【摘要】： 近年來,中國造船業(yè)處于快速成長階段,但設計能力落后、配套產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后、大量電子設備和核心裝備依賴進口,一直是制約行業(yè)發(fā)展的主要瓶頸。主機遙控系統(tǒng)是船舶自動化系統(tǒng)的核心,而國內(nèi)船舶主機控制系統(tǒng)大部分以模擬量組合單元儀表為主,這類控制系統(tǒng)所需要的儀表控制器件數(shù)量多,大部分采用手動操作,數(shù)據(jù)顯示精度低且控制困難,還有很多控制系統(tǒng)采用氣動控制方式,因此無法實現(xiàn)控制系統(tǒng)的故障監(jiān)測診斷。針對國內(nèi)主機遙控系統(tǒng)的現(xiàn)狀,本文設計了一套數(shù)字化船舶主機遙控系統(tǒng),提出了遙控系統(tǒng)的整體設計方案。該方案采用網(wǎng)絡化控制技術,將控制系統(tǒng)分為現(xiàn)場級、集控室級和駕駛室級三層結構,實現(xiàn)對船舶主機的本地控制和遠程監(jiān)控,解決了以往的控制系統(tǒng)無法實現(xiàn)遠程遙控的弊端。三層控制網(wǎng)絡之間利用冗余以太網(wǎng)進行通信,保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性和實時性。專門設計了一套獨立的安全保護系統(tǒng),可以實現(xiàn)在主機遙控系統(tǒng)遇到故障無法正常運行的時候利用該安全保護系統(tǒng)完成對主機的緊急控制。 該主機遙控系統(tǒng)采用模塊化設計思想,分別設計了動力系統(tǒng)控制模塊和監(jiān)測傳輸模塊,其中動力系統(tǒng)控制模塊主要完成柴油機轉速采樣、轉速誤差及調(diào)速運算,齒輪箱輸出控制,PWM輸出,對輸入輸出信號進行阻抗變換以及柴油機超速保護等功能。監(jiān)測傳輸模塊主要完成控制系統(tǒng)工作模式采集、實時監(jiān)測與記錄柴油機控制系統(tǒng)運行參數(shù),繪制重要參數(shù)實時曲線,故障信息顯示功能的實現(xiàn)。模塊之間通過雙端口RAM實現(xiàn)內(nèi)部信息的交換。本文還設計了多種參數(shù)數(shù)據(jù)庫,可以滿足多種型號主機的控制需求,增加了控制系統(tǒng)的通用性。最后,本文選用塑料封裝作為控制器的抗腐蝕涂層,并且提出了包括電路方面,結構方面的抗電磁干擾的措施。 本文設計的主機遙控系統(tǒng)實現(xiàn)了針對船舶主機的數(shù)字化監(jiān)控功能,達到了海上環(huán)境以及機艙現(xiàn)場對控制系統(tǒng)防腐蝕、抗電磁干擾能力的特殊要求。解決了當前主機遙控系統(tǒng)大部分以模擬量組合單元儀表為主帶來的弊端。
[Abstract]:In recent years, China's shipbuilding industry is in a rapid growth stage, but the design capacity is backward, the development of supporting industry lags behind, a large number of electronic equipment and core equipment rely on imports, has been the main bottleneck restricting the development of the industry. The main engine remote control system is the core of the ship automation system, and most of the domestic ship mainframe control systems are mainly composed of analog unit instruments, which require a large number of instrument controllers, most of which are operated manually. The precision of data display is low and the control is difficult, and many control systems adopt pneumatic control mode, so it is impossible to realize the fault monitoring and diagnosis of the control system. In view of the present situation of the main engine remote control system in China, a set of digital marine main engine remote control system is designed in this paper, and the overall design scheme of the remote control system is put forward. The control system is divided into three layers: field level, centralized control room level and cab level, which realizes the local control and remote monitoring of the main engine of the ship. Solve the problem that the former control system can not realize remote control. The three-layer control network uses redundant Ethernet to communicate, which ensures the reliability and real-time of data communication. A set of independent security protection system is specially designed, which can realize the emergency control of the host when the remote control system fails to work properly. The main engine remote control system adopts the modular design idea, and designs the power system control module and the monitoring transmission module respectively, in which the power system control module mainly completes the diesel engine speed sampling, the speed error and the speed regulation operation. Gearbox output control PWM output, input and output signal impedance transformation and diesel engine overspeed protection and other functions. The monitoring and transmission module mainly completes the control system working mode collection, real-time monitoring and recording of diesel engine control system operating parameters, drawing important parameters real-time curve, the realization of fault information display function. The exchange of internal information between modules is realized by dual port RAM. This paper also designs a variety of parameter databases, which can meet the control requirements of various types of mainframe, and increase the generality of the control system. Finally, the plastic package is selected as the corrosion resistant coating of the controller, and some measures are proposed to resist electromagnetic interference in the aspects of circuit and structure. The main engine remote control system designed in this paper realizes the function of digital monitoring for the main engine of the ship, and achieves the special requirements of the marine environment and the field of engine room for the anti-corrosion and anti-electromagnetic interference ability of the control system. It solves the malpractice of the main engine remote control system which is mainly composed of analog unit instrument.
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TP872

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本文編號：2175198