船舶主机遥控系统的设计与实现

摘要

在船舶行业飞速发展的国际大环境下，我国推出各项政策，不遗余力地紧跟世界发展步伐，致力于建设发展为海上强国。主机作为船舶重要动力装置，怎样实现对它更优化的控制，日趋成为船舶工业发展的一个重要课题。随着机舱自动化和计算机技术的迅猛发展，主机遥控系统作为一种远离机旁的主机控制系统，已成为无人机舱船舶中必不可少的一部分。本文以ARM为核心处理器，采用嵌入式linux操作系统，设计并实现了船舶主机遥控系统，完成了主机车钟之间的通信和档位值的设定，以及对主机的转速控制和安全保护，并且实现了人机交互的功能。
　　论文首先依据《中华人民共和国船舶行业标准》和《钢质海船入级规范》确立了系统的总体设计方案和各部分的主要功能，包括主机控制面板、车钟逻辑控制系统、电子调速系统以及安全保护系统四个部分，并且系统的通信方式采用CAN总线双路完全冗余的通信方案。
　　车钟逻辑控制系统部分主要完成了车钟功能的设计，实现了车钟的档位值、控制权和辅车钟的设定，以及驾驶室、集控室和机旁车钟三者之间的信息沟通功能;主机控制面板部分主要完成了界面的结构与功能设计，实现了界面的切换、参数显示、参数设定、声光报警、报警弹框、报警信息存储等功能;电子调速部分实现了一系列转速限制以及PID调速功能，并且仿真模拟了对主机的转速控制;安全保护系统实现了主机降速和主机停车功能，以及通过控制面板和功能按键实现对主机降速和主机停车的取消。同时，对各个系统模块进行测试，测试结果表明，本文所设计的主机遥控系统实现了所有的设计要求，可以满足船舶主机遥控的要求。
　　最后，将主机遥控系统的各个模块固化到硬件当中，通过CAN总线通信网络，组成一个完整的主机遥控系统。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 主机遥控系统的国内外发展现状

1．2．1 国际发展状况

1．2．2 国内发展状况

1．3 主机遥控系统的组成

1．4 系统平台选择及部署

1．5 本文的主要工作

第2章 车钟逻辑控制系统的设计与实现

2．1 车钟逻辑控制系统的功能设计

2．1．1 车钟档位的功能

2．1．2 车钟的控制权

2．1．3 辅车钟的功能

2．1．4 通信故障检测

2．2 车钟逻辑控制的软件实现

2．2．1 档位选择

2．2．2 控制权切换

2．2．3 辅车钟

2．2．5 通信故障检测

2．4 车钟逻辑控制系统性能测试

2．5 小结

第3章 主机控制面板的设计与实现

3．1 主机控制面板的结构与功能设计

3．1．1 主机控制面板的结构设计

3．1．2 控制面板的功能设计

3．2 主机控制面板的软件实现

3．2．1 主机控制面板结构的实现

3．2．2 主机控制面板的功能实现

3．3 主机控制面板的性能测试

3．4 小结

第4章 电子调速器的设计与实现

4．1 电子调速器的结构与功能设计

4．1．1 电子调速器总体结构设计

4．1．2 电子调速器功能设计

4．2 电子调速器的实现

4．2．1 设定转速限制

4．2．2 加速和减速限制

4．2．3 临界转速避让

4．2．4 PID调速

4．3 电子调速器的性能测试

4．4 小结

第5章 安全保护系统的设计与实现

5．1 安全保护系统的功能设计

5．1．1 主机停车

5．1．2 主机降速

5．2 安全保护系统的软件实现

5．2．1 主机停车

5．2．2 主机降速

5．3 安全保护系统的性能测试

5．4 小结

第6章 总结

参考文献

致谢

作者简介