嵌入式柴油機(jī)工作狀態(tài)監(jiān)測裝置設(shè)計(jì)

摘要：針對(duì)柴油機(jī)故障診斷系統(tǒng)無法對(duì)柴油機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)估，以及無法對(duì)故障進(jìn)行預(yù)測和診斷的問題，提出運(yùn)用信息融合原理，利用瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)和現(xiàn)有巡回監(jiān)測與報(bào)警系統(tǒng)的熱工參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電柴油機(jī)技術(shù)狀態(tài)的綜合診斷和趨勢分析。介紹了一種基于TMS 320C 2407a的嵌入式柴油機(jī)工作狀態(tài)監(jiān)測裝置。該裝置是船舶發(fā)電柴油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)中的核心部分，可以實(shí)現(xiàn)船舶發(fā)電柴油機(jī)工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測和故障診斷，同樣可作為獨(dú)立的監(jiān)測報(bào)警裝置用于機(jī)車、汽車及其他場合。

柴油機(jī)故障診斷技術(shù)是一種了解和掌握柴油機(jī)在使用過程中的狀態(tài)，確定其整體或局部是否正?；虍惓＃缙诎l(fā)現(xiàn)故障及其原因并能預(yù)報(bào)故障發(fā)展趨勢的技術(shù)[1]。以船舶系統(tǒng)為例，現(xiàn)代船舶發(fā)電柴油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)一般由機(jī)艙巡回監(jiān)測報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測。但系統(tǒng)不能對(duì)柴油機(jī)的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)估，更不能對(duì)故障進(jìn)行預(yù)測和診斷。

1 監(jiān)測裝置功能及原理

圖1 是一種船舶發(fā)電柴油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的硬件圖(圖中虛線左側(cè)為機(jī)艙，右側(cè)為集控室)。該系統(tǒng)是運(yùn)用信息融合原理，利用瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)和現(xiàn)有巡回監(jiān)測與報(bào)警系統(tǒng)的熱工參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電柴油機(jī)技術(shù)狀態(tài)的綜合診斷和趨勢分析。船舶發(fā)電柴油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)主要包括：1)磁電式轉(zhuǎn)速傳感器，拾取發(fā)電柴油機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)；2)嵌入式柴油機(jī)工作狀態(tài)監(jiān)測裝置，采集瞬時(shí)轉(zhuǎn)速信號(hào)(也可以采集熱工參數(shù)信號(hào))進(jìn)行信號(hào)處理，進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)診斷，通過現(xiàn)場總線將診斷數(shù)據(jù)輸送到上位微機(jī)系統(tǒng)；3)信號(hào)接口裝置，采集船舶電站系統(tǒng)已有的熱工參數(shù)，并完成與系統(tǒng)的隔離；4)嵌入式在線監(jiān)測與診斷裝置，是一個(gè)以嵌入式工業(yè)微機(jī)為主體的數(shù)據(jù)處理和故障診斷專家系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)管理和故障診斷功能。

圖1 在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)硬件原理框圖