电气工程及其自动化毕业设计:船舶柴油机电控系统设计.doc
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1、 本科 毕业设计 船舶柴油机电控系统设计 所在学院 专业班级 电气工程及其自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 I 摘要 船舶柴油机电控系统已成必然的发展趋势,本文主要介绍船舶柴油机的电子调速系统的建模,相继增压系统的增压器切换,冷却水温和故障诊断的工作原理及电控策 略,详细的介绍了冷却水温控制。本设计采用热电阻 PT100 作为测温传感器,采用三线制接法接入测温电桥,采用电桥法测量功率信号 ,并选择浮子式液位传感器测量膨胀水箱液位信号,使得系统能够监测水温、压力及膨胀水箱的水位。采集的模拟信号通过精确 A/D 转换器 ADC0809 转换成数字信号,并传送到微处理器中,以
2、提高采集信号的精确度。利用 8 位处理器 AT89S51 来实现冷却水温度、压力、膨胀水箱液位的越限报警,智能地调节冷却水温度,以及完成温度、压力、液位显示、海水、淡水泵的控制等。利用专用处理芯 8279 完成数据显示和输入以 减少处理器的运算量。另外,用 X25045 构成看门狗电路,使系统在程序跑飞后能够及时复位。当水温或其他检测对象的实际值超过设定值的上、下限时,为了使操作人员及时了解情况,设计声光报警电路。系统根据海域的水温及柴油机功率情况,自动选择海水泵运行的台数,通过优化海水回路进入中央冷却器的流量,控制调节低温淡水回路的水温。 关键词 :电子调速;增压器;故障诊断;冷却水温 II
3、 Abstract Marine diesel engine electronic control system has become an inevitable development. This paper mainly introduces electronic speed control system for marine diesel engine modeling, sequential turbocharging system booster switch, the operating principle and strategy of cooling water tempera
4、ture and fault diagnosis of electronic control, Introduces description of the cooling water temperature control in detail. The design use PT100 thermal resistance as a temperature sensor, use a three-wire connection access to temperature bridge, use the power measurement signal bridge, and select th
5、e float type liquid to measure the level sensor expansion tank level signal,allows the system can measure water temperature, pressure and water level in expansion tank. Collecteing analog signals and tansform to digital signal by A/D converter ADC0809 converts and sent the signal to the micropocesso
6、r to improve the accuracy of collected signals. AT89S51 8-bit processors is used to achieve the cooling water temperature, pressure, the more limited expansion tank level alarm, intelligently adjust the cooling water temperature and the completion of temperature, pressure, liquid level display, seaw
7、ater, fresh water pump control. Use special handling 8279 to complete the core data and input to reduce the processor complexity. In addition, the watchdog circuit constituted by X25045, to make the system rest in time after running in the program. When the water temperature or other test object exc
8、eeds a set value of the actual value of the upper and lower limit, in order to keep abreast of the operator, designed a sound and light alarm circuit. Sea water temperature system based on engine power conditions and automatically to select the number of sea-water pump station operation, by optimizi
9、ng the loop into the central cooling water flow, the control circuit regulating the temperature of cold water. Keywords: electronic speed; supercharger; fault diagnosis; cooling water temperature III 目录 前言 . 1 第 1 章 绪论 . 2 1.1 国外状况 . 2 1.2 国内状况 . 2 1.3 船舶柴油机未 来发展趋势 . 3 第 2 章 船舶柴油机电控系统介绍 . 5 2.1 电子调速
10、 . 5 2.2 大小涡轮增压相继增压系统模型 . 6 2.3 远程故障诊断技术 . 9 2.4 控制原理 . 12 第 3 章 冷却水温控制 . 15 3.1 系统的控制要求 . 15 3.2 功率信号、液位信号及压力信号的测量 . 17 3.3 A/D 转换电路 . 18 3.4 键盘与显示电路 . 19 3.5 看门狗电路 . 20 3.6 警报电路 . 21 3.7 海水泵控制电路设计 . 22 3.8 电路设计抗干扰 . 23 结论 . 24 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 25 1 前言 在刚刚过去的 20 世纪,一方面科学技术发展突飞猛进,另一方面人类的生存也遇到了
11、前所未有的挑战。人类文明已经陷入了非常尴尬的境地:人类在创造一个丰富的物质世界的同时,也付出了整个生存空间的代价。我国是一个人口众多,资源相对不足的国家。 21 世纪是海洋的世纪,人们想到更富有的海洋发展。我国作为一个高速发展的国家,又有宽广的海岸线,向海洋的发展史必不可少的而又势在必行的。海洋中藏有人类所需丰富的财富( 生物 ,化学,动力 ,能源矿产和广阔的生存空间) ,探索海洋是我国必须的活动之一。 现代船舶工业是典型的综合加工装配工业,是综合工业之首。船舶工业对国民经有直接的消耗,还直接为我国的能源运输,国际航运,海洋开发等产业提供必要的装备和信息,形成国民经济的一条重要产业。 当前,船
12、舶动力仍以柴油机为主。柴油机因具有功率覆盖面宽、效率高、能耗低、使用维修方便等特点。经过几十年尤其是最近十多年的发展,现在的船用柴油机已经发展到一个新的高度。但随着世界能源危机,环境污染和自动化水平的日益提高,对柴油机提出了更高的要求。因此柴油机 的优势地位也提出了新的挑战。由此以后研究柴油机主要是提高经济性研究,降低柴油机排放研究。柴油机排放的限制使得经济性提高更加困难,这个也是柴油机发展中的新课题,提高可靠性和耐久性的研究,电子控制技术的研究等。据资料表明,船舶产品平均构造比例:造船 30%,原材料 20%,配套设施 50%。由此可见,船舶配套设施对船舶工业的重要性。船舶柴油机是船舶的主要
13、配套设备,它应用于船舶推进动力装置和船舶电站。在船舶成本中分别占 10% 15%和 3% 5%。因此,建设并提供性能优良,质量可靠,品种齐全,数量充足船舶柴油机,对我国工 业快速稳定健康发展不可或缺。 我国船用柴油机发展关系到国家重大的政治与经济安全战略,其近年来的发展严重滞后的现状已引起各方面的重视。 2003 年以来, 国家 十分重视并充分肯定了船舶工业在国民经济发展中的积极作用,尤其是 2004 年宏观调控的背景下对船舶工业更快、更大发展寄予殷切期望。 目前国内大功率船舶柴油机船舶套配件没有自主的知识产权,关键技术受制于人,已经成为我国船舶发展的重要瓶颈,为了达到未来的造船大国强国时对船
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