[发明专利]基于智能机舱的船舶动力系统工况模拟和诊断实验平台

说明书

本发明公开了一种基于智能机舱的船舶动力系统工况模拟和诊断实验平台，其主要由船舶动力系统模拟实验台架，安装在实验台架上的数据监测及故障诊断平台(5)，以及通过信号线与数据监测及故障诊断平台(5)相连的油液在线监测模块(6)组成，油液在线监测模块(6)并联于实验台润滑管路系统中。本发明能够实现船舶动力系统不同工况的模拟，可实现对不同工况下船舶动力系统和轴系的扭矩监测、振动监测、轴功率监测以及润滑油和液压油状态的在线监测；结合智能化机器学习方法，在大量监测数据的支撑下，实现智能机舱架构下的船舶动力系统故障诊断和状态评估；能够作为智能化在线监测与诊断系统的对象平台。

技术领域

本发明涉及一种基于智能机舱的船舶动力系统工况模拟和诊断实验平台，可仿真模拟船舶动力系统的不同工况和各种故障，在测试系统的配合下完成对不同工况下船舶动力系统状态的实时监测，在大量监测数据的支撑下，利用统计机器学习方法对数据进行分析和学习，获取轴系和轴承状态变化趋势和潜在的故障信息，并及时的进行预警和提醒。

背景技术

随着造船行业对造船技术、安装工艺及质量要求的不断提高和“节能减排”的提出，对船舶动力系统的性能提出了更高的要求，需要其在不同工况下具有良好的性能。通过人为的模拟各种不同的工况，并监测其各项运行指标，比如振动、油液状态等参数，来获取船舶动力系统不同工况下的性能最优点，为实船运行提供参考意见和维护策略。

船舶动力系统是船舶航行的核心部分，主要由船舶主机、轴系、轴系附件、传动设备和推进器(螺旋桨)组成。船舶常规动力系统主要是柴油机动力系统、燃气轮机动力系统以及电力推进系统。在不同海域、不同天气状况下，船体和螺旋桨受到的水的阻力也不相同，此时船舶主机需要提供的扭矩、齿轮箱的速比、螺旋桨的转速都要做相应的调整，这就形成了船舶动力系统的不同工况。

轴系作为连接主机和螺旋桨的重要部件，其安全与否直接关系到船舶能否正常航行。正常情况下在船舶出坞前，工程师们都会对其轴系进行的准确的较中，也会从安装工艺上保证其正常工作。但在船舶航行过程中，包括船体变形、摩擦磨损等一系列因素都会导致轴系无法正常工作，所以，对轴系工作状态的监测就显得尤为重要。

随着信息技术的飞速发展，船舶也在向着智能化的方向发展。智能化系指由现代通信与信息技术、计算机网络技术、智能控制技术等汇集而成的针对某个对象的应用。智能机舱能够综合利用状态监测系统所获得的各种信息和数据，对机舱内机械设备的运行状态、健康状况进行分析和评估，用于机械设备操作决策和维护保养计划的制定。

专利文献CN 102289978 A公开了一种多功能船舶联合动力装置综合模拟实验台，该实验台既可模拟多种船舶动力装置,也可以进行船舶动力装置总体性能研究和船舶动力装置零部件的性能研究。该专利只是提出了一种船舶动力装置模拟实验台，并没有考虑到对不同工况下动力装置的振动、温度、油液等参数进行监测和智能化分析。

针对上述情况，本发明设计并建立了这种基于智能机舱的船舶动力系统工况模拟和诊断实验平台，能够进一步研究船舶动力系统不同工况下的整体性能，利用状态监测系统所获得的各种信息和数据，对机舱内机械设备的运行状态、健康状况进行分析和评估，利用统计机器学习方法对故障进行辨识和定位，并给出设备维护建议。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于智能机舱的船舶动力系统工况模拟和诊断实验平台，该实验平台能够在智能机舱架构下实现船舶动力系统不同工况的模拟，同时还能够模拟齿轮箱、轴系、轴承、液压系统等关键部件单个或同时处于故障状态时船舶动力系统的运行状态并实时监测，从而实现对船舶动力系统故障状态的在线监测和分析诊断技术的实验研究。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供的基于智能机舱的船舶动力系统工况模拟和诊断实验平台，主要由实验台架，安装在实验台架上的数据监测及故障诊断平台，以及通过信号线与数据监测及故障诊断平台相连的油液在线监测模块组成，油液在线监测模块并联于实验台润滑管路系统中。