1. 研究目的与意义
目前,船舶主机缸套冷却水温度的自动控制大多使用的是模拟式调节仪表,由电子器件的逻辑运算输出控制信号来驱动继电器,从而对电动机进行转向控制,实现对温度的控制。从整体上看主要存在以下两个明显的缺点:一是采用的元器件比较落后,导致电路较为复杂,使用的逻辑元器件也较多,增加了备件管理和维护工作的难度;二是由于系统整体比较复杂和模拟仪表的实现功能的限制,这些温度控制器都采用了较简单的控制规律,不能提供很好的控制性能。综合这些不利因素,此类控制系统已经无法满足日益提高的控制性能需求,必须采用新的控制方式。鉴于此,决定用单片机米控制船舶主机缸套冷却水的温度。单片机具有高精确度、高灵敏度、高响应速度,以及耗能少、机构小、可以连续测量、自动控制、安全可靠等优点。同时,其逻辑控制运算是由软件来进行的,可以容易地实现各种控制规则,甚至是比较复杂的控制算法,而且很少受外界工作环境的影响。因此,单片机可以安全可靠地运行,并且智能地控制冷却水的温度稳定在某一给定值,或者给定值附近,使得船舶柴油机冷却水温度测控满足现代远洋船舶的要求。 随着科学发展、社会进步和技术升级,主要发展到三个阶段: 开放冷却系统,它是使用船主船外的直列冷却水。海水泵将串网抽吸,通过空气冷却器,活塞和气缸套,排出外部。但由于冷却介质当水质和水温变化较大时,对于线网,容易使部件,冷却水腔容易发生结垢和堵塞。为解决这个问题,开放式海水冷却系统,半封闭冷却系统,采用冷水冷却柴油机的冷却室,然后冷却淡水从海水冷却,另-部分仍然是通过海水冷却。但由于其他设备直接由海水冷却,仍然存在于其中及其辅助设备腐蚀,垢垢等缺点。进一步减少腐蚀和结垢问题,集中式冷却系统即中央冷却系统,其工作原理是将船用海水泵送入海运中心冷水系统,淡水冷却低温,低温水冷却后,船舶的主要柴油机气缸套,气缸盖高温淡水和各种冷却器(如:空气冷却器,油冷却器等)和柴油机气缸套的动力。因此,,冷却系统有两个冷却水回路:一个是低温回路,是外界海水回路在低温下冷却淡水,因为水的流,入和流出不是封闭过程,因此也称为开路冷却;另一种是高温回路,是由低温水冷却高温淡水回路,因为低温高温水中的淡水r流是一种回收过程 ,也称为封闭式冷却。在冷却系统中,外界海水不再与各种热交换器和船舶的主柴油机和发电机冷却空间接触,从而大大简化了船用海水冷却管道系统,使最短的海水冷却管道系统,有效防止了由于水冷却器和管道腐蚀弓|起的船舶系统泄漏故障现象,提高了设备的使用寿命以及系统和设备的安全可靠性。 |
2. 研究内容与预期目标
(1)了解单片机基本原理
(2)单片机硬件组成及基本结构
(3)电路原理图和单片机梯形图设计;
3. 研究方法与步骤
本课题拟采用软硬件相结合组成实际控制系统。主要分为以下几个部分:电路设计,程序编写。然后完成电路原理图的绘制和硬件电路图的设计,最后完成单片机的编程及其硬件功能的调试。
其设计的主要步骤:
(1) 先查阅文献了解如今已建成的温度控制系统的模型,单片机的相关的一些书籍和材料,整理出自己论文所需要的一些重要的文献资料
(2) 提出设计整体思路,设计出电路原理图、程序控制流程图。
(3) 使电路图具体化,提出具体的控制方案建立相应的数学模型,编制出相应的单片机程序。
(4) 最后进行软硬件的调试和仿真。
4. 参考文献
[1] 宋冬萍. 智能温度测控系统的研究与设计[D].苏州大学. [2] 吕俊亚. 一种基于单片机的温度控制系统设计与实现[J]. 计算机仿真, 2012, 29(7):230-233. [3] 闫双红, 钱珊珠, 王楠,et al. 基于单片机的智能温度控制系统设计[J]. 农机化研究, 2012, 34(10):191-194. [4] 张普光. 基于单片机的温度控制器设计与研究[D]. 西安电子科技大学. [5] 陈忠华. 基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现[D]. 大连理工大学, 2006. [6] 彭勇刚. 模糊控制工程应用若干问题研究[D]. 浙江大学, 2008. [7] 张璐璐. 单片机温度测量和控制系统的设计与实现[D]. 吉林大学. [8] 胡瑶. 基于单片机控制的铁路机车压缩机温度控制电路的研究[D]. 兰州交通大学. [9] 郭秀杰, 张群英, 王克良. 单片机在农业生产工程中的应用[J]. 山东工业技术, 2015(18):100-100. [10] 刘琳霞. 单片机在温度控制系统设计中的应用研究[J]. 内燃机与配件, 2017(21). [11] 李哲英.MCS51系列单片机在铁路通信信号系统中的应用[J]. 