船舱液位监测系统的设计与实现

论文题目: 船舱液位监测系统的设计与实现

论文类型: 硕士论文

论文专业: 计算机科学与技术

作者: 朱春鹤

导师: 陆能枝

关键词: 监测,现场总线,控制,串行通信,数据采集,船舱液位

文献来源: 上海海事大学

发表年度: 2005

论文摘要: 船舱液位监测系统是船舶自动化的重要组成部分，其功能主要是检测、控制船舱液位状态和参数，并进行指示、报警、控制和记录。该系统工作的可靠性直接影响到船舶的安全航行。最初的船舱液位监测系统主要由继电器和半导体逻辑电路组成，现在已经不适合机舱自动化的发展要求和国际海事组织及各船级社的规定。本文以现场总线中的CAN总线(控制器局域网)概念设计此系统，具有通信速率高，可靠性高，连接方便和性能价格比高等诸多优点，非常适合工业自动化底层检测及控制。 现场总线是一种先进的工业控制技术。它是一种全数字化，全分散式，全开放，可互操作和开放式互连网络的新一代控制系统，是计算机技术，通信技术和控制技术的综合和集成(3C技术)。而其中的CAN总线最初是由德国Bosch公司为汽车的监测，控制系统而设计的，它能够有效地支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，由于其卓越的特性和极高的可靠性，所以发展非常迅速。目前CAN总线规范己被国际标准化组织ISO制定为国际标准ISO1898，本文结合船舶的实际情况和机舱各种机电设备运行参数，运用CAN现场总线的概念，根据世界上各主要船级社和国际海事的规定，从系统的总体设计，关键硬件设计，PC与CAN的接口，系统软件和报警数据库设计等方面详细论述了船舱液位监测系统的基本组成和其功能，并介绍船舶局域网的构成和发展。通过本文的论述，力求以高效，实时，准确的网络系统和信息概念来设计船舱液位监测系统，最大限度地保证船舶、船员及货物的安全。

论文目录:

目录

第一章 绪论

1.1 微型计算机在船舶系统中应用概况

1.2 船舶微型计算机控制系统的技术要求

1.3 船舶微机控制技术发展特点

第二章 现场总线的概念

2.1 微机自动检侧的发展和特点

2.2 现场总线的产生和发展

2.2.1 现场总线的产生

2.2.2 现场总线的发展

2.3 现场总线的概念及特点

2.3.1 现场总线的概念

2.3.2 现场总线的特点

2.4 现场总线的种类

2.5 应用现场总线的益处

第三章 CAN总线的介绍

3.1 CAN的定义和特性

3.2 CAN的通信规则

3.3 CAN的分层结构

3.4 CAN总线的数据通信

3.4.1 CAN报文格式

3.4.2 CAN节点状态

3.4.3 CAN的帧结构

第四章 船舶稳性计算

4.1 初稳心半径和初稳性高度

4.1.1 初稳心半径的物理意义及计算式

4.1.2 初稳性高度GM和初稳性方程

4.1.3 船内货物移动、悬吊对GM的影响

4.1.4 少量装卸货后初稳性高度计算

4.2 自由液面横倾力矩(力臂)计算

4.2.1 小倾角时自由液面横倾力矩(力臂)及其对GM影响的计算

4.2.2 大倾角时自由液面横倾力矩(力臂)的计算

4.2.3 减少自由液面影响的措施

4.2.4 计及自由液面影响对静稳性力臂(力矩)曲线的修正

第五章 总体系统设计方案

5.1 总体方案的设计

5.1.1 设计中的可控性

5.1.1.1 系统分析

5.1.1.2 系统设计结构化设计

5.1.2 微机和传感器的选择

5.1.2.1 微机

5.1.2.2 传感器

5.2 系统基本设计

5.2.1 上位机的配置

5.2.2 下位机的配置

5.2.3 CAN通信控制器

5.2.4 现场控制器DDC的结构及原理

5.2.5 便携式网络操作显示器

5.2.6 总线收发器

5.3 计算机与CAN通信接口设计

5.3.1 RS485-CAN通信模块

5.3.1.1 RS485-控制器CAN通信模块的硬件设计

5.3.1.2 RS485-控制器CAN通信模块的软件设计

5.3.2 PC机的CAN适配卡的设计

5.3.2.1 硬件设计

5.3.2.2 软件设计

5.4 抗干扰技术

5.4.1 硬件方面抗干扰的措施

5.4.2 软件方面抗干扰的措施

5.5 数据融合技术

5.6 智能仪表

第六章 船舱液位监测自动控制系统实例

6.1 总体系统概述

6.2 功能说明

6.3 系统结构

6.4 主要技术规格

6.5 船舱液位监测系统

6.5.1 船舱液位监测软件的设计

6.5.2 DZX—32B多路端子箱

6.5.2.1 系统实现的关键技术

6.5.2.2 系统功能的技术实现

第七章 总结和展望

7.1 CAN现场总线的发展方向

7.2 现场总线与ETHERNET的结合

6.3 发展与展望

致谢

参考文献

发布时间: 2007-01-16

参考文献

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