電腦仿真技術(shù)引入船舶主機(jī)性能測(cè)試的研究

葛震宇 卞根發(fā)，2

（1. 廈門(mén)海洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 廈門(mén) 361012； 2. 福州鐵路局， 福州 350000）

1 引言

隨著微電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛快發(fā)展，新型的船用柴油機(jī)電子控制技術(shù)也日益完善?，F(xiàn)有的船用柴油機(jī)大多采用全氣動(dòng)型式，難以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化檢測(cè)功能。針對(duì)船舶運(yùn)行海況區(qū)域惡劣，工況多而復(fù)雜等特點(diǎn)，同時(shí)又要求系統(tǒng)響應(yīng)快，安全可靠，故引入電腦智能檢測(cè)系統(tǒng)，使之船用柴油機(jī)具有控制檢測(cè)功能強(qiáng)，調(diào)節(jié)精度高，反應(yīng)靈敏度高的特點(diǎn)，大大提高了船用柴油機(jī)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。船舶主柴油機(jī)是相當(dāng)復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，既有旋轉(zhuǎn)機(jī)械又有往復(fù)機(jī)械，并且內(nèi)部存在著眾多的激勵(lì)源，如氣缸內(nèi)氣體壓力、氣門(mén)落座瞬態(tài)沖擊力、活塞不平衡往復(fù)慣性力和曲軸不平衡回轉(zhuǎn)慣性力矩以及隨機(jī)激勵(lì)等激勵(lì)力。而這些激勵(lì)力最終都反應(yīng)到主柴油機(jī)表面的振動(dòng)響應(yīng)，其特征與激勵(lì)源特性、主柴油機(jī)的振動(dòng)傳遞特性有密切關(guān)系。分析主柴油機(jī)的故障特征及其表面振動(dòng)響應(yīng)的關(guān)系是利用振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行主柴油機(jī)故障診斷的關(guān)鍵。針對(duì)主柴油機(jī)的一些常見(jiàn)故障，對(duì)這些故障變化最敏感的振動(dòng)信號(hào)參數(shù)及特征參數(shù)進(jìn)行分析，這些參數(shù)一般應(yīng)具備以下特點(diǎn)：對(duì)相應(yīng)故障最為敏感，其數(shù)值隨工況惡化或故障加重而單調(diào)增加。

在測(cè)取振動(dòng)信號(hào)的過(guò)程中要注意測(cè)點(diǎn)和采樣區(qū)間。雖然主柴油機(jī)表面的振動(dòng)都是由內(nèi)部的激勵(lì)力產(chǎn)生的，但對(duì)應(yīng)于某一具體故障，在不同的測(cè)點(diǎn)取到的信號(hào)可能有很大的區(qū)別。比如由于氣門(mén)間隙過(guò)大產(chǎn)生的故障，在氣缸蓋上測(cè)取的信號(hào)能很好地反映由于氣門(mén)間隙過(guò)大而引起的故障特征，可以作為分析此故障的振動(dòng)信號(hào)。而如果在機(jī)體上測(cè)取信號(hào)，顯然不能滿足要求。因此，應(yīng)該把最能反映某一故障變化情況的點(diǎn)作為測(cè)點(diǎn)。另外，機(jī)體上任何一點(diǎn)的振動(dòng)都是主柴油機(jī)內(nèi)部激勵(lì)力的綜合反映，但對(duì)應(yīng)于某一激勵(lì)力的響應(yīng)信號(hào)總是在一個(gè)周期內(nèi)的某一時(shí)間段內(nèi)，這一時(shí)間段就是采樣區(qū)間，對(duì)抽取相應(yīng)的時(shí)間區(qū)間進(jìn)行采樣。當(dāng)主柴油機(jī)出現(xiàn)某種故障時(shí)，相應(yīng)的激勵(lì)力增大，而對(duì)應(yīng)的響應(yīng)信號(hào)在作用時(shí)間和能量強(qiáng)度等方面將發(fā)生改變，據(jù)此可能獲取特征參數(shù)并進(jìn)行性能測(cè)試[1]。

