论文摘要
润滑油系统对汽轮发电机正常运转有着极其重要的作用。由于固体颗粒污染、水污染和添加剂氧化等因素的影响,润滑油的性能会逐渐恶化,所以需要及时更换润滑油。目前市场上成熟的润滑油品质检测仪器很少,润滑油的更换一般遵循厂家规定的更换周期,经常发生润滑油更换不及时导致机械磨损,或者更换周期太短导致润滑油浪费的情况。因此,自主研发一套润滑油多参量监测系统具有很好的市场前景。本文介绍了影响润滑油品质的指标参量以及常用的监测方法,确定了监测系统的研究方向,即采集多个指标参量综合判断被测油液的污染情况。本课题研究目的是设计一套成熟可靠的润滑油多参量监测系统,系统能够同时监测多个站点的粘度、介电常数、密度等品质参量。研究的关键步骤包括：润滑油品质传感器的选型,监测系统的硬件电路设计、监测系统的软件实现、J1939-21协议栈的CPLD实现、利用CAN总线搭建传感器网络和监测系统的产品化。其中,J1939-21协议栈的CPLD实现在国内具有前瞻性,此外,将J1939协议裁剪后应用到工业控制领域也有利于CAN总线的广泛应用。目前润滑油多参量监测系统的研制已经取得阶段性的成果。设计完成的监测系统在实验室经过了长时间的稳定性测试,现已安装使用在浙江国华电厂,系统运行状况良好,测量结果正确可靠。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 润滑油多参量监测系统研究背景、目的和意义1.1.1 润滑油系统在汽轮发电机中的作用1.1.2 CAN总线在现代测控系统中的应用1.1.3 课题研究的目的和意义1.2 润滑油监测技术国内外研究现状1.2.1 润滑油品质参数和换油指标1.2.2 常用的润滑油监测分析方法1.2.3 润滑油品质传感器的选型标准1.3 CAN总线和J1939协议应用研究1.3.1 CAN总线1.3.2 J1939协议1.4 本课题的主要内容第二章 油品多参量监测系统的硬件设计2.1 系统设计2.1.1 设计要求2.1.2 设计方案2.2 润滑油品质传感器的选取2.2.1 润滑油品质传感器选型介绍2.2.2 各参数数值转换2.2.3 传感器模块参数传输协议分析2.3 从站硬件设计2.3.1 电源模块设计2.3.2 CAN总线接口电路设计2.3.3 CPLD最小系统2.3.4 CPLD与MCU之间的通信2.3.5 MCU与液晶接口2.3.6 从站PCB设计2.4 基站硬件设计2.4.1 基站原理图设计2.4.2 基站PCB设计第三章 J1939-21协议栈在CPLD的设计实现3.1 CPLD实现J1939-21协议栈的研究意义3.2 J1939报文格式3.2.1 CAN扩展帧格式3.2.2 J1939协议数据单元PDU3.2.3 J1939 PDU标识符在CAN扩展帧中的映射3.3 J1939-21数据传输协议3.3.1 J1939-21协议消息类型3.3.2 J1939-21传输协议3.4 J1939-21协议栈在CPLD的实现3.4.1 J1939-21协议栈顶层设计3.4.2 应用层接口模块3.4.3 发送消息模块3.4.4 接收消息模块3.4.5 建立连接模块3.4.6 断开连接模块3.4.7 广播通信模块3.4.8 CAN扩展帧信息通信模块3.5 J1939-21协议栈设计验证3.5.1 异步FIFO设计3.5.2 J1939-21协议栈设计仿真验证第四章 监测系统软件设计4.1 上位机监测软件设计4.1.1 设计需求分析4.1.2 监测软件设计思路4.1.3 通信协议设计4.1.4 监测软件实现4.2 基站软件设计4.2.1 基站功能分析4.2.2 基站设计思路4.2.3 基站MCU软件实现4.3 从站软件设计4.3.1 从站功能分析4.3.2 J1939-21协议栈在从站CPLD的实现4.3.3 从站MCU软件实现第五章 实验结果及分析5.1 CAN总线网络通信测试5.1.1 CAN总线通信监测方式5.1.2 最大通信距离测试5.2 J1939-21通信协议测试用例5.3 监测系统整体调试5.3.1 系统调试环境搭建5.3.2 系统功能测试5.4 润滑油多参量监测结果5.4.1 实验平台5.4.2 实验结果5.5 监测系统在电厂的安装使用第六章 结论与展望参考文献致谢研究成果及发表的学术论文作者及导师简介附件
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