铁道通信信号, 1994(8):31-34. [12] Tan H, Yan Q. Design of Water TemperatureControl System Based on Single Chip Microcomputer[J]. 2017. [13] Hai-Feng Z , Ai-Ling Z , Jun H . Design ofFumigation Temperature Control System Based on Single-ChipMicrocontroller[J]. Procedia Engineering, 2011, 15:246-250. [14] 赵海兰, 赵祥伟. 智能温度传感器DS18B20的原理与应用[J]. 现代电子技术, 2003, 26(14):32-34. [15] 马云峰. 单片机与数字温度传感器DS18B20的接口设计[J]. 计算机测量与控制, 2002, 10(4):278-280. [16] 徐文进, 张阿卜. 智能温度传感器Ds18b20在多路测温中的应用[J]. 现代电子技术, 2004, 27(22):3-4. [17] Liu H, Wang Y, Zhu C. Intelligent motorcontrol system based on single-chip microcomputer and Kingview[J]. AdvancedMaterials Research, 2018, 383-390:4439-4445. [18] Han D, Chen X. Design of automatic curtaincontrolled by wireless based on single chip 51 microcomputer[C]// AmericanInstitute of Physics Conference Series. 2017. [19] Lambert J, Myers S. A Single-Chip CMOSSmoke and Temperature Sensor for an Intelligent Fire Detector[J]. IEEESensors Journal, 2009, 9(8):914-921. [20] 慈艳柯.MCS-51单片机芯片反向解剖以及正向设计的研究[D]. 厦门大学, 2002. [21] 许伟. 基于AT89C51单片机的脉象信号采集系统研究[D]. 东北师范大学. [22] 代启化.Proteus在单片机电路系统设计中的应用[J]. 自动化与仪器仪表, 2006(6):84-87. [23] 叶建波, 朱双东. 基于Proteus的单片机电路的虚拟仿真[J]. 信息化研究, 2008, 34(11):23-24. [24] 陈昶. 电子仿真软件在单片机电路仿真中的应用[J]. 山西科技, 2009(2):35-36. [25] Song Y, Gong C, Feng Y, et al. Design andSimulation of Dot-Matrix Display Circuit Based on Proteus in Single ChipMicrocomputer[J]. Journal of Nanoelectronics amp; Optoelectronics, 2012,7(2):107-112. [26] Jie S, Sun Q. Design and simulation of PWMDC motor speed regulator based on Proteus[C]// International Conference onFluid Power amp; Mechatronics. 2015. [27] Keil C B. A tiered approach todeterministic models for indoor air exposures[J]. Applied Occupationalamp; Environmental Hygiene, 2000,15(1):145-151.
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5. 工作计划
(1)2022.3.1—2022.3.13 查阅资料,撰写开题报告;
(2)2022.3.14—2022.3.27 硬件功能分析,熟悉MCS-51系统指令及编程语言;
(3)2022.3.28—2022.4.11 设计电路原理图;
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