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船舶排油监控系统的设计及试验研究
| 论文题名： | 船舶排油监控系统的设计及试验研究 |
| 关键词： | 船舶排油;油份浓度检测;CAN总线;监控系统 |
| 摘要： | 随着世界海运的发展，石油海运量不断增加，在有效促进世界经济发展的同时，海上油污染问题也越发严重，故国内外越来越重视船舶排油监控系统的研究。目前，国内船舶排油监控系统普遍存在集成度低、可靠性不高及人机界面单调操作复杂等缺点，鉴于此，本文设计的船舶排油监控系统及试验研究具有十分重要的意义。 本文在对国内外船舶排油监控系统的研究情况分析和油份浓度测量方法研究的基础上，确立了船舶排油监控系统及试验研究的总体设计。以计算机控制单元和测控单元为核心，设计了集数据采集、系统控制等功能于一体的船舶排油监控系统。测控单元主要由流量采集模块、油份浓度传感器和执行单元等模块构成，负责流量及油份浓度等信号的采集与执行单元动作控制。计算机控制单元主要由嵌入式硬件平台和 GPS模块组成，负责数据计算和控制命令的发出。计算机控制单元与测控单元通过 CAN总线进行通信，测控单元将采集的数据通过 CAN总线发送给计算机控制单元，计算机控制单元接收数据并计算，通过CAN总线向测控单元发出控制命令实现对执行单元的控制。在硬件设计的基础上，计算机控制单元利用eMbedded Visual C++4.0在Windows CE5.0操作环境下完成系统监控软件的开发，测控单元在STM8S208芯片上通过C语言编写完成信号采集与执行单元控制程序设计。为有效测量油份浓度传感，设计了基于比值法的双通道直角油份浓度传感器。 试验研究方面，进行了油份浓度传感器试验研究和监控系统试验研究，其中油份浓度试验研究中在基于 LabVIEW油份检测的基础上通过结合物联网平台、Android客户端实现油份试验的远程监测。此外，油份浓度传感器在0~50ppm浓度范围内测量时相对误差在3ppm以内，在100~1000ppm中最大相对误差为±5.1%，满足IMO关于排油监控系统中油份计测量精度的要求。系统试验研究方面主要包括测控单元的硬件静态和动态调试，并利用江苏远望仪器有限公司的排油监控模拟试验平台进行了系统软件运行和功能测试，且利用模拟的传感器数据实现对执行单元的控制试验和系统的测量误差试验，模拟试验表明控制执行正确率100%，测量误差满足规范要求，达到系统设计要求。 |
| 作者： | 王学磊 |
| 专业： | 仪器仪表工程 |
| 导师： | 陈进 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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