嵌入式柴油機工作狀態監測裝置設計

摘要：針對柴油機故障診斷系統無法對柴油機的工作狀態進行綜合評估，以及無法對故障進行預測和診斷的問題，提出運用信息融合原理，利用瞬時轉速信號和現有巡回監測與報警系統的熱工參數，實現對發電柴油機技術狀態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監測裝置。該裝置是船舶發電柴油機運行狀態在線監測與故障診斷系統中的核心部分，可以實現船舶發電柴油機工作狀態實時監測和故障診斷，同樣可作為獨立的監測報警裝置用于機車、汽車及其他場合。

柴油機故障診斷技術是一種了解和掌握柴油機在使用過程中的狀態，確定其整體或局部是否正常或異常，早期發現故障及其原因并能預報故障發展趨勢的技術[1]。以船舶系統為例，現代船舶發電柴油機的運行狀態一般由機艙巡回監測報警系統進行監測。但系統不能對柴油機的技術狀態進行綜合評估，更不能對故障進行預測和診斷。

1 監測裝置功能及原理

圖1 是一種船舶發電柴油機運行狀態在線監測與故障診斷系統的硬件圖(圖中虛線左側為機艙，右側為集控室)。該系統是運用信息融合原理，利用瞬時轉速信號和現有巡回監測與報警系統的熱工參數，可以實現對發電柴油機技術狀態的綜合診斷和趨勢分析。船舶發電柴油機運行狀態在線監測與故障診斷系統主要包括：1)磁電式轉速傳感器，拾取發電柴油機瞬時轉速信號；2)嵌入式柴油機工作狀態監測裝置，采集瞬時轉速信號(也可以采集熱工參數信號)進行信號處理，進行現場數據診斷，通過現場總線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)嵌入式在線監測與診斷裝置，是一個以嵌入式工業微機為主體的數據處理和故障診斷專家系統，完成數據管理和故障診斷功能。

圖1 在線監測與故障診斷系統硬件原理框圖