嵌入式系統(tǒng)在船舶方面的應(yīng)用

1、嵌入式系統(tǒng)在船舶方面的應(yīng)用溫度、電站、變頻唐濤學(xué)號(hào)：202210123062嵌入式系統(tǒng)具有體積小、功耗低、牢靠性高等特點(diǎn),格外適合船舶領(lǐng)關(guān)鍵詞；船舶電站；船舶電力推動(dòng)系統(tǒng)；嵌入式系統(tǒng)引言在計(jì)算機(jī)技術(shù)高速進(jìn)展的今日,利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)船舶各系統(tǒng)監(jiān)控的自動(dòng)化已經(jīng)成為可能。從上世紀(jì) 80 年月起,船舶把握產(chǎn)品就開頭由模擬式向數(shù)字式進(jìn)展。19959150現(xiàn)場總線(fildbus) 及超大規(guī)模數(shù)字集成電路(VL SI) 嵌入式電子技術(shù)為根底的全數(shù)字式把握系統(tǒng)開頭在世界范圍內(nèi)興起,并快速擴(kuò)展到船舶工業(yè)領(lǐng)域,使船舶自動(dòng)化把握技術(shù)獲得了突破性的進(jìn)展。由于嵌入式技術(shù)在船舶應(yīng)用領(lǐng)域尚處于進(jìn)展階段,在

2、現(xiàn)有船舶數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)中,主要仍以承受 PLC(可程序設(shè)計(jì)規(guī)律把握器) 、工業(yè)把握計(jì)算機(jī)(以下簡稱工于船舶這一特別把握環(huán)境,嵌入式系統(tǒng)比以往的各類把握系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。可以預(yù)見,嵌入式系統(tǒng)將在船舶監(jiān)控系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)簡介定義電氣和電子工程師協(xié)會(huì)“把握、監(jiān)視或者關(guān)心裝置、機(jī)器和設(shè)備運(yùn)行的裝置”devices used to control, monitor, or assist theoperation of equipment, machinery or plant軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機(jī)械等附屬裝置。目前國內(nèi)一個(gè)普遍被認(rèn)同的定義是：以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為根底、軟

3、件專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。心技術(shù)為船舶電站自動(dòng)化系統(tǒng)。 面對(duì)船舶機(jī)艙自動(dòng)化的嵌入式系統(tǒng)分為船舶電站嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)和空調(diào)嵌入式把握器兩個(gè)局部。1船舶電站嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化和智能化的型船舶電站監(jiān)控系統(tǒng)。和發(fā)電機(jī)組的把握功能，可以通過 CAN 總線與設(shè)備層的把握主機(jī)連接以采集電主開關(guān)的合閘或同步、分?jǐn)?，?duì)發(fā)電機(jī)組的故障報(bào)警并進(jìn)展相應(yīng)處理。設(shè)備速、滑油壓力過低、冷卻水溫度極高等狀況時(shí)自動(dòng)對(duì)機(jī)組應(yīng)急停機(jī)。2溫度嵌入式把握器運(yùn)行狀態(tài)和故障狀況。3嵌入式變頻把握技術(shù)近年來,隨著微電子技術(shù)特別是變頻調(diào)速技術(shù)的快速進(jìn)展應(yīng)用,很多產(chǎn)品的性泛,比方把握起貨機(jī)的起升機(jī)構(gòu),把握其起貨速度,提高生產(chǎn)率;舵機(jī),可以快速靈敏地把握

4、航向;在船舶的推動(dòng)裝置中，利用溝通變頻調(diào)速技術(shù)的監(jiān)控，確保船舶的安全、快捷地航行。變頻調(diào)速就是通過轉(zhuǎn)變電動(dòng)機(jī)定子供電頻率的轉(zhuǎn)變來轉(zhuǎn)變旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)AC-DC-AC 變頻調(diào)速系統(tǒng)的變頻局部主要是由整流器、濾波器和逆變器三局部組成。URR交 流RR交 流整輸 入流ACS器UD變裝V置60HzTWAC1100Hz1 溝通變頻技術(shù)原理圖船舶電力推動(dòng)系統(tǒng)由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，產(chǎn)生電能，通過配電及功率治理力推動(dòng)系統(tǒng)主要由原動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)組、配電站、推動(dòng)電機(jī)、螺旋槳以及把握局部 等構(gòu)成，如圖2所示溝通異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速n與電源頻率f之間的關(guān)系為n= 6of(1-S)/P式中：p 旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對(duì)數(shù)；s 電機(jī)轉(zhuǎn)差率。

