基于ARM的船用燃油辅锅炉的自动控制

摘要

随着当今社会人们安全意识的增强，船舶航运领域对船舶运行的安全性也越来越重视。近年来，国际海事组织在船舶各设备的安全运行方面，做了更具体的规定，增加了一些新的要求，这也意味着要进一步加强和完善船舶设备在安全运行系统中的功能。为了保证船舶的安全运行，一方面要保证船舶设备的质量，另一方面要及时发现船舶设备所出现的故障并排除。综观历次重大船舶事故，人为因素占到了80％以上，主要原因就是不能及时察觉船舶设备在运行中所出现的问题，因此仅靠操作人员来完全杜绝事故的发生是不可能的。然而利用目前日益发展成熟的计算机自动化、智能化技术来监测船舶设备的运行状况，使操作人员及时的了解设备运行情况并采取相应措施，可以大大减少事故的发生率。
　　本文主要介绍了船舶辅锅炉自控控制系统单元，其主要由两部分组成:自动控制单元的硬件设计和软件的编写。硬件设计是在Altium Designer Summer09开发环境下完成的， Altium Designer Summer09操作简单，功能强大，利用它进行原理图和PCB图的绘制可以满足系统设计的需要。硬件电路主要包括电源模块、通信模块、数据显示模块、控制模块、信息采集模块及其他辅助模块等。在该系统中采用ARM单片机STM32作为主控制芯片，与51单片机相比，其功能强大，处理速度快，能够满足系统的要求。
　　软件的编写是在Keil MDK程序开发环境下完成的，利用该系统软件以C语言为开发语言完成锅炉系统软件的开发。软件实现的功能包括锅炉的正常起动停止、故障监测报警、数据参数设置及显示等控制功能，硬件与软件相结合共同完成系统的控制功能。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题的背景及意义

1．1．1 船舶燃油辅锅炉自动控制系统的作用与意义

1．1．2 船舶锅炉自动控制发展过程以及需要改进的地方

1．2 发展趋势

1．3 课题研究意义及研究内容

1．3．1 课题研究的意义

1．3．2 本课题主要研究内容

第2章 船舶燃油辅锅炉概述及自动控制简介

2．1 锅炉的基本组成

2．1．1 船舶锅炉主体

2．1．2 锅炉的辅助设备

2．2 船用辅锅炉自动控制装置

2．2．1 锅炉水位自动控制

2．2．2 锅炉的蒸汽压力的自动控制

2．2．3 燃烧时序控制

2．2．4 安全保护自动控制

2．3 控制系统总体设计结构

第3章 船舶辅锅炉自动控制单元的硬件设计

3．1 控制单元硬件开发环境与设计方案

3．1．1 硬件开发平台的简介

3．1．2 硬件设计方案

3．2 微处理器STM32简介

3．2．1 Cortex-M3内核概述

3．2．2 微处理器STM32简介

3．3 电源模块电路设计

3．3．1 +5V电源模块

3．3．2 +5V电源+3.3V电源模块

3．4 辅助模块电路设计

3．4．1 复位系统

3．4．2 时钟电路设计

3．4．3 JLINK接口单元

3．4．4 EEPROM储存功能

3．5 通信单元模块电路设计

3．6 输出单元模块电路设计

3．6．1 LCD显示屏

3．7 按键、灯控制模块单元

3．7．1 ZLG7290控制芯片

3．7．2 I2C总线

3．7．3 STM32的I2C接口

3．8 自动控制系统电路板PCB图

第4章 船舶辅锅炉自动控制系统软件设计

4．1 软件开发平台与编程语言

4．1．1 软件设计开发语言

4．1．2 软件设计开发平台

4．1．3 项目工程创建

4．1．4 项目工程设置

4．2 JLINK仿真器的使用简介

4．3 系统主函数的编写

4．3．1 初始化模块单元设计

4．3．2 LCD12864液晶屏功能模块实现

4．3．3 数据采集处理模块

4．3．4 报警逻辑模块

第5章 上位机通信调试

5．1 以太网通信的简介

5．2 以太网通信的软件实现

5．2．1 异步串行通信程序的编写

5．2．2 以太网通信的串口调试

第6章 结论与展望

6．1 研究结论

6．2 工作展望

参考文献

致谢

研究生履历