航标船主要机电设备在线与远程监测系统研究与实现

摘要

航标船是维护长江航道航的重要船艇,其正常、安全运行对于长江航道建设有重要意义,而航标船主要机电设备运行状态参数是了解航标船运行当前运行状态的重要依据。针对目前航标船缺乏一个统一的设备运行状态监测系统这一现状,本文进行航标船主要机电设备运行状态在线及远程监测系统的研究,并基于LabVIEW开发平台和MySQL数据库设计了在线及远程监测系统,实现了左右主机、发电机、舵机和尾轴等设备的运行参数的实时在线和远程监测。本文主要的研究内容和成果包括:
　　①对系统的功能需求以及需要监测的参数进行了分析,并设计了航标船主要机电设备在线及远程监测系统的总体方案。系统包括船载在线监测系统和远程数据中心两个部分。
　　②分析了长江航道局某航标船的实际现场情况,设计了船载在线监测系统的硬件结构,并进行了传感器和信号采集模块等的硬件选型,实现了左右主机排气温度、尾轴转速和舵机压力等参数的监测。另外,对左右主机控制箱使用的RS485总线和Modbus通信协议以及发电机监测仪使用的CAN总线和J1939协议进行了分析,并结合相应的通信协议编写了数据读取与解析程序,实现了左右主机转速、冷却水温、机油压力和故障报警等参数,以及发电机交流电压、交流频率等参数的监测。
　　③通过MySQL数据库实现了监测参数的存储,并实现了历史数据查询等功能。在数据库中建立了左右主机柴油机故障信息专家知识库,实现了故障信息的录入和查询等功能。
　　④利用DTU通过中国联通GPRS网络将船载在线监测系统监测的设备运行参数发送到远程数据中心,实现了主要机电设备运行状态参数的远程监测。
　　本文设计的航标船主要机电设备在线及远程监测系统已在重庆长江航道局某航标船上安装并正常运行,船载在线监测系统软硬件运行可靠,远程数据中心数据接收稳定,能完全满足实际功能需求。