5、電機(jī)投入并聯(lián)的因素有三個(gè):電壓差、頻率差和相角差。待并發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)不等時(shí)投入發(fā)電機(jī)，電壓差將產(chǎn)生無功的均壓電流;頻率不等和相角不全都時(shí)，頻率入電網(wǎng)的瞬間，發(fā)電機(jī)的電抗驟降至超瞬變電抗X，引起沖擊電流。差值越大沖組的安全，影響正常供電。通常在船舶電站并車操作中，電壓差不得大于10%額定電壓;相位差一般限 制在15以內(nèi)；頻率差在0.5Hz以內(nèi)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，為了不消滅逆功現(xiàn)象通ug -un0，f g -fn0(如柴油機(jī))油門尚將來得及變化，使原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率與發(fā)電機(jī)組負(fù)載功率的平衡關(guān)系被破壞，引起發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速的變化，從而使電網(wǎng)頻率發(fā)生變化。 置。該齒輪裝置的一個(gè)輸出端驅(qū)動(dòng)一臺(tái)18.3兆瓦溝通推動(dòng)發(fā)

6、電機(jī), 而另一個(gè)輸出端以900轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速運(yùn)行并與4000千瓦、8極、450伏、3相溝通船舶日用發(fā)電機(jī) 相耦合。船舶日常用電系統(tǒng)可由此獲得大局部電力。出航時(shí), 出航燃?xì)廨啓C(jī)以3600轉(zhuǎn)/分恒速運(yùn)行, 出航推動(dòng)發(fā)電機(jī)和巡航日用發(fā)電機(jī)的輸出功率為恒定60Hz。出航60Hz電力轉(zhuǎn)換成頻率、電壓和相序可調(diào)的電力。這種可調(diào)電力施加到34500馬力、44極、6.3千伏的溝通同步推動(dòng)電動(dòng)機(jī)上。因此, 電機(jī)可正、倒車任一方向驅(qū)動(dòng)定距槳。緊急倒航時(shí), 動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻瞬時(shí)跨接到電動(dòng)機(jī)繞組兩端, 以便吸取螺旋槳軸的功率。由于兩個(gè)功率把握器是獨(dú)立配置的, 所以在純?nèi)Π盐障? 兩個(gè)推動(dòng)軸能以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn), 臺(tái)加速燃?xì)廨?/p>

7、機(jī)投入運(yùn)行。由于巡航LM2500燃?xì)廨啓C(jī)單獨(dú)運(yùn)行僅能使船速達(dá)21節(jié)而這時(shí)對(duì)應(yīng)的功率把握器輸出頻率為42赫, 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為115轉(zhuǎn)分。為了進(jìn)一步增加船速, 須將兩個(gè)加速機(jī)組升到42赫并與其各自的功率把握器的輸出, 可使發(fā)電機(jī)頻率和功率把握器同步升到60速為164轉(zhuǎn)/分,功率為34500 的在沒有返回到巡航方式之前, 不能轉(zhuǎn)變旋轉(zhuǎn)方向。在應(yīng)急狀況下, 首先借助向電動(dòng)機(jī)的三相溝通相序電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn), 圖如圖3所圖3 船舶電力推動(dòng)系統(tǒng)主回路原理圖AC220V 及DC24V 位器，變頻柜承受就地操縱，有起動(dòng)、停頓、變向、加速、減速5個(gè)按鈕操作，在柜子面板上還有一個(gè)遙控和就地操縱轉(zhuǎn)換開關(guān)，是通過變頻器的B1CO數(shù)據(jù)組推動(dòng)把握系統(tǒng)框示意圖如圖4所示總結(jié)近程及遠(yuǎn)程的資料在線監(jiān)測，還可供給 嵌入式主機(jī)系統(tǒng)硬件及接口的標(biāo)準(zhǔn)、多種網(wǎng)絡(luò)通信接口如以太網(wǎng)、CAN 等協(xié)議，狀態(tài)監(jiān)控、故障子診斷等實(shí)現(xiàn)嵌入式技術(shù)在船舶系統(tǒng)中的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)：鄭元璋.艦船綜合電力推動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)爭辯J.中國航海,2022(4).聶延生.