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1、船舶柴油机论文题目 船用柴油机遥控系统设计 目 录摘要1前言21船舶遥控系统设计的背景和要求1.1船舶遥控系统设计的背景1.2船舶遥控系统设计的基本要求2船舶柴油机遥控的系统设计32.1系统的结构设计3 2.2系统的主要功能设计83系统硬件电路设计123.1系统硬件结构介绍 3.2上位机电路设计14 3.2.1 电源电路设计 3.2.2 显示电路设计3.3下位机电路设计153.3.1 LED灯显示电路设计3.3.2 继电器状态检测电路设计3.3.3 继电器驱动电路设计3.3.4 直流电机桥式驱动电路设计3.3.5 转速脉冲降幅电路设计4系统软件设计 4.1 RS-485通信原理与实现 4.1.
2、1 RS-485通信原理 4.1.2 RS-485通信的实现 4.2系统程序结构设计 4.3遥控功能程序设计4.4手动功能程序设计 4.5参数的测量与设备的控制 5系统调试与结论致谢41参考文献42 3 船用柴油机遥控系统设计 摘 要：本柴油机遥控系统设计研究的主要内容是基于核心控制器atmega16单片机，围绕其检测系统、控制系统、执行系统、报警系统四大系统进行的，其核心技术涉及到柴油机各状态参数的检测、控制信号的数字输出、EIA-485通信三大问题。本设计解决了船舶柴油机的遥控问题。能检测柴油机的主机滑油压力、齿轮箱滑油压力、主机转速、主机冷却水温、离合器失能、齿轮箱正车挂排缸压力、齿轮箱
3、倒车挂排缸压力等重要参数，确保了柴油机的运行安全。且设计采用的自识别系统和优化技术，能保证推进装置始终处于最佳工作状态，解决了遥控大换向时经常出现的主机闷车熄火的通病。适用于长期在长江、内河及沿海湖泊作业的中、小型船舶。关键词： atmega16单片机；EIA-485通信；船舶柴油机；遥控 Abstract：This engine control system design, the main contents is based on the core controller chip around its atmega16 - and testing system, control syste
4、m, implement system, alarm system, the system of four core technology involves diesel status parameters testing and control signal digital output, EIA - 485 communications three problems. The design of the Marine diesel engine control to solve problems. To detect diesel engine lub oil pressure, and
5、the main gear box lub oil pressure and speed, main engine cooling water host, clutch incapacitation, gear box are hanged line cylinder pressure, car gearbox hang back row cylinder pressure and other important parameters, ensure the safety operation of the diesel engine. And the design and optimizati
6、on technology since recognition system can ensure propulsion system are always the best working state, solved the large remote host stuffy often appear in the car stalled. Applicable in the Yangtze river, the river and long-term assignments in the coastal lakes, small ships. Keywords： Atmega16 micro
