基于嵌入式系统的船舶主机供油单元控制方法.pdf
《基于嵌入式系统的船舶主机供油单元控制方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于嵌入式系统的船舶主机供油单元控制方法.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第45卷第2 1期2023年11月舰船科学技术SHIP SCIENCEANDTECHNOLOGYVol.45,No.21Nov.,2023基于嵌人式系统的船舶主机供油单元控制方法乔凌霄(山西能源学院电气与控制工程系,山西晋中0 30 6 0 0)摘要:对船舶主机供油单元的电磁阀状态进行监控,在出现故障时能够第一时间发现故障并排除,对于保障船舶安全运行具有非常重要的意义。本文提出一种基于嵌人式系统的船舶主机供油单元控制系统,在分析船舶主机供油单元结构的基础上,使用Matlab建立供油单元控制仿真模型,提出船舶主机供油单元控制系统的整体结构,阐述电磁阀状态的读取过程,对固定空燃比条件下供油单元的调
2、节效果以及出现电磁阀故障时系统的调节速度进行了分析。本文设计的系统具有良好的实时性和适应性。关键词:嵌入式;供油单元;Matlab仿真;故障中图分类号:U667.65文章编号:16 7 2-7 6 49(2 0 2 3)2 1-0 16 2-0 4Control method of oil supply unit of ship main engine based on embedded system(Department of Electrical and Control Engineering,Shanxi Institute of Energy,Jinzhong 030600,China
3、)Abstract:It is very important to monitor the status of the solenoid valve of the oil supply unit of the main engine of theship,and to find and eliminate the fault in the first time when there is a fault,which is very important to ensure the safe oper-ation of the ship.This paper proposes a ship mai
4、n engine oil supply unit control system based on embedded system.On thebasis of analyzing the ship main engine oil supply unit structure,Matlab is used to establish the oil supply unit control simu-lation model,the overall structure of the ship main engine oil supply unit control system is proposed,
5、and the reading processof the electromagnetic valve state is expounded.The adjustment effect of the fuel supply unit under the condition of fixed air-fuel ratio and the adjustment speed of the system when the solenoid valve fails are analyzed.The system designed in this pa-per has good real-time per
6、formance and adaptability.Key words:embedded;oil supply unit;Matlab simulation;breakdown0前言船舶主机是船舶推进的重要组成部分,主机的性能以及能否持续稳定工作,关系着船舶的基本性能。而主机供油单元是为船舶主机提供燃料的地方,在很多情况下船舶需要对大功率的主机进行调速,这样就需要对供油单元进行高效率、精确的控制来加以实现。目前仍然有很多主机供油单元的控制不在主机舱室,这就给控制带来了难度,同时船舶主机供油单元中很多电磁阀在工作中容易出现故障或者损坏,在损坏后很难在第一时间获取这些阀门的状态信息,最后导致主机停
7、止运转,给船舶航行安全带来了极大的隐患,因而对船舶主机供油单元的控制进行研究具有重收稿日期:2 0 2 3-0 5-0 4作者简介:乔凌霄(19 9 1-),男,硕士,讲师,研究方向为电力电子与智能控制技术。文献标识码:Adoi:10.3404/j.issn.1672-7649.2023.21.030QIAO Ling-xiao要意义。目前对船舶主机供油单元的控制研究主要集中在控制方法上,许伟鸽等使用西门子PLC实现了对燃油系统供给的远程控制。陈贵银等2 设计了一种燃油供给智能控制系统,将燃油供给系统和消防系统等实现了联动,并能够实现自动启停。陈波等3 建立了自抗干扰的燃油调节模型,并使用Ma
8、tlab对其进行仿真,研究了在外界扰动情况下燃油的调节情况。目前在很多船舶上大多使用PLC对供油单元加以控制,但是PLC成本较高,同时在功能扩展时会受到扩展单元的限制,因而在实际应用中经常会使用ARM或者DSP来替换PLC。本文在研究船舶主机供油单元基本第45卷结构的基础上,通过使用Matlab建立燃油供给模型,最后使用ARM为核心控制单元来实现对船舶主机供油的精确控制。1主机供油单元结构船舶主机的供油单元主要是通过燃油供给泵向主机提供符合要求的燃油,燃油的质量不同导致燃油的流动性发生变化。主机供油单元一般包括了燃油供给泵、燃油循环泵、燃油雾化加热器、流量计以及三通转换阀等。燃油供给泵:船舶燃
9、油供给泵的基本结构如图1所示,包括燃油泵滤清器、叶轮、马达、安全阀以及单向阀,在此结构中安全阀可以防止燃油管道中压力过大而出现管道破裂,单向阀主要是为了实现船舶在启动时燃油管道保持足够的压力。燃油循环泵:负责在燃油管道内实现燃油的循环,在船舶上配置有两个燃油循环泵,保证燃油管道中有足够的压力实现高压循环。燃油雾化加热器:针对不同的船舶主机以及不同的燃油品质,一般需要将燃油雾化然后再燃烧,燃油雾化加热器可以将燃油转化成燃油蒸汽进而提升燃烧效率。流量计:对燃油管道内的燃油流量进行监测,获取燃油的流量,进而对燃油的速度进行控制。此流量信号可以对船舶的燃油使用量进行统计,同时也可以对主机供油的情况进行
10、控制。三通转换阀:使用继电器控制三通转换阀来选择重油或者轻油进入供油单元。2仿真模型建立为了对船舶主机供油单元进行更好的控制,首先需要建立船舶主机供油单元仿真模型,其主要目的是单向阀、安全阀马达一叶轮燃油泵滤清器燃油图1燃油供给泵基本结构Fig.1Basic structure of fuel supply pump乔凌霄:基于嵌入式系统的船舶主机供油单元控制方法sensorsest_airfowvalidate_sample_time(s)-o2 nomal(els)tb_correcbor02Mfuelmodenorma传感器输人fuelmode控制逻辑设置图2 仿真模型Fig.2Simu
11、lation model在船舶主机供油单元仿真过程中,控制逻辑的设置尤为关键,船舶主机供油单元控制逻辑分为主机正常运行以及传感器信号异常2 种情况,船舶超速的情况时,主机供油单元会出现一个供油峰值,当超过这个供油峰值时系统会判定整个系统异常,则会将主机关闭。通过建立仿真模型最终可以获取船舶主机供油单元在不同传感器数值下的供油参数,将这些参数记录下来并最终通过嵌人式系统加以实现,从而提升主机供油系统的控制效率。3基于嵌入式系统的船舶主机供油控制系统3.1系统功能设计基于嵌入式系统的船舶主机供油控制系统的功能主要包括:1)主机供油单元阀门的控制。对所有主机供油单元内部的阀门可以实现实时控制。2)完
12、善的人机界面。提供触摸屏、电脑软件端等来实现高效的人机交互,使得船员可以通过输入参数来实现对主机供油单元的控制。3)远程控制。提供以太网、CAN等接口,可以和船舶上其他控制系统联通。4)传感器数据采集。可以对主机供油单元内部所有传感器参数进行采集,包括压力、流量、阀门状态等。163通过模拟船舶主机中的进油量、喷油量等,最后实现一个最佳空燃比5-6 ,空燃比的定义如下:空燃比=空气质量流量/燃油质量流速,空气质量流量以及燃油质量流速都可以通过传感器来获取,假设本文最终需要控制船舶供油单元的空燃比为12,使用Matlab建立的船舶供油单元仿真模型如图2 所示。整个仿真模型包括控制逻辑设置、传感器输
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 嵌入式 系统 船舶 主机 供油 单元 控制 方法
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。