主柴油機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器是用于檢測(cè)船舶柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的一種常用傳感器，為船舶電氣控制系統(tǒng)提供與柴油機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)成比例的電脈沖信號(hào)，是柴油機(jī)安全、可靠、正常工作測(cè)試主要參數(shù)之一，為此傳感器出廠前或用戶在維護(hù)時(shí)，需對(duì)傳感器自身質(zhì)量和性能進(jìn)行必要檢測(cè)。傳統(tǒng)檢測(cè)裝置基于手工操作，只能進(jìn)行有限幾個(gè)性能指標(biāo)檢測(cè)，存在精度不高和工作效率低下等缺點(diǎn)。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，尤其單片機(jī)技術(shù)在智能儀器儀表的廣泛應(yīng)用，為滿足實(shí)際需要，開(kāi)發(fā)新一代高性能、實(shí)用的光電傳感器測(cè)控系統(tǒng)勢(shì)在必行。分布式監(jiān)控系統(tǒng)具有分級(jí)管理、分散控制和高可靠性的優(yōu)點(diǎn)，引入高效實(shí)用的DCS，簡(jiǎn)化傳統(tǒng)測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，既便于維護(hù)，又為船舶輪機(jī)信息化發(fā)展和應(yīng)用提供了良好平臺(tái)。

2 系統(tǒng)硬件

2.1 硬件設(shè)計(jì)思路

該船用柴油機(jī)電腦檢測(cè)系統(tǒng)是采用微機(jī)、通訊、控制、顯示等為特征的分散型控制系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由前控機(jī)和后位機(jī)兩大部分組成：

智能型監(jiān)控系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)作為前控機(jī)，以單片機(jī)為核心的測(cè)控儀作為后位機(jī)。為確保系統(tǒng)工作高可靠性和冗余性，智能分布式系統(tǒng)采用雙方案方式，前控機(jī)工作方案和測(cè)控儀工作方案，以前控機(jī)工作方案為主，測(cè)控儀工作方案為輔。系統(tǒng)測(cè)控對(duì)象以常用的光電轉(zhuǎn)速傳感器為例，簡(jiǎn)要介紹其工作原理和主要性能指標(biāo)。光電轉(zhuǎn)速傳感器利用發(fā)光二極管作為光源，光柵盤(pán)在柴油機(jī)轉(zhuǎn)軸的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，利用光柵盤(pán)遮擋作用，使光源變?yōu)閿嗬m(xù)光，使光敏管通、斷交替切換而產(chǎn)生脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)電路的放大整形后，輸出與轉(zhuǎn)速成比例的方波脈沖列。光電傳感器的主要性能指標(biāo)及測(cè)試內(nèi)容如下：轉(zhuǎn)速、脈沖數(shù)、脈沖最低高電平、脈沖最高低電平和脈沖占空比等。

2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

根據(jù)智能分布式系統(tǒng)工作方式要求和硬件組態(tài)設(shè)計(jì)思想，采用分層體系結(jié)構(gòu)。 系統(tǒng)前控機(jī)選用具有很高可靠性和適用于工業(yè)環(huán)境 IPC(Industrial Personal Computer)，IPC作為管理站，自主開(kāi)發(fā)測(cè)控儀作為現(xiàn)場(chǎng)級(jí)?，F(xiàn)場(chǎng)級(jí)不僅能獨(dú)立工作，而且提供 RS-485通信接口，在 IPC的RS-232端口加一塊MODELll02 RS232／R 485接口轉(zhuǎn)換模塊，組成 RS-485網(wǎng)絡(luò)分布式監(jiān)控系統(tǒng)(NDCS)。另外，當(dāng)某個(gè)測(cè)控儀通道出現(xiàn)故障時(shí)，不影響前控機(jī)對(duì)其它測(cè)控儀監(jiān)控，而當(dāng)前控機(jī)或網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，也不影響現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)正常工作。綜合光電轉(zhuǎn)速傳感器分布式監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際需要，系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，測(cè)控儀和工作臺(tái)構(gòu)成測(cè)控通道，測(cè)控儀為所開(kāi)發(fā)的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，工作臺(tái)上安裝光電轉(zhuǎn)速傳感器、驅(qū)動(dòng)光電轉(zhuǎn)速傳感器工作的電動(dòng)機(jī)和人機(jī)操作接口。

