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船舶分油机主控单元的设计与实现
| 论文题名： | 船舶分油机主控单元的设计与实现 |
| 关键词： | 船用分油机;嵌入式处理器;CortexTM-M3内核;以太网接口;CAN总线;串口通信 |
| 摘要： | “工业4.0”、“互联网+”、“中国制造2025”等的新概念被接连提出，开启了互联网+制造业发展新的接力赛。船舶行业也正在急切的寻找新环境下的准确定位，实现船舶智能化成了时代发展大背景下新的研究课题。本文首先研究了国内外船舶燃油净化系统发展现状，当前主流的船用分油机均采用单片机作为主控芯片，实时性不够强，操控界面不够友好。针对这些不足，提出了以ARM系列CortexTM-M3内核的STM32嵌入式处理器作为主控制系统的核心，内部移植μC/OS-Ⅱ实时操作系统，外围配置以太网接口，CAN总线接口、以及串口通信模块，既满足现场数据的实时传输，又满足上位机监控及组网便捷的需求。 分油机主控单元的结构可以分为三层，信号采集控制层、网关层以及监测控制层。设计工作以此三层构架进行，以完成分油机主控制系统的开发工作。 信号采集控制层主要包含分油机现场的分布式数字量的输入、输出（起停信号和声光报警等），模拟量的输入、输出（温度、黏度和流量等信号）模块。现场I/O信号采集模块进行冗余设计，增加信号采集的可靠性。 网关层主要用于数据采集层与监测控制层的通信。采用TCP/IP硬件协议栈，通过UDP协议传输，实现串口网口的数据转换，通过以太网连接交换机实现多台分油机的同时监控。预留串行总线接口用于监测报警信号的接收和处理。 监测控制层的人机交互界面的设计以DGUS作为开发平台，开发出船舶分油机主控单元的图形化控制软件，以实现船舶分油机自动起停、自动分油、声光报警、自动排水排渣、待分油的进口温度自动调节、远程监控等功能。 基于嵌入式系统的分油机控制系统的多线程和多级中断机制，可以很好满足控制系统的实时性要求，触摸屏作为人机交互界面，使分油机的显示和参数设置更加便捷;成本低，稳定性好，易于实现模块化、网络化，对进一步船舶分油机智能化的研究有重要意义。 |
| 作者： | 王琪 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 王冬捷 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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