟波周期0.5～3 s，波向范围0～±45 ，最大波高0.3 m的不规则波。该造波机自建成以来已有10余年，其控制系统由于受原有安装软硬件的限制，采用传统的“CAN控制器+驱动器+伺服电机”的造波控制方式，存在计算速度慢、故障率高和传输速度慢等问题，无法满足目前波浪物理模型试验复杂波谱及长历时无重复不规则波试验的需求。

本文将从控制系统优化的角度对现有的大型多向不规则造波机系统进行改进与优化，采用了现代具有高性能计算能力的且带有软PLC的新型控制器代替原来造波机所采……