3 系統(tǒng)主要功能

系統(tǒng)的前控機(jī)可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的柴油機(jī)檢測(cè)數(shù)據(jù)存盤(pán)，并對(duì)存盤(pán)的柴油機(jī)物理參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)管理，可隨時(shí)查詢、增、刪、改和打印出柴油機(jī)的檢測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)表等。前控機(jī)還可監(jiān)視后位機(jī)的工作狀態(tài)，監(jiān)視當(dāng)前檢測(cè)柴油機(jī)的運(yùn)行情況并可為現(xiàn)場(chǎng)的柴油機(jī)采集數(shù)據(jù)設(shè)置高、低限報(bào)警參數(shù)?？梢园创姹P(pán)數(shù)據(jù)繪制柴油機(jī)負(fù)荷特性曲線及速度特性曲線等[3]。

系統(tǒng)的后位機(jī)則由 STD總線工業(yè)控制機(jī)及微電腦等組成，可獨(dú)立工作。在前控機(jī)進(jìn)行其他工作或關(guān)機(jī)狀態(tài)時(shí)，后位機(jī)仍可完成以下各種操作：對(duì)主機(jī)性能檢測(cè)中的轉(zhuǎn)速、油耗、油壓、油溫、水溫、扭矩、排溫等多種物理參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)采集顯示，一次測(cè)驗(yàn)可同時(shí)進(jìn)行多種工況。在檢測(cè)屏上配有鍵盤(pán)及LED顯示，檢測(cè)參數(shù)、試機(jī)條件、檢測(cè)環(huán)境等，可通過(guò)人機(jī)會(huì)話方式鍵入，并可利用功能鍵進(jìn)行如下操作和控制：設(shè)置報(bào)警參數(shù)、設(shè)置打印格式、油耗率監(jiān)測(cè)、設(shè)置屏蔽采集項(xiàng)、速度特性試驗(yàn)、負(fù)荷特性試驗(yàn)、耐久試驗(yàn)、顯示測(cè)量后存入數(shù)據(jù)、修正日期和時(shí)鐘等。

檢測(cè)屏上有進(jìn)水溫度、出水溫度、機(jī)油溫度、機(jī)油壓力、排氣溫度、轉(zhuǎn)速、扭矩、油耗等參數(shù)采集的數(shù)碼顯示。在檢測(cè)中為防止某些參數(shù)引起參數(shù)超限，系統(tǒng)還設(shè)置了各種聲光報(bào)警及LED參數(shù)頻閃，越限值在檢測(cè)前通過(guò)人機(jī)會(huì)話方式設(shè)定，檢測(cè)結(jié)束后可將檢測(cè)數(shù)據(jù)以選擇方式或全部參數(shù)打印方式輸出。監(jiān)控定時(shí)器可使系統(tǒng)因干擾或軟故障等原因出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行，具有自檢自報(bào)功能。電源斷電檢測(cè)，當(dāng)發(fā)生斷電時(shí)可將該瞬間狀態(tài)及數(shù)據(jù)等全部保護(hù)起來(lái)，一旦來(lái)電整個(gè)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償運(yùn)行。實(shí)時(shí)日歷鐘能自動(dòng)記錄主機(jī)檢測(cè)的日期與時(shí)間，也可用LED顯示日期與時(shí)間，柴油機(jī)油門(mén)與水門(mén)可進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作，動(dòng)作過(guò)程采用了指示燈顯示，發(fā)生故障時(shí)有緊急停車(chē)及脫機(jī)操作功能。

