船舶柴油机燃油消耗监测仪表的研究

论文摘要

船舶柴油机燃油消耗监测仪表能够对船舶柴油机燃油消耗情况进行有效的测量和统计,使公司和船舶的管理人员能够随时掌握船舶燃油的消耗情况,实现对船舶燃油使用的控制和管理。加强了对船舶燃油消耗的分析、评估以及船舶油耗的监控检查,船舶柴油机燃油消耗监测仪表可以测量船舶柴油机的瞬时流量、累积流量、燃油温度、燃油压力和按照设定条件测量一个航次的累积流量。本文给出了一种船舶柴油机燃油消耗监测仪表的设计方法。介绍了船舶柴油机燃油消耗监测仪表的两种方案,对这两种测量方案的优缺点进行了对比。采用两种人机界面显示测量参数,一种是采用带触摸屏的液晶显示器显示测量参数,另一种是采用LED数码管显示测量参数。介绍了船舶柴油机燃油消耗监测仪表各个模块电路的原理,包括单片机电路、电流/电压转换电路、电阻/电压转换电路、电压模拟量/数字量转换电路、光电隔离电路、模拟开关、时间芯片、数据存储芯片、系统电源、通讯电路、Modbus通讯协议。介绍了工业上常用的几种流量计,对比各种流量计的优缺点和其适合测量的介质,介绍了船舶柴油机燃油消耗监测仪表中的温度、压力、容积式流量计的瞬时流量、累积流量的测量算法,为了加大测量精度,采用同时测量脉冲信号和模拟量信号的方法测量流量。完成了船舶柴油机燃油消耗监测仪表的设计,设计了相关文档,包括其中的原理图、PCB图纸、单片机C程序。在实验室中测量结果达到要求,累积流量达到千分之二的等级,瞬时流量达到千分之五的等级,温度误差千分之五,压力误差千分之五。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 船舶柴油机燃油消耗监测仪表研究的主要内容
• 1.1 课题的来源与提出
• 1.2 课题研究的主要内容
• 第2章 船舶柴油机燃油消耗监测仪表测量方案论述
• 2.1 船舶柴油机燃油消耗监测仪表方案一
• 2.2 船舶柴油机燃油消耗监测仪表方案二
• 2.3 液晶显示的船舶柴油机燃油消耗监测仪表
• 2.4 数码管显示的船舶柴油机燃油消耗监测仪表
• 第3章 船舶柴油机燃油消耗监测仪表功能实现方法介绍
• 3.1 船舶柴油机燃油消耗监测仪表硬件方案框图
• 3.2 船舶柴油机燃油消耗监测仪表传感器测量算法
• 3.3 船舶柴油机燃油消耗监测仪表各部分电路介绍
• 3.3.1 单片机电路
• 3.3.2 电流、电压转换电路
• 3.3.3 电阻、电压转换电路
• 3.3.4 模拟量、数字量转换电路
• 3.3.5 光电隔离
• 3.3.6 模拟开关
• 3.3.7 时间芯片
• 3.3.8 数据存储芯片
• 3.3.9 人机交互界面
• 3.3.10 系统电源
• 3.3.11 通讯电路
• 3.4 Modbus通讯协议
• 3.4.1 Modbus协议通讯方式
• 3.4.2 Modosbus两种传输方式
• 3.4.3 Modbus消息帧
• 3.4.4 错误检测方法
• 第4章 船舶柴油机燃油消耗监测仪表传感器部分
• 4.1 流量计传感器
• 4.1.1 容积式流量计
• 4.1.2 涡轮流量计
• 4.1.3 涡街流量计
• 4.1.4 超声流量计
• 4.1.5 差压式流量计
• 4.1.6 浮子流量计
• 4.2 温度传感器
• 4.3 压力传感器
• 第5章 船舶柴油机燃油消耗监测仪表开发环境
• 5.1 软件开发环境
• 5.2 硬件开发环境
• 第6章 船舶柴油机燃油消耗监测仪表测试结果
• 6.1 试验测试设备
• 6.2 实验测试系统
• 6.3 实验测试步骤
• 6.4 实验测试数据
• 参考文献
• 附录 硬件电路板图
• 致谢
• 研究生履历