船舶溴化锂吸收式制冷装置模拟器的设计与实现.pdf

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1、第27卷第4期2014年8月中国修船CHINASHlPREPAlRV01．27No．4Aug．2014船舶溴化锂吸收式制冷装置模拟器的设计与实现徐杭田，孙团，吴猛猛，张栋(海军潜艇学院，山东青岛266042)摘要：文章基于微控制器和RTX一51Tiny小型实时操作系统和CAN总线技术，设计开发了溴化锂吸收式制冷装置模拟器，描述了硬件组成和基于RTX一51Tiny的软件设计方法，较好地实现了溴化锂制冷装置模拟器的采集、参数显示和通信等功能，该模拟器对于船舶溴化锂制冷装置的教学和训练具有一定的促进作用。关键词：溴化锂吸收式制冷装置；微控制器；中图分类号：U67

2、3CAN总线doi：10．13352／j．issn．1001—8328．2014．04．005Abstract：BasedonmicrocontrollerRTX一51TinyreahimeoperationsystemandCANbustechnology，thelithium-bromideabsorptionrefrigeratingdeviceimitatorwasdesignedanddeveloped．HardwarecomponentsandsoftwarebasedonRTX一51Tinyaredescribedwithanidealacc

3、omplishmentoftheimitators§collection，parame·terdisplayandcommunicationfunction，whichsouldbepromotionfortheteachingandtrainingoflithium-bromiderefrigeratingdevice．Keywords：lithium—bromideabsorptionrefrigeneratingdevice；microcontroller；CANbus溴化锂制冷装置以溴化锂为吸收剂，利用水在高真空下蒸发时，吸收周围介质热量的原理而制

4、成的空调制冷设备，具有经济性高、噪声小、工作安全可靠、操作维护方便等优点⋯。溴化锂制冷装置的组成、功用、分布以及使用管理方法等内容是船舶空调专业工作人员和相关专业学员必须熟练掌握的知识和技能，然而由于系统控制关系复杂、操作使用频繁，而且故障排除训练在实际装备上代价昂贵，因此一直是教学训练过程的一个难点。本文利用微控制器设计一套溴化锂吸收式制冷装置模拟器，可实现溴化锂制冷装置的模拟操作和故障排除训练，对于提高装备的操作和管理水平具有重要意义。1模拟器的设计思路溴化锂吸收式制冷装置模拟器设计思路如图1所示，模拟器通过调节冷媒水温度信号的反馈调节蒸汽调节阀或海水

5、调节阀的开度，调节方式有PID3种方式，从而实现系统各模块的正常运行。图1溴化锂吸收式制冷模拟器的设计原理图溴化锂吸收式制冷装置模拟器由控制箱和模拟屏2部分组成。控制箱与实际控制箱面板布置相同，用于设定工作方式、控制泵的启停、控制LED灯回路的流动、PID调节设定、参数显示以及报警控制等。模拟屏主要用于显示溴化锂制冷机组的工作流程，同时可以反馈调节蒸汽调节阀和海水调节阀的开度、调节吸收器冷却水进水温度、吸收器喷淋温度、冷媒水进水温度、冷媒水出水温度、蒸汽压力、进发生器浓溶液温度、冷凝器冷却水、出水温度、吸收器冷却水以及出水温度的大小等。作者简介：徐杭田(1

6、964一)，男，山东临沂人，副教授，大学本科，研究方向为舰船电气控制。·13·2014年第4期中国修船第27卷2硬件设计2．1控制箱硬件控制箱硬件由按键模块、指示模块、显示模块和通信模块等组成，如图2所示。控制箱的控制核心为单片机C8051F340，C8051F340是完全集成的混合信号片上系统型MCU，具有高速、流水线结构的8051兼容的微控制器内核(可达48MIPS)，具有片内上电复位、VDD监视器、电压调整器、看门狗定时器和时钟振荡器，是真正能独立工作的片上系统。同时FLASH存储器还具有系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新805

7、1固件。按键模块主要为控制箱上的按键输入部分，共分为4组，由单片机C8051F340驱动165进行输入控制；指示模块主要为控制箱上的指示灯显示部分，分为3组，由单片机驱动595和2803进行输出显示；显示模块主要为控制箱上的数码管显示部分，由595和2803驱动序号数码管，由单片机驱动MAX7219进行8位数码管的显示；同时通过CAN总线与模拟屏单片机进行数据通信。2．2模拟屏硬件模拟屏硬件由回路灯控制模块、AD输入模块和通信模块等组成，如图3所示。模拟屏控制核心为单片机C8051F340。按照系统流动介质的不同，“回路灯控制模块”分为8个模块，分别为节流

8、回路、冷却水回路、冷媒水回路、蒸汽回路、发生泵回路、吸收泵回路、冷