4 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)為分散式控制系統(tǒng)，前控機(jī)電腦配置要求：采用WINDOWS2000或WINDOWS NT 4.0的系統(tǒng)軟件；Pentium 4以上，內(nèi)存64MB以上電腦,硬盤(pán)40GB以上，數(shù)字化儀一臺(tái)。

后位機(jī)由STD工業(yè)控制機(jī)組成智能檢測(cè)屏，配置激光打印機(jī)一臺(tái)，1024×768VGA 顯示器一臺(tái)、鍵盤(pán)一個(gè)?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)屏中的STD總線工控機(jī)系統(tǒng)由CPU板、存儲(chǔ)器板、人機(jī)接口板、系統(tǒng)支持板、通訊板等組成。系統(tǒng)支持板可根據(jù)需要增減，它包含出水溫度與機(jī)油壓力采集板，機(jī)油溫度與排氣溫度采集板，轉(zhuǎn)速與扭矩采集板，油耗測(cè)量采集板等。

該系統(tǒng)中輸入模擬信號(hào)(如：溫度、壓力等)，脈沖信號(hào)或電平信號(hào)（如：轉(zhuǎn)速、油耗、扭矩等），經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理，然后對(duì)其進(jìn)行采樣、數(shù)碼顯示、最后以標(biāo)準(zhǔn)的 BCD碼送入電腦，電腦將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信號(hào)通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)控制。聲光報(bào)警是利用振蕩電路分別驅(qū)動(dòng)喇叭及發(fā)光二極管，形成聲光效應(yīng)，STD其過(guò)程控制組成如圖1所示。其中測(cè)控儀是本系統(tǒng)的關(guān)健，根據(jù)光電轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理和所需測(cè)量的性能指標(biāo)，其硬件設(shè)計(jì)為驅(qū)動(dòng)模塊和測(cè)試模塊。驅(qū)動(dòng)模塊為了驅(qū)動(dòng)光電傳感器旋轉(zhuǎn)，并能方便調(diào)整其轉(zhuǎn)速，選用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置，由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)工作特點(diǎn)適用于測(cè)控對(duì)象的工作要求，光電傳感器的動(dòng)力裝置選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。測(cè)試模塊則是采用雙AT89C52微處理器，根據(jù)光電轉(zhuǎn)速傳感器所輸出電脈沖信號(hào)的特點(diǎn)及所需的測(cè)試內(nèi)容進(jìn)行測(cè)控。核心電路為信號(hào)調(diào)理及采集電路，其主要作用是把光電轉(zhuǎn)速傳感器15V矩形波信號(hào)轉(zhuǎn)換為AT89C52能接受CMOS電平，以實(shí)現(xiàn)光電傳感器的脈沖數(shù)、脈沖占空比和相位差等參數(shù)的測(cè)試工作[2]。

系統(tǒng)的通訊使用 RS-232串行通信接口，現(xiàn)場(chǎng)CRT采用RS-232串行通訊與檢測(cè)臺(tái)的STD總線工業(yè)控制機(jī)屏相連接，數(shù)字化儀與電腦之間采用串行接口，用戶界面采用人機(jī)會(huì)話。

為提高系統(tǒng)的抗干擾能力，對(duì)電網(wǎng)干擾問(wèn)題前控機(jī)采用UPS不間斷電源，而對(duì)后位機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)采用濾波電路，通道干擾采用光電隔離，空間干擾采用多種屏蔽，并對(duì)系統(tǒng)的接地也做了精心設(shè)計(jì)，通過(guò)以上措施及程序的周密設(shè)置，使該系統(tǒng)在船舶上遇到高頻等干擾及較惡劣的機(jī)艙環(huán)境中也能正常運(yùn)行，檢測(cè)出的各項(xiàng)參數(shù)精度均可達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，符合要求。

5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)主要包括測(cè)控和前控機(jī)監(jiān)控軟件開(kāi)發(fā)工作。測(cè)控以AT89C52為核心，選用方便實(shí)用、高效的Keil C51軟件作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。由于VB功能豐富和應(yīng)用方便，前控機(jī)軟件開(kāi)發(fā)工具選用VB。

