[发明专利]船舶柴油机机旁监测控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及监测报警与控制设备，特别是一种船舶柴油机机旁监测控制系统。

背景技术

柴油机作为一种动力装置，广泛应用于工程机械、船舶、汽车和应急电站等。柴油机控制技术直接关系到柴油机运行的稳定性和经济性。早期的手段多采用继电器和接触器构成的控制系统，所需要元器件数量多，控制电路复杂，故障率高，可靠性差。随着微电子技术和微型计算机技术发展，以单片机为核心的新型机旁控制监测及安全系统逐步取代了传统控制系统。

现有的柴油机机旁监测控制系统体积大，集成度不高，安装不方便，没有集成电子调速器功能，适用范围窄；没有集成瞬时转速功能，无法对柴油进行故障诊断；没有冗余总线，可靠性不够高；不具备黑匣子功能，无法对柴油机的状态进行有效的监测与管理；没有断线检测功能，不便于柴油机机旁监测控制装置的现场调试和故障排查。

因此，有必要开发一套集成度高，体积小，安装升级方便且监测数据便于管理的船舶柴油机机旁监测控制系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种新型的船舶柴油机机旁监测控制系统，以克服现有技术存在的问题。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

本发明提供的船舶柴油机机旁监测控制系统，其主要由相对独立的监测报警单元、安保单元、调速单元组成，它们之间通过双冗余CAN总线相连，其中报警或停车信息通过双冗余CAN总线传输至安保单元，再由安保单元的MODBUS总线发送至船舶机舱集中控制中心。

上述的船舶柴油机机旁监测控制系统，还设有显示单元，其通过MODBUS总线与安保单元相连。

上述的船舶柴油机机旁监测控制系统，还设有黑匣子，用于定时记录柴油机的各种参数，并将其存储于SD卡中，该黑匣子通过高速CAN总线与监测报警单元相连。

所述的调试单元位于上位机中，其通过CAN总线分别与监测报警单元、安保单元和调速单元相连。

所述的调试单元，其架构采用C#语言开发，通过CAN总线接入柴油机旁监测控制系统，其接收CAN总线中传输的信息，并在上位机人机界面上显示。

所述的监测报警单元由信号输入部分、信号输出部分和信号传输部分等组成，其中：信号输入部分设有电信号相连的热电阻、热电偶、压力、开关量和转速，所有输入信号均具备软件断线检测功能；信号输出部分由具备电磁阀线圈断线检测功能的继电器输出实现，所述电磁阀包括用于船舶柴油机启动、停车和燃油限制的电磁阀等；信号传输部分由RS485总线和CAN总线构成，RS485总线用于外部通信，CAN总线分为2路，一路高速CAN，用于机旁控制系统内部通信和连接调试软件，另一路为低速CAN，用于冗余备份。

所述的安保单元主要由信号输入部分、信号输出部分和信号传输部分等组成，其中：信号输入部分设有电信号相连的开关量和转速，其中开关量具备软件断线检测和硬件断线指示功能，转速输入部分具备停机和运行双状态的断线检测功能；信号输出部分由具备电磁阀线圈断线检测功能的继电器输出实现，所述电磁阀为停车电磁阀；信号传输部分由MODBUS总线和CAN总线构成，MODBUS总线用于与显示单元通信，CAN总线分为2路，一路高速CAN，用于机旁控制系统内部通信和连接调试软件，另一路为低速CAN，用于冗余备份。

所述的调速单元主要由信号输入部分、信号输出部分和信号传输部分等组成，其中：信号输入部分设有电信号相连的开关量、电流、负荷和转速，所有输入信号均具备软件断线检测功能；信号输出部分由执行器输出和辅助输出组成，其中执行器输出为大电流输出，用于控制调速器执行器；信号传输部分由CAN总线构成，CAN总线分为2路，一路高速CAN，用于机旁控制系统内部通信和连接调试软件，另一路为低速CAN，用于冗余备份。

所述的监测报警系统还设有瞬时转速监测功能，其根据上止点和曲轴转角信号计算显示柴油机瞬时转速，在线监测柴油机各缸工作平衡性。

本发明提供的上述船舶柴油机机旁监测控制系统，该系统采用模块化设计，其用于22路以下低温信号，12路以下高温信号和10路以下压力信号的船舶柴油机。

本发明与现有技术相比，主要有以下的优点：

1.采用模块化设计，从功能上划分为监测报警单元、安保单元、调速单元、显示单元、黑匣子和调试软件等，功能相互独立并通过通信总线相连，使结构简单。

2.监测报警单元集成瞬时转速监测功能，为专业人员诊断分析船舶柴油机故障提供了依据。