船舶柴油机气缸压力测量系统研制

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1、武汉理工大学硕士学位论文船舶柴油机气缸压力测量系统研制姓名：李震宇申请学位级别：硕士专业：船舶电力推进及自动化指导教师：杨建国20070501武汉理工大学硕士学位论文摘要船舶主机是船舶的动力心脏，其安全稳定的运行是保证船舶航运安全的关键。采用在线监测和诊断技术，能及时发现船舶柴油机存在的故障隐患，避免突发性故障停机和安全事故的发生。目前船舶柴油机压力测量系统大多数采用现场实时测试。这些测量系统需要两个人才能完成测试，一人在柴油机旁安装压力传感器，另一人则在计算机旁操作测试程序和存储采集数据，等待某气缸完成测试后，机旁测试人员将传感器换到下一气缸

2、的测试点，依次进行测试。本文的研究目标要求船舶柴油机气缸压力测量系统具有便于携带、测试方便，且仅蒿一人完成柴油机气缸压力的测试。论文作者在分析wartsila公司和MANB&W公司同类气缸压力测量系统的基础上，重新研制了由上位计算机和下位可编程控制器组成的船舶柴油机气缸压力测试系统。取得的主要研究成果如下：1．可编程控制器自带的PPI通讯协议的分析研究，分析了数据发送接收的格式；根据传感器测量技术理论和测量系统的性能要求，完成了测量系统电路方面的设计。测试系统采用上位机和下位机(可编程控制器)的主从结构，PC机中的监测系统作为上位机系统，将可编

3、程控制器中的通信和控制系统作为下位机系统。上位机系统将采集数据经过初步分析和存储后，通过上位机和下位机的通信协议发出命令，下位机确认指令无误后做出控制动作，让测试人员知道上位机系统的状态，达到了人机信息交互的作用。2．进行了柴油机气缸压力示功图处理方法的研究，完成了气缸压力信号多周期平均、光顺处理和等曲柄转角化等信号处理方法的软件开发，获得了经过多周期平均的等曲柄转角示功图，然后经过细化算法使示功图的数据间隔角度在O，5度，提高了计算精度和上止点定位的精度。开发的分析软件将柴油机结构参数和示功图相结合，可计算爆发压力、压缩压力、膨胀压力和指示压

4、力等特征参数。3．介绍了基于虚拟仪器技术的船舶数字化监测与诊断系统的组成和功能，进行了串口通讯及总体结构设计。分析了引入串口通讯的原因，阐述了通讯流程、通讯数据传输的格式及通讯程序，通过试验证明了系统引入串口通讯的设计是合理的。武汉理工大学硕士学位论文4．通过对6160型柴油机气缸压力的测量试验，验证了系统的功能和可靠性。测试过程如下：测试人员按下按钮，发出的触发信号经过采集卡进入计算机，上位机程序侦听到该信号后，开始对上止点、瞬时转速和气缸压力信号进行采集、处理和存储；存储完后程序通过PPI协议与PLC通讯，PLC接受到通讯数据后调用内部程序

5、对指示灯迸行操作(表明采集数据已经存储完成)；测试人员看到指示灯状态的改变就知道测试完成，再将压力传感器换到下一气缸依次进行气缸压力的测试。试验中各环节工作正常，达到了测量系统的技术要求和预期的效果。关键词：测量系统，柴油机，虚拟仪器，PLC，PPI协议II武汉理工大学硕士学位论文AbstractMarinedieselengineiStheheartofsllip，whosesafeandstableoperationiStheguaranteeofthesafenavigationofships．卫1elatentfaultsofdiese

6、lenginecanbedetectedtimelybythetechnologyofthemarinedieselmonitoringanddiagnosis，whichcaneffcctivelyavoidtheaccidentandtheshut-downofemergency．Therearemanydieselcylinderpressuremeasurementsystems，mostofthemarebasedonthereal-timetesting．T1liStypeofmeasurementsystemneedtwopeop

7、letocompletethetest，oneiSresponsibleforinstallingthepressuresensorontheportofeachcylinder，onebyone，theotherinchargeoftheoperationoftestprogramandsavethedatawiththecomputer．Inthispaper,thepurposeoftheresearchtakenisthatthedieselenginecylinderpressuremeasurementsystemshouldhav

8、ethefoll0、vingmerits：easytocarry，testingconvenienceandonlyonepersoncompleti