5.1 前控機(jī)監(jiān)控軟件

計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)不僅監(jiān)測(cè)測(cè)控通道運(yùn)行狀況，而且用戶可通過(guò)其提供的人機(jī)界面進(jìn)行后位機(jī)初始化、發(fā)送控制命令，并控制后位機(jī)設(shè)備動(dòng)作。因此，所開(kāi)發(fā)監(jiān)控軟件必須具有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)通訊、設(shè)備控制、人機(jī)交互和報(bào)警等基本功能，以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、打印等輔助的數(shù)據(jù)管理功能。計(jì)算機(jī)監(jiān)控主要利用前控機(jī)對(duì)各控制器工作參數(shù)全面監(jiān)視和控制，在前控機(jī)監(jiān)督和指導(dǎo)下完成光電轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)控工作。根據(jù)系統(tǒng)的功能需求和VB6.0軟件的特點(diǎn)，規(guī)劃前控機(jī)功能模塊，同時(shí)，前控機(jī)中的功能模塊建立在通訊程序和數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)表的基礎(chǔ)上。綜上所述，監(jiān)控軟件功能模塊規(guī)劃為： 系統(tǒng)管理、監(jiān)控管理、瀏覽打印。

前控機(jī)功能模塊主要作用：

系統(tǒng)管理模塊：完成用戶的增減、注冊(cè)、密碼設(shè)置、完成系統(tǒng)初始化處理、系統(tǒng)自檢、系統(tǒng)退出功能；

監(jiān)控管理模塊：定時(shí)采集工作參數(shù)，直觀顯示所測(cè)試數(shù)據(jù)，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障診斷及處理；

瀏覽打印模塊：用于查詢和打印某批次測(cè)試參數(shù)，便于進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)。

軟件設(shè)計(jì)是以模塊化結(jié)構(gòu)、全開(kāi)放指導(dǎo)思想，保證系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，運(yùn)行時(shí)盡量減少人工干預(yù)和操作、系統(tǒng)初始化參數(shù)在線可調(diào)、工作狀態(tài)直觀顯示，以便于監(jiān)控和操作。測(cè)控與IPC通訊是分布式系統(tǒng)集中管理和分散控制的方式。

5.2 前控機(jī)與測(cè)控通訊軟件

利用AT89C52的串行通訊口及MAX485芯片的接口電路實(shí)現(xiàn)與IPC通訊。AT89C52單片機(jī)提供與計(jì)算機(jī)或其他串行設(shè)備連接的異步通訊口，而VB6.0提供便于圖形化接口的串口操作控件一Mscomm，使AT89C52單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)通信操作接口非常友好。

在 RS-485所構(gòu)成的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，AT89C52所組成的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)作為后位機(jī)，計(jì)算機(jī)作為前控機(jī)，實(shí)現(xiàn)雙向通訊。由AT89C52所組成的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，即測(cè)控需要把工作參數(shù)和工作狀態(tài)及時(shí)傳遞到前控機(jī)中，同時(shí)，前控機(jī)利用其友好的界面，對(duì)測(cè)控儀進(jìn)行初始化等工作，兩者實(shí)現(xiàn)雙向通訊。通訊除了硬件電路外，還需統(tǒng)一兩者的通訊協(xié)議，并分別在前控機(jī)和后位機(jī)中分別開(kāi)發(fā)通訊模塊程序[3]。

后位機(jī)讀取可編程智能調(diào)節(jié)器數(shù)據(jù)程序，主要包括通訊端口初始化、后位機(jī)設(shè)備通訊建立及驗(yàn)證、發(fā)送字符串形成、BCC校驗(yàn)碼的形成、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理及顯示等，其測(cè)控?cái)?shù)據(jù)流程如圖2所示。

