基于嵌入仿真和诊断技术的船舶主机遥控装置设计

论文摘要

主机遥控系统是机舱自动化的重要组成部分,其性能的优劣直接影响到船舶的营运安全。船舶自动化以集成平台管理系统(IPMS ,Integrated Platform Management System)为平台,经全船综合自动化向船岸一体化方向发展。吸收国外先进技术和管理经验,研究带有仿真和诊断功能的主机遥控系统,使系统保持在安全、可靠和最佳的运行状态,方便管理人员维护和管理,具有实际意义。将故障诊断和仿真训练功能嵌入到主机遥控系统,一方面能通过故障诊断,使轮机人员掌握主机遥控系统的运行状态,及时对存在的故障进行排查,避免重大事故的发生和经济损失,使主机运行在最佳状态；另一方面能使轮机人员正确掌握具体机型主机遥控系统的工作原理、操作过程、参数设定、维护保养要求,对主机遥控系统的各种运行工况动态演示,还可缩短轮机管理人员对工作环境的适应期,减少误操作。结合嵌入系统技术和现场总线技术的应用方向,为完善主机遥控系统的功能,提出一种基于嵌入仿真和诊断技术的实用的技术方案。本文以中速机主推进装置为研究对象,剖析了主机遥控系统的工作原理,研究了系统嵌入的关键技术,提出了可行的技术方案。在对主机遥控系统做总体设计过程中,完成了如下工作：(1)总体功能设计。参考相关设计规范,提出了基于嵌入仿真和诊断技术的主机遥控系统的总体功能设计方案,重点介绍了嵌入仿真训练和故障诊断功能。(2)系统结构论证。为了设置嵌入仿真训练和故障诊断功能,在保证主机遥控系统结构独立的前提下,从系统数据共享方式的角度出发,论证了系统扩展的合理架构,提出了一种结构设计方案。(3)功能模块的实现。在系统结构的框架下,研究了故障诊断的关键技术和功能实现的方法及方式。提出了改进设计的主机遥控系统的技术方案,包括添加必要的硬件电路和软件程序。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 船舶自动化的发展概况
• 1.1.2 船舶自动化主要应用技术现状分析
• 1.2 主机遥控装置的现有产品及特点
• 1.3 研究目的和意义
• 1.4 研究的内容
• 第2章 基于嵌入仿真和诊断技术的主机遥控系统功能设计
• 2.1 船级社认证要求
• 2.2 基本功能
• 2.2.1 操纵方式及转换
• 2.2.2 调速
• 2.2.3 换向
• 2.2.4 安全保护和故障报警
• 2.2.5 故障自检
• 2.2.6 参数设置
• 2.3 嵌入仿真训练
• 2.3.1 在线训练
• 2.3.2 离线训练
• 2.4 嵌入故障诊断
• 2.4.1 在线诊断
• 2.4.2 离线诊断
• 第3章 基于嵌入仿真和诊断技术的主机遥控系统结构设计
• 3.1 主机遥控系统的数据类型分析
• 3.2 基于嵌入仿真和诊断技术的主机遥控系统结构设计
• 3.3 CAN总线通信
• 3.3.1 CAN总线应用层通信协议分析
• 3.3.2 CAN总线应用层通信协议定义
• 第4章 基于嵌入仿真和诊断技术的主机遥控系统功能模块的实现
• 4.1 主机遥控系统的功能模块实现
• 4.1.1 主要硬件电路设计
• 4.1.2 主要软件设计
• 4.2 嵌入仿真诊断系统的功能模块实现
• 4.2.1 控制器的硬件选型
• 4.2.2 功能的软件实现
• 第5章 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文