7、controller；EIA 485 communication；Marine diesel engine；remote 前言 现代电子技术和计算机技术的迅猛发展和普及应用，使得自动测控这个技术领域发生了革命性的变化，从而波及各行各业。在船舶的控制领域，也因而发生了翻天覆地的变化。现代船舶几乎都采用了高度自动化的主机遥控系统。这类系统的主要特点是，用微型计算机的软件程序来实现主机遥控的各种逻辑和控制回路，系统的各个环节和遥控系统的操作较为复杂，而且功能也非常的完善。此外，船舶的柴油机是船舶前行的动力装置，如何控制好该动力装置，直接关系到船舶运行的安全和效率。船舶主机的全自动控制业已成为船舶制造
8、的一个发展方向，遥控技术的发展即可解决这个难题。实现对柴油机各状态参数的实时检测，利用自动控制算法对各参数进行处理，将处理结果清晰显示，将故障状态实时告警，根据处理结果对操作系统发出控制指令，自动控制柴油机安全可靠运行。本设计充分考虑了现实系统的各要素性质，相互关系和规律，并进行一定的抽象，建立的可以描述该系统的逻辑关系和数学关系的理论模型，然后利用编程技术将这些模型编成微型计算机系统能够识别的程序，以实现系统要求达到的功能。 国内船舶柴油机的遥控属于船舶自动化技术领域，经历了由轮机当班人员依照驾驶台指令操作的本地控制、采用机舱集控室的集中控制、机舱无人值班船舶到属于全自动化以节能为中心的网络
9、型发展的过程。由此，船舶主机遥控系统应运而生，且成立世界主要造船国家船级社的通用标准。国内外的许多同类产品的控制器都采用了PLC作为控制器，致使装置本身的体积偏大，造价成本偏高。部分产品的通信采用了TCP/IP协议，使得网络的结构复杂化，可靠性降低，可维护性不强。供电电源也较为单一，不能满足不间断电控的要求。逻辑运算能力也颇低，没有可靠的自动控制算法作保障。因而本设计采用了atmega16单片机作为控制器，以RS-484通讯方式进行控制系统（上位机和下位机之间）数据和命令的传递。藉由系统里检测系统、控制系统、执行系统、报警系统四大模块，实现了船舶柴油机运行参数的检测，利用调速电机对柴油机转速和
10、方向进行控制，以及人机交互。达到了简化系统结构、提高可维护性、显示简洁，输入操作简单，降低成本的目的。1 船舶遥控系统设计的背景和要求 1.1 船舶遥控系统设计的背景 目前，我国应用比较广泛的船用主机遥控装置，如果以控制方式进行划分，大致可分为以下四种方式：机械式；全气动控制式；气电混合控制式；全电控制式。其中，机械式还可分软轴控制式和钢丝绳控制式，因其受控制距离的限制，主要用于近距离控制或小型船舶。全气动控制式遥控装置的控制原理一般采用气动逻辑元件或气动阀件组成气动发讯及程序控制回路，然后通过气动三位置气缸控制齿轮箱换向，通过气动膜片执行器控制主机油门调速。因为气动元件以气为动力和介质而不需
11、要电，以及气动元件的密封性和不会产生电火花，所以气动遥控装置即使在失电的情况下仍可以安全驾驶，比较适合易燃防爆（如油船、液化气船、化学品船）及环境条件比较恶劣的船舶使用。全气动遥控装置具有原理比较简单易懂，适应各种易燃、易爆等恶劣环境，维修维护比较容易等特点。另外，全气动遥控装置使用范围广，执行机构力矩大，几乎所有国产和进口机型均可采用。气电混合控制式遥控装置的控制原理是采用气动元件和电器元件结合起来，组成程序控制系统，然后通过电磁阀进行转换，再通过气动执行偶控制齿轮箱转向（如果齿轮箱为电控转向齿轮箱则不需要转换，直接控制）。而主机调速则一般直接采用气动控制，不进行转换。气电混合控制式遥控装置
12、从全气动遥控装置的基础上发展而来，其性能和控制原理与气动控制原理基本相同，只是将其气动控制转向发令及自动程序部分改为电气控制，然后再将电信号转换为气信号通过气动执行机构执行。电动控制式遥控装置从发令到程序采用电子元件和高集成电路，然后采用控制电机转换成机械行程，控制主机和齿轮箱调速和转向。电子遥控装置安装连接比以上两种遥控装置都简单，可以实现更复杂的程序和功能，更适合多个控制站对主机组进行控制。当然其执行力矩没有以上两种装置大，其使用范围有一定的局限性。电动控制式遥控装置国内从上世纪八十年代开始研发，但其早期的电动遥控装置因安装比较复杂，元器件性能比较差，因而性能不是很稳定。现在电动遥控装置多
13、采用先进的芯片控制技术，控制微型电机作输出位移，然后通过软轴和主机换向及油门把手连接，实现对主机的控制。电动遥控设计控制对象主要为国外进口或引进机型，对国内部分机型不太合适，存在油门执行推拉力不足的缺点。但是电动控制遥控装置无需气源，驾驶室与机舱连接完全采用电缆连接，因而安装简单。但其价格相对于国产全气动遥控与气电混合控制式遥控来说比较高。现今，国内外的同类产品都在向着带有简易传令车钟装置，体积小，建议操作，直观感强的方向发展。部分产品已经做到了只需4X1电缆即可完成整个系统（报警箱报警采集点除外），结构相对较为简单。其供电电源多希望采用两路电源自动切换措施，一保障供电的可靠性，设备的可靠性。以求适应恶劣环境、保证
