船用主机遥控系统的研究与设计

发布时间：2017-04-03 04:08

  本文关键词：船用主机遥控系统的研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着船舶自动化水平的逐步提高,对主机遥控系统的自动化程度要求也越来越高,传统的气动控制主机遥控系统、电气控制主机遥控系统已不能满足船舶自动化发展的要求。目前,国内自动化程度较高的主机遥控系统主要有PLC控制的和微机控制的。以上两种类型产品都存在成本高、体积大等因素,然而在一些要求低成本、小型化的使用环境中,PLC控制主机遥控系统和微机控制主机遥控系统其价格和体积的竞争力明显处于劣势。 通过研究国内主机遥控现状,设计者提出了基于C8051F040单片机的主机遥控系统的设计方案,将主机遥控系统分为驾驶室遥控单元(包括主控制器)、集控室遥控单元、机旁控制箱(包括安保监控单元)、机旁气动箱、主机测速传感器、艉轴测速传感器等六部分。利用C8051F040作为主控制器CPU,采用电气结合方式控制主机的换向、启动、加减速。将控制主机的开关量作为模拟量处理,再经由A/D转换器转换成数字量输入到CPU中,CPU根据数字量值检测开关状态。 该方案分别设计了模拟量输入、开关量输出、模拟量输出、通讯、主机安保监控及人机交换等硬件模块,其中模拟量输入模块用于采集各单元对主机的操纵信息；输出模块用于控制主机启动、换向等动作执行；模拟量输出用于输出电流,控制电气比例阀开启度,调整主机加减速；通讯模块实现单元之间通讯；监控安保模块主要完成主机运行状态的监控,并根据状态输出报警信息；人机交换模块主要完成参数设定与状态查询。 该设计实现了主机遥控系统的小型化与模块化设计,解决了主机遥控系统成本高的问题。
【关键词】：主机遥控 低成本 单片机 模块化 模拟量 数字量
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U665.261;TP872
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-12
• 1.1 概述10
• 1.2 国外发展状况10
• 1.3 国内发展现状10-11
• 1.4 单片机控制的优势11-12
• 第2章 主机遥控系统简介12-19
• 2.1 主机遥控系统的分类12-13
• 2.1.1 全气动式遥控系统12
• 2.1.2 全电动式遥控系统12
• 2.1.3 电-气式遥控系统12
• 2.1.4 电-液式遥控系统12-13
• 2.1.5 微机型遥控系统13
• 2.2 主机遥控系统的基本逻辑控制13-19
• 2.2.1 启动逻辑控制13-14
• 2.2.2 换向与制动逻辑控制14-15
• 2.2.3 转速控制15-17
• 2.2.4 负荷控制17-19
• 第3章 主机遥控系统总体设计方案19-25
• 3.1 主机遥控系统组成19-20
• 3.2 主机遥控系统主要功能设计20-23
• 3.2.1 操纵方式及其转换功能20
• 3.2.2 换向逻辑控制功能20-21
• 3.2.3 程序调速功能21-22
• 3.2.4 安全保护和故障报警功能22
• 3.2.5 系统故障检测功能22-23
• 3.2.6 其他功能23
• 3.3 C8051F040单片机23-25
• 第4章 主机遥控系统硬件设计25-36
• 4.1 开关量/模拟量输入电路设计25-27
• 4.2 模拟量输入硬件设计27-29
• 4.3 主控制器开关量输出设计29
• 4.4 主机遥控系统模拟量输出29-32
• 4.5 主控制器脉冲信号输入32-33
• 4.6 主控制器通讯接口设计33-34
• 4.7 报警单元设计34-36
• 第5章 主机遥控系统软件设计36-51
• 5.1 系统的功能软件设计37-44
• 5.1.1 转速控制功能模块设计37-38
• 5.1.2 模式、指令检测与齿轮箱控制功能模块软件设计38-39
• 5.1.3 人机对话单元模块软件设计39-40
• 5.1.4 数据的接收和处理40-44
• 5.2 系统的逻辑控制软件设计44-51
• 5.2.1 车启动逻辑控制程序设计44
• 5.2.2 重复启动逻辑控制程序设计44-47
• 5.2.3 转速逻辑控制程序设计47
• 5.2.4 故障处理程序设计47-51
• 第6章 主机遥控系统的检验51-54
• 6.1 性能试验51
• 6.1.1 介电强度试验51
• 6.1.2 绝缘电阻测量51
• 6.1.3 电源变化试验51
• 6.2 功能测试51-52
• 6.2.1 正倒车调速功能测试51
• 6.2.2 操纵方式转换功能测试51-52
• 6.2.3 主机紧急停车测试52
• 6.2.4 故障降速、停车测试52
• 6.2.5 越控功能测试52
• 6.2.6 报警功能测试52
• 6.3 系统调试过程中的问题及处理52-53
• 6.4 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-57
• 附录 部分程序清单57-60
• 致谢60

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