圖2 測(cè)控?cái)?shù)據(jù)流程圖

該系統(tǒng)考慮到前、后兩個(gè)部分不同任務(wù)的不同特點(diǎn)與要求，前控機(jī)的電腦采用了三種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言進(jìn)行編程。用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)前級(jí)與現(xiàn)場(chǎng)后級(jí)的通訊，C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)繪畫(huà)，數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的管理及主機(jī)標(biāo)定功率，燃油耗的修正等。這樣的組合，能夠更加充分地利用各種語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)，以利提高程序的質(zhì)量。

系統(tǒng)后位機(jī)使用STD總線，采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。系統(tǒng)充分利用電腦的資源共享，開(kāi)發(fā)了與CPU/MEM 兼容的多任務(wù)虛擬盤(pán)實(shí)時(shí)操縱系統(tǒng)，軟件采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法，將各主要模塊編制成相應(yīng)的獨(dú)立模塊，由主控制程序調(diào)用，以便修改和擴(kuò)充?？刂瞥绦蚣爸鳈C(jī)標(biāo)定功率，燃油耗修正軟件、現(xiàn)場(chǎng)采集管理程序等設(shè)計(jì)成菜單選擇和屏幕提示方式，以便用戶使用，STD總線工業(yè)控制機(jī)程序流程圖如圖3所示。

圖3 工業(yè)控制機(jī)程序流程圖

6 結(jié)束語(yǔ)

船舶柴油機(jī)的電腦智能檢測(cè)系統(tǒng)的引入，可使柴油機(jī)控制系統(tǒng)及電、氣設(shè)備有機(jī)結(jié)合在一起，既可集中管理、集中控制又可分散控制，獨(dú)立操作；既可在線修改也可集中監(jiān)測(cè)，控制精度高，反應(yīng)及時(shí)準(zhǔn)確。尤其是光電轉(zhuǎn)速傳感器智能分布式測(cè)速系統(tǒng)，不僅功能完善實(shí)用，而且具有良好的人機(jī)界面，使系統(tǒng)運(yùn)行靈活高效。系統(tǒng)能全面檢測(cè)和反映光電傳感器運(yùn)行工況，在系統(tǒng)軟、硬件方面采取多種有效措施，使系統(tǒng)具有較強(qiáng)抗干擾能力，具有安全、可靠、實(shí)用特點(diǎn)，滿足系統(tǒng)功能和設(shè)計(jì)要求。光電轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)控儀采用雙微處理器結(jié)構(gòu)，并在軟、硬件方面采用模塊化結(jié)構(gòu)，使其在控制、操作、性能和可靠性方面都得到充分的保證，具有獨(dú)特的先進(jìn)性與時(shí)代特點(diǎn)，極大地提高了船舶柴油機(jī)的自動(dòng)化程度。主柴油機(jī)振動(dòng)信號(hào)不但包含了豐富的頻率成分，而且還包含了柴油機(jī)內(nèi)部的大量信息，當(dāng)柴油機(jī)發(fā)生故障時(shí)，各種故障都或多或少地反映到振動(dòng)信號(hào)中，這正是系統(tǒng)利用振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)柴油機(jī)故障的根本原因。系統(tǒng)針對(duì)主柴油機(jī)的一些常見(jiàn)故障的振動(dòng)信號(hào)，提取出了振動(dòng)信號(hào)中最能反映對(duì)應(yīng)故障變化的特征參數(shù)，并利用這些特征參數(shù)對(duì)相應(yīng)故障進(jìn)行診斷，取得了較為滿意的效果。除此之外，系統(tǒng)利用主柴油機(jī)振動(dòng)信號(hào)還可以進(jìn)行其它性能的監(jiān)測(cè)，比如利用振動(dòng)信號(hào)識(shí)別氣缸壓力等等，系統(tǒng)仿真技術(shù)都作了很有價(jià)值的探索[4]。

該系統(tǒng)具有可靠性高，能耗低，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。保證了船舶柴油機(jī)檢測(cè)的準(zhǔn)確性，消除了輪機(jī)管理人員的人為誤差，同時(shí)還可節(jié)省大量檢測(cè)用油量，提高了工作效率，經(jīng)實(shí)踐證明該系統(tǒng)具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，科技含量高，值得推廣應(yīng)用。

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