船舶机舱自动化仿真测试技术与平台研究

发布时间：2017-10-02 04:06

  本文关键词：船舶机舱自动化仿真测试技术与平台研究

  更多相关文章： 故障注入 仿真测试 主机遥控系统 机舱控制系统

【摘要】：船舶机舱自动化控制系统确保了船舶安全运营，目前国内的船舶机舱自动化控制系统的生产厂家有上海三进、驷博、船研所、齐耀、常熟瑞特等公司，但是从国际市场来看，康斯伯格设计制造的系列产品在行业内具有垄断地位。机舱自动化控制系统是计算机和信息技术在船舶自动化中的重要表现。船舶机舱自动化控制系统具有集中显示、分布式控制的显著特点，监控系统网络复杂、采用的通信协议具有多样化的特征，，给系统的测试带来了较大的影响，由于目前广泛采用的人工测试手段，不但耗费了大量的人力物力，同时降低了测试结果的可信度。 为了解决船舶机舱自动化监控系统的测试难题，改善控制系统在测试中缺乏被控对象的尴尬局面，本论文通过分析机舱自动化控制系统，提出了采用仿真测试的手段解决了以上测试难题。 通过分析机舱自动化控制系统的特点、数据采集系统中的数据类型、网络通信系统中的网络通信形式、协议类型等问题，设计了具有通用性较强和扩展性好的仿真测试硬件平台，仿真测试硬件平台包括被控对象仿真数学模型的运行环境、数据采集系统以及网络通信系统中常见的RS-485/422、以太网和CAN物理接口。 本论文设计的测试系统的软件功能模块，主要包含系统登录和管理功能、自检功能、主机遥控测试功能、网络测试和网关硬件测试功能。在主机遥控系统的测试中，分析了船用柴油机常见的故障模式和主机故障的注入的实现手段。对于监控报警软件、网关模块的测试，设计了便于测试人员理解和操作的人机交互界面，采用多线程、基于消息队列的请求管理、数据缓存等技术提高了测试系统实时性要求。 仿真测试系统采用Visual C++作为开发平台，搭建了仿真测试系统，完成了软件设计和实现。最终通过次测试系统，实现对上海三进科技发展有限公司的CJBW系列产品的测试，验证了仿真测试系统的可行性。
【关键词】：故障注入 仿真测试 主机遥控系统 机舱控制系统
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U664.821
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题研究背景及意义9-12
• 1.2 国内外发展现状12-16
• 1.2.1 机舱自动化监控系统发展现状与趋势12-14
• 1.2.2 机舱自动化测试技术发展现状与趋势14-16
• 1.3 论文的研究内容16-19
• 1.3.1 研究内容16-17
• 1.3.2 论文结构17-19
• 第2章 仿真测试系统设计基础19-31
• 2.1 建模仿真技术19-21
• 2.1.1 仿真建模概念19
• 2.1.2 仿真建模技术在轮机模拟器方面的应用19-21
• 2.2 故障注入技术21-25
• 2.2.1 故障注入系统结构21-22
• 2.2.2 故障注入试验步骤22-23
• 2.2.3 故障注入技术分类23-25
• 2.3 船舶机舱自动化控制系统分析25-30
• 2.3.1 机舱自动化控制系统结构26-27
• 2.3.2 机舱自动化系统中通信技术与通信协议27-30
• 2.4 故障注入技术在仿真测试系统中的应用30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 仿真测试系统硬件平台设计与实现31-42
• 3.1 目标系统测试需求分析31-35
• 3.1.1 通讯系统31-32
• 3.1.2 机舱监控报警软件32-33
• 3.1.3 主机遥控系统33-34
• 3.1.4 网关硬件模块34-35
• 3.2 测试系统硬件平台分析与设计35-38
• 3.2.1 测试平台信号特征及通讯特征分析35-37
• 3.2.2 测试平台的设计37-38
• 3.3 测试硬件平台的实现38-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第4章 仿真测试软件分析与设计42-55
• 4.1 机舱自动控制系统测试软件总体设计42-47
• 4.1.1 测试软件设计原则42-43
• 4.1.2 测试软件设计总体43-44
• 4.1.3 仿真测试软件模块划分44-47
• 4.2 数据库模块设计与实现47-53
• 4.2.1 数据库设计原则48-49
• 4.2.2 数据库设计49-52
• 4.2.3 数据采集系统与数据库通信实现52-53
• 4.3 仿真测试系统总体架构设计53-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第5章 仿真测试系统实现与验证55-75
• 5.1 仿真测试软件管理模块实现55-57
• 5.1.1 登录管理功能55-56
• 5.1.2 测试工程管理功能56-57
• 5.2 仿真测试软件测试功能实现57-65
• 5.2.1 自检功能57-58
• 5.2.2 主机遥控系统测试功能58-63
• 5.2.3 网关模块与监控报警软件测试功能63-65
• 5.3 仿真测试软件数据分析功能实现65-71
• 5.3.1 主机遥控系统测试数据分析65-67
• 5.3.2 监控报警系统测试数据分析67-69
• 5.3.3 网关协议转换模块测试数据分析69-71
• 5.4 仿真测试系统的验证71-74
• 5.4.1 主机遥控系统测试71-72
• 5.4.2 网关模块测试72-74
• 5.5 本章小结74-75
• 第6章 总结与展望75-77
• 6.1 本文工作总结75-76
• 6.2 对未来工作展望76-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘擘;;浅析船舶自动化技术现状[J];船电技术;2012年03期

2 喻方平,金华标,常 勇,彭和平,徐廷良;船舶主机遥控装置模拟调试系统设计[J];航海技术;2002年04期

3 聂延生;现场总线控制系统和轮机自动化[J];世界海运;2000年04期

4 徐应诗;刘斌;阮镰;;基于故障注入的仿真测试方法过程框架[J];测控技术;2007年10期

5 钱美;吴正国;韩江桂;;船舶综合电力系统监控网络实时性分析[J];电力系统保护与控制;2010年15期

6 马世平;;现场总线标准的现状和工业以太网技术[J];机电一体化;2007年03期

7 林建辉;陈松涛;;基于工业以太网的船舶综合平台管理系统[J];江苏船舶;2012年02期

8 仲伟波;丁修方;;基于CAN总线的船舶机舱延伸报警系统[J];江苏大学学报(自然科学版);2012年03期

9 陈猷亮;;浅谈船舶电气自动化发展趋势[J];科技风;2012年02期

10 钱晓江;;基于工业以太网的船舶集成网络平台[J];上海海事大学学报;2007年02期

本文编号：957433