嵌入式柴油機工作狀態(tài)監測裝置設計

摘要：針對柴油機故障診斷系統無(wú)法對柴油機的工作狀態(tài)進(jìn)行綜合評估，以及無(wú)法對故障進(jìn)行預測和診斷的問(wèn)題，提出運用信息融合原理，利用瞬時(shí)轉速信號和現有巡回監測與報警系統的熱工參數，實(shí)現對發(fā)電柴油機技術(shù)狀態(tài)的綜合診斷和趨勢分析。介紹了一種基于TMS 320C 2407a的嵌入式柴油機工作狀態(tài)監測裝置。該裝置是船舶發(fā)電柴油機運行狀態(tài)在線(xiàn)監測與故障診斷系統中的核心部分，可以實(shí)現船舶發(fā)電柴油機工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監測和故障診斷，同樣可作為獨立的監測報警裝置用于機車(chē)、汽車(chē)及其他場(chǎng)合。

柴油機故障診斷技術(shù)是一種了解和掌握柴油機在使用過(guò)程中的狀態(tài)，確定其整體或局部是否正?；虍惓?，早期發(fā)現故障及其原因并能預報故障發(fā)展趨勢的技術(shù)[1]。以船舶系統為例，現代船舶發(fā)電柴油機的運行狀態(tài)一般由機艙巡回監測報警系統進(jìn)行監測。但系統不能對柴油機的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行綜合評估，更不能對故障進(jìn)行預測和診斷。

1 監測裝置功能及原理

圖1 是一種船舶發(fā)電柴油機運行狀態(tài)在線(xiàn)監測與故障診斷系統的硬件圖(圖中虛線(xiàn)左側為機艙，右側為集控室)。該系統是運用信息融合原理，利用瞬時(shí)轉速信號和現有巡回監測與報警系統的熱工參數，可以實(shí)現對發(fā)電柴油機技術(shù)狀態(tài)的綜合診斷和趨勢分析。船舶發(fā)電柴油機運行狀態(tài)在線(xiàn)監測與故障診斷系統主要包括：1)磁電式轉速傳感器，拾取發(fā)電柴油機瞬時(shí)轉速信號；2)嵌入式柴油機工作狀態(tài)監測裝置，采集瞬時(shí)轉速信號(也可以采集熱工參數信號)進(jìn)行信號處理，進(jìn)行現場(chǎng)數據診斷，通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)將診斷數據輸送到上位微機系統；3)信號接口裝置，采集船舶電站系統已有的熱工參數，并完成與系統的隔離；4)嵌入式在線(xiàn)監測與診斷裝置，是一個(gè)以嵌入式工業(yè)微機為主體的數據處理和故障診斷專(zhuān)家系統，完成數據管理和故障診斷功能。

圖1 在線(xiàn)監測與故障診斷系統硬件原理框圖