船舶柴油机运行状态监测和诊断系统的开发

论文摘要

柴油机作为推进动力,是船舶的核心设备之一,其运行状态的好坏将直接影响船舶的正常航行。据民用船舶统计,在众多海难事故的起因中,由机械故障引起位居第一位（占22%）,机械故障中船舶柴油机故障又占45%。为能及时发现船舶柴油机故障的征兆并及时排除故障,避免船舶重大事故的发生,需要对柴油机运行状态监测和诊断技术进行研究、开发和应用。本文以16PA6船舶柴油机为对象,使用虚拟仪器语言labview、C++Builder、SQL server数据库和专家系统编程语言等方法,对船舶柴油机上的关键运行参数进行精确测量,并对测量数据进行采集、分析、显示、转换、报警、储存和传输,从而实现了对船舶柴油机运行状态的正确监测;通过对柴油机故障诊断模块的开发,实现了对船舶柴油机重要部件故障的准确诊断;最终通过仿真试验和装机试验,验证了系统的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 16PA 船舶柴油机的常见故障
• 1.2.1 异常磨损
• 1.2.2 变形
• 1.2.3 穴蚀
• 1.3 柴油机监测和故障诊断的主要方法
• 1.3.1 传统柴油机监测与故障诊断技术
• 1.3.2 现代柴油机监测与故障诊断技术
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第二章 16PA 船舶柴油机监测诊断系统总体设计
• 2.1 16PA 船舶柴油机故障框图
• 2.2 设计思路
• 2.3 总体实施方案
• 2.4 虚拟仪器技术-labVIEW 简介
• 2.5 本章小结
• 第三章 16PA 柴油机监测系统硬件设计
• 3.1 16PA 柴油机状态信号分类
• 3.2 传感器的设计和选型
• 3.2.1 PT100 热电阻温度传感器
• 3.2.2 K 型热电偶温度传感器
• 3.2.3 压力传感器
• 3.2.4 加速度传感器
• 3.2.5 气缸压力传感器
• 3.3 调理模块的设计和选型
• 3.3.1 PT100 温度变送器选型
• 3.3.2 K 型热电偶温度变送器选型
• 3.3.3 加速度电荷放大器设计与选型
• 3.4 采集处理设备的设计和选型
• 3.5 现场总线的选择
• 3.6 本章小结
• 第四章 柴油机监测系统模块设计
• 4.1 状态监测模块总体结构
• 4.2 燃烧分析模块设计
• 4.2.1 示功图
• 4.2.2 燃烧性能指标
• 4.3 振动分析模块设计
• 4.4 数据采集模块设计
• 4.4.1 功能说明
• 4.4.2 程序设计
• 4.5 监测与报警模块设计
• 4.5.1 超限报警模块
• 4.5.2 监测报警界面
• 4.6 数据通讯模块设计
• 4.6.1 控制器通讯模块
• 4.6.2 人机界面（触摸屏）通讯模块设计
• 4.6.3 集控台计算机通讯模块设计
• 4.7 本章小结
• 第五章 柴油机故障诊断系统建立
• 5.1 专家系统总体设计
• 5.1.1 专家系统的结构设计
• 5.2 知识库的开发
• 5.2.1 知识获取
• 5.2.2 知识表示
• 5.3 综合数据库的开发
• 5.4 推理机的开发
• 5.4.1 推理方向算法的选用
• 5.4.2 推理策略算法的选用
• 5.5 故障诊断模块的实现
• 5.6 人机界面的开发
• 5.7 本章小结
• 第六章 16PA 柴油机监测诊断系统集成和试验
• 6.1 系统的集成
• 6.2 柴油机状态监测系统试验
• 6.2.1 柴油机常规信号的仿真试验
• 6.2.2 柴油机振动和缸压信号的仿真试验
• 6.2.3 柴油机缸压信号的装机试验
• 6.3 柴油机故障诊断系统的仿真试验
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论和展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文