基于CAN总线的大功率柴油机监控系统

发布时间：2020-06-15 02:11

【摘要】：随着我国经济的迅速发展,大功率柴油机成为大功率设备的核心动力,广泛应用在很多个领域。柴油机工况的好坏直接影响相应系统的动力大小,经济成本和可靠程度,我国现存的大功率柴油机监控系统比较单一,功能性不强,技术研究也处于落后状态,主要依赖进口,价钱昂贵且不利于再次开发,因此展开对大功率柴油机监控系统的研究变得尤为重要。需要一种大功率柴油机监控系统,实时掌握柴油机控制室的状况,达到监测、控制和报警的目的。因此本文设计了大功率柴油机监控系统,实时监测大功率柴油机中的多个物理量,主要以MC9S08DZ60作为微控制器,通过CAN总线模块进行数据通信,并通过LabVIEW软件对上位机监控界面进行设计,可以根据系统设定好的报警值进行有效地监控。本文的研究内容包括以下几部分:1、现场总线的研究。分析了现存最具有影响力的现场总线种类及特点,深入研究了CAN总线技术,主要针对CAN总线技术的分层结构,报文结构,网络拓扑结构以及通信原理,提出了大功率柴油机监控系统的总体方案设计。2、大功率柴油机监控系统硬件设计。对数据采集模块、开关信号输入模块和CAN总线通信模块进行硬件结构和硬件电路设计。3、大功率柴油机监控系统软件设计。通过对数据采集单元、按键操作和CAN总线通信模块进行软件设计,实现了数据的通信功能。为了提高网络资源利用率和信息传输准确性,研究了基于CAN总线的混合调度算法(NMTS)。为了防止在系统负载发生较大变化的情况下截止期内完成传输的消息的百分数降低,研究了基于反馈控制的混合调度算法(FC-NMTS)。4、系统测试与分析。在EmbededDebug软件上对系统通信是否正常进行了测试;在LabVIEW软件上设计监控界面:包括柴油机的速度、淡水出机温度、机油进机压力监控的界面设计;根据系统对柴油机的速度、淡水出机温度、机油进机压力的要求设定了报警值,在显示器上实时显示了采集的数据,如果采集到的数据超出设定范围,报警灯闪烁。通过测试分析,系统通信正常。LabVIEW软件显示数据精确,实现了大功率柴油机监控系统的设计。本系统花费较低,能源损耗较低,工作效率较高,自动化程度较高,对用户使用来说更加方便。
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TK423;TP277
【图文】：

论文的结构体系

图 2-1 CAN 总线的分层结构图2.2.2 CAN 总线的报文结构CAN 总线上传送的消息叫做报文，报文信息是通过差分电压实现传输的，两条信号线（例如双绞线）对应是 CANH 和 CANL，双绞线上的逻辑 1 隐性代表着 CANH 和CANL 的电平在静态时约为 2.5 V；逻辑 0 显性代表着 CANH 的电平是 3.5V、CANL 的电平是 1.5V[17]。电平标称值如图 2-2 所示。

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本文编号：2713728