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船舶柴油机运行状态监测和诊断系统的开发

作　者: 王晓妹
导　师: 周涌明；王海丽
学　校: 上海交通大学
专　业: 机械工程
关键词: 柴油机 状态监测 故障诊断 专家系统
分类号: U664.121
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


柴油机作为推进动力,是船舶的核心设备之一,其运行状态的好坏将直接影响船舶的正常航行。据民用船舶统计,在众多海难事故的起因中,由机械故障引起位居第一位(占22%),机械故障中船舶柴油机故障又占45%。为能及时发现船舶柴油机故障的征兆并及时排除故障,避免船舶重大事故的发生,需要对柴油机运行状态监测和诊断技术进行研究、开发和应用。本文以16PA6船舶柴油机为对象,使用虚拟仪器语言labview、C++Builder、SQL server数据库和专家系统编程语言等方法,对船舶柴油机上的关键运行参数进行精确测量,并对测量数据进行采集、分析、显示、转换、报警、储存和传输,从而实现了对船舶柴油机运行状态的正确监测;通过对柴油机故障诊断模块的开发,实现了对船舶柴油机重要部件故障的准确诊断;最终通过仿真试验和装机试验,验证了系统的有效性。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-19
  1.1 研究背景及意义  10-11
  1.2 16PA 船舶柴油机的常见故障  11-13
    1.2.1 异常磨损  12-13
    1.2.2 变形  13
    1.2.3 穴蚀  13
  1.3 柴油机监测和故障诊断的主要方法  13-17
    1.3.1 传统柴油机监测与故障诊断技术  13-15
    1.3.2 现代柴油机监测与故障诊断技术  15-17
  1.4 本文的主要研究内容  17-19
第二章 16PA 船舶柴油机监测诊断系统总体设计  19-25
  2.1 16PA 船舶柴油机故障框图  19-20
  2.2 设计思路  20-21
  2.3 总体实施方案  21-23
  2.4 虚拟仪器技术-labVIEW 简介  23-24
  2.5 本章小结  24-25
第三章 16PA 柴油机监测系统硬件设计  25-37
  3.1 16PA 柴油机状态信号分类  25-28
  3.2 传感器的设计和选型  28-30
    3.2.1 PT100 热电阻温度传感器  28
    3.2.2 K 型热电偶温度传感器  28-29
    3.2.3 压力传感器  29
    3.2.4 加速度传感器  29-30
    3.2.5 气缸压力传感器  30
  3.3 调理模块的设计和选型  30-33
    3.3.1 PT100 温度变送器选型  31
    3.3.2 K 型热电偶温度变送器选型  31-32
    3.3.3 加速度电荷放大器设计与选型  32-33
  3.4 采集处理设备的设计和选型  33-34
  3.5 现场总线的选择  34-36
  3.6 本章小结  36-37
第四章 柴油机监测系统模块设计  37-52
  4.1 状态监测模块总体结构  37-38
  4.2 燃烧分析模块设计  38-44
    4.2.1 示功图  38-42
    4.2.2 燃烧性能指标  42-44
  4.3 振动分析模块设计  44-46
  4.4 数据采集模块设计  46-47
    4.4.1 功能说明  46
    4.4.2 程序设计  46-47
  4.5 监测与报警模块设计  47-49
    4.5.1 超限报警模块  47
    4.5.2 监测报警界面  47-49
  4.6 数据通讯模块设计  49-51
    4.6.1 控制器通讯模块  49-50
    4.6.2 人机界面（触摸屏）通讯模块设计  50
    4.6.3 集控台计算机通讯模块设计  50-51
  4.7 本章小结  51-52
第五章 柴油机故障诊断系统建立  52-64
  5.1 专家系统总体设计  52-53
    5.1.1 专家系统的结构设计  52-53
  5.2 知识库的开发  53-55
    5.2.1 知识获取  54
    5.2.2 知识表示  54-55
  5.3 综合数据库的开发  55-57
  5.4 推理机的开发  57-60
    5.4.1 推理方向算法的选用  58-59
    5.4.2 推理策略算法的选用  59-60
  5.5 故障诊断模块的实现  60-62
  5.6 人机界面的开发  62
  5.7 本章小结  62-64
第六章 16PA 柴油机监测诊断系统集成和试验  64-74
  6.1 系统的集成  64-65
  6.2 柴油机状态监测系统试验  65-70
    6.2.1 柴油机常规信号的仿真试验  65-66
    6.2.2 柴油机振动和缸压信号的仿真试验  66-67
    6.2.3 柴油机缸压信号的装机试验  67-70
  6.3 柴油机故障诊断系统的仿真试验  70-73
  6.4 本章小结  73-74
第七章 结论和展望  74-76
  7.1 结论  74
  7.2 展望  74-76
参考文献  76-78
致谢  78-79
攻读硕士学位期间发表的学术论文  79

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中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 船舶工程 > 船舶机械 > 船舶动力装置 > 内燃机动力装置 > 柴油机
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