遠洋漁業(yè)船舶機艙監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)開發(fā).pdf

1、隨著現(xiàn)代船舶系統(tǒng)的不斷發(fā)展與進步，當(dāng)前船舶系統(tǒng)監(jiān)測方面的工作效率以及安全系數(shù)都比較低，且勞動強度較大，只有讓船員及時準(zhǔn)確的了解漁船系統(tǒng)各設(shè)備的實時運行數(shù)據(jù)，才能實現(xiàn)漁船的自動化監(jiān)測，從而改善這種狀況。這也是當(dāng)前漁業(yè)船舶發(fā)展的目標(biāo)并已成為漁業(yè)船舶設(shè)計制造的內(nèi)容漁業(yè)船舶自動化已成為當(dāng)代漁業(yè)船舶的重要發(fā)展方向。機艙作為船舶的核心部分，各機組的正常運行與否直接影響到整個漁船航行狀況，在機艙環(huán)境比較惡劣，且具有溫度高，濕度大，噪音高等惡劣情況下，

2、并且目前多數(shù)漁船依舊處在人工監(jiān)測階段。由于在運行過程中機艙內(nèi)各機組都處于工作狀態(tài)，包括發(fā)電機、主機以及機艙內(nèi)其他設(shè)備，它們的工作狀態(tài)和設(shè)備參數(shù)都處于一個不斷變化的過程中，而這些參數(shù)也就表示著該設(shè)備運行是否正常。為了能及時獲取設(shè)備的運行狀況，使船員能在集控室或機艙控制室及時獲取設(shè)備運行情況，需要一套可靠度高，實時性強，且成本適宜的監(jiān)測系統(tǒng)。在設(shè)備出現(xiàn)故障，即運行參數(shù)超過預(yù)定值的時候則會發(fā)出報警信號提醒值班人員，并顯示在上位機界面，從而提高

3、故障預(yù)防能力，縮短排查處理故障的時間。因此，發(fā)展機艙自動化監(jiān)測勢在必行。
　　本論文圍繞對遠洋漁業(yè)船舶機艙設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵性問題進行了研究，重點完成了對機艙各模塊的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測這兩大部分工作。本文主要完成以下幾點工作：
　　1、確定監(jiān)測對象與內(nèi)容：根據(jù)BZW2A金槍魚釣船機艙的實地調(diào)查，確定本系統(tǒng)所需監(jiān)測的機組，本系統(tǒng)監(jiān)測的機艙內(nèi)機組包括電控系統(tǒng)中的發(fā)電機、柴油艙；以及輔助設(shè)備機艙通風(fēng)機、淡海水壓力裝置、油水分離器、輔助

4、日用油柜、各類泵組、海底閥箱等以及不同機組中所監(jiān)測的內(nèi)容，所需監(jiān)測信息可以分為開關(guān)量和模擬量兩大類。根據(jù)監(jiān)測內(nèi)容確定進行下一步的硬件設(shè)計。
　　2、完成系統(tǒng)總體設(shè)計：根據(jù)確定的所需監(jiān)測的內(nèi)容，確立了總體設(shè)計思路。
　　1）開關(guān)量的采集：通過設(shè)計硬件電路，可以獲得被監(jiān)測對象開關(guān)狀態(tài)，以高低電平形式送入單片機以供監(jiān)測；
　　2）模擬量采集：通過設(shè)計AD轉(zhuǎn)換電路，將傳感器輸出的電壓等模擬信號經(jīng)轉(zhuǎn)換后送入單片機，以供監(jiān)測；

5、r>　　3）開關(guān)量和模擬量送入單片機后，經(jīng)單位換算，送LCD液晶屏及上位機顯示，以實現(xiàn)柴油機艙現(xiàn)場監(jiān)控和遠程監(jiān)控。
　　3、完成系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計
　　1）硬件設(shè)計方面，利用AT89C52單片機作為主控芯片，采集各開關(guān)量和模擬量信息，對各機組的運行工況進行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測。首先根據(jù)需求確定了數(shù)據(jù)采集電路中的傳感器、繼電器等硬件，以及其他的輔助模塊芯片。用以完成數(shù)據(jù)采集電路，顯示接口電路，A/D轉(zhuǎn)換電路，時鐘芯片接口電路以及北斗模

6、塊電路的設(shè)計。
　　2）軟件設(shè)計方面，根據(jù)系統(tǒng)的總體設(shè)計以及硬件的選擇，為使整個系統(tǒng)硬件能串聯(lián)起來，則需要對不同硬件進行不同的程序設(shè)計。主要程序設(shè)計分為系統(tǒng)運行主程序，A/D轉(zhuǎn)換程序，下位機串行通信程序，上位機通信程序，LCD顯示程序，DS1302計時器程序等。本系統(tǒng)選擇的是可靠度高、成本相對較低的串口通訊方式，由漁船機艙向遠端發(fā)送監(jiān)控信息。在上位監(jiān)測軟件設(shè)計上，選用美國國家儀器公司開發(fā)的LabVIEW軟件，完成上位機界面的設(shè)計，

7、對單片機通過串口傳送上來的數(shù)據(jù)進行解碼，讀取出系統(tǒng)對不同機組的采集數(shù)據(jù)并顯示在對應(yīng)的界面，從而實現(xiàn)對所有監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時顯示功能。
　　4、完成對系統(tǒng)的仿真工作。
　　1）利用Proteus進行電路設(shè)計的相關(guān)仿真。在設(shè)計和連接好硬件后，編寫軟件，對系統(tǒng)進行仿真。在軟件設(shè)計時加入了壓力、溫度異常報警，仿真結(jié)果表明，在上述采集信息發(fā)生變化時，系統(tǒng)能夠報警，設(shè)計的電路能夠正常運行，符合預(yù)期；
　　2）基于Labview的上位機