船舶柴油机运行状态监控系统的开发与研究

发布时间：2017-09-17 04:44

  本文关键词：船舶柴油机运行状态监控系统的开发与研究

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【摘要】：当前，柴油机在船舶动力领域中已拥有统治地位，但由于船舶柴油机构造复杂、零部件众多，同时工作环境又极其恶劣，发生故障的可能性非常大，且一旦发生故障，不仅会造成巨大的经济损失，也会威胁到工作人员的人身安全。随着测控及故障诊断技术的不断发展，在船舶柴油机上实现在线监控越来越受到重视。对船舶柴油机进行在线监控，可以发现潜在的故障，降低维修成本，减少维修人员的工作强度，使船舶柴油机的工作更加可靠、高效，因此具有重要的意义。 本课题以某厂16VPA6型中速船用柴油机为研究对象，对16VPA6型柴油机的结构、工作流程及监控技术进行认真研究之后，分析了目前的技术现状和难点，，设计了一套基于嵌入式技术的船舶柴油机监控系统。在现有船舶柴油机监控系统基础上，采用了PAC、人机界面及辅助器件对柴油机的曲柄销油温及气缸压力等参数进行了实时监测，同时对采集的参数进行了分析处理，在现场的人机界面及远程监控电脑中显示及存储。 利用LabVIEW软件开发了柴油机的监控程序，包括数据采集模块、监测报警模块、数据通讯模块、显示模块及数据存储模块等。通过该程序能够采集到曲柄销油温及柴油机气缸压力等参数，对采集的参数进行分析处理，判断油温是否需要超限报警，除此之外，也可得到表征柴油机燃烧过程的示功图、燃烧放热率曲线及爆发压力、指示功等性能参数。 同时，本文还对开发出的柴油机监控程序进行了试验验证和分析。测试结果表明，本系统运行状态良好，能够监测柴油机的工作状态，可以满足参数采集、数据分析、显示及存储等所需功能，在一定程度上，为柴油机的后续故障诊断提供了基础。
【关键词】：船舶柴油机 状态监测 LabVIEW 曲柄销 燃烧
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U664.121;U665.2
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 课题研究的目的与意义12
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势12-17
• 1.2.1 船舶柴油机状态监测方法国内外研究现状12-14
• 1.2.2 船舶柴油机监控系统的国内外研究现状14-15
• 1.2.3 船舶柴油机监控系统的技术进展15-17
• 1.3 课题的研究内容与研究方法17-18
• 第二章 船舶柴油机运行状态监控系统总体设计18-28
• 2.1 16VPA6 柴油机简介18-19
• 2.2 四冲程柴油机工作原理19-21
• 2.3 设计思路21-23
• 2.4 设计方案23-25
• 2.5 虚拟仪器技术—LabVIEW 简介25-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第三章 嵌入式曲柄销油温监控系统28-50
• 3.1 概述28
• 3.2 嵌入式曲柄销油温监控系统总体设计方案28-31
• 3.2.1 嵌入式曲柄销油温监控系统的性能要求28-29
• 3.2.2 嵌入式曲柄销油温监控系统的设计方案29-30
• 3.2.3 滑油收集槽的设计方案30-31
• 3.3 嵌入式曲柄销油温监控系统硬件设计31-39
• 3.3.1 温度传感器设计与选型31-32
• 3.3.2 温度调理模块的设计与选型32-33
• 3.3.3 数据采集处理系统的设计与选型33-37
• 3.3.4 人机界面的设计与选型37-38
• 3.3.5 主要硬件选型清单38-39
• 3.4 嵌入式曲柄销油温监控系统软件设计39-49
• 3.4.1 软件平台39
• 3.4.2 cRIO 软件设计39-44
• 3.4.3 人机界面软件设计44-48
• 3.4.4 远程监控电脑软件设计48-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第四章 柴油机燃烧分析系统50-70
• 4.1 概述50
• 4.2 柴油机燃烧分析系统设计方案50-51
• 4.3 柴油机燃烧分析系统的硬件设计51-56
• 4.3.1 气缸压力传感器51-53
• 4.3.2 曲轴转角传感器53-55
• 4.3.3 电荷放大器55-56
• 4.4 柴油机燃烧分析系统的软件设计56-69
• 4.4.1 示功图测录56-61
• 4.4.2 性能指标计算61-69
• 4.5 本章小结69-70
• 第五章 软硬件联调测试70-82
• 5.1 嵌入式曲柄销油温监控系统软硬件联调70-75
• 5.1.1 柴油机综合信号模拟器70-71
• 5.1.2 软硬件联调71-75
• 5.2 柴油机燃烧分析的软硬件联调75-80
• 5.2.1 3110 型柴油机75-76
• 5.2.2 软硬件联调76-79
• 5.2.3 柴油机燃烧分析系统误差分析79-80
• 5.3 本章小结80-82
• 第六章 结论与展望82-84
• 6.1 结论82
• 6.2 展望82-84
• 参考文献84-88
• 攻读硕士学位期间发表的论文88-90
• 致谢90

【参考文献】

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1 胡以怀,周轶尘;柴油机滑动主轴承故障振动诊断的研究[J];柴油机;1997年04期

本文编号：867338