柴油机智能监控仪研究与实现-毕业论文.docVIP

Engineering Master Degree Dissertation of Chongqing University Study on Intelligent Monitor Instrument for Diesel Engine and realization Master Degree Candidate: Huang Yiyan Supervisor: Prof. Huang Xiyue Pluralistic Supervisor: Senior Engineer Zhou Zhenxiang Specialty: Control Engineering College of Automation Chongqing University October 2007 摘  要 柴油机作为通用动力机械，广泛应用于汽车、机车、电力、船舶、工程机械 等行业。为了保证柴油机可靠的运行，人们开发了各种仪表对柴油机的运行状况 进行测量和监视。 本文首先分析了国内外柴油机仪表现状，针对国内柴油机以机械式燃油喷射 为主的情况，提出开发了一种新型柴油机智能监控仪。它以微控制器 W78LE516 为核心，采集显示柴油机的各项运行参数，具有越限报警、停机功能，能与柴油 机智能监控仪远传显示器进行通讯，实现对柴油机的就地和远程控制。 论文重点研究了柴油机智能监控仪的硬件结构和软件流程。硬件部分具体分 析了各种传感器的选用、频率处理电路、模拟量处理电路、A/D 转换、单片机及 外围电路、输入输出接口、显示电路和通讯接口电路。由于需要采集柴油机 13 路 工作参数，在硬件设计中采用模拟开关对采集通道进行切换。同时，由于传感器 输出信号幅值差别较大，对信号放大倍数进行程控转换，使硬件电路得到简化。 软件部分介绍了柴油机智能监控仪的软件算法，包括主程序流程图、CPU 控制寄 存器初始化、清看门狗、数据采集、键盘扫描、针对 X5045 的程序设计、显示、 MODBUS 通讯。软件设计中对参数采用了软件校准的方法，对线性传感器，通过 采集零度和满度的 AD 值，建立参数 AD 值和参数量程之间的线性关系，当采集到 量程范围内的参数 AD 值，可以根据线性关系计算出实际参数。对非线性传感器， 利用插值原理，采样多点参数 AD 值，将非线性曲线变成分段线性折线，仍然可 以得到实际参数。 由于柴油机工作环境恶劣，存在各种干扰。论文提出了柴油机智能监控仪提 高可靠性和抗干扰能力的措施，主要从硬件和软件两个方面采取措施。硬件抗干 扰措施有选择可靠的元器件、屏蔽、电源抗干扰、过程通道抗干扰、印刷电路板 设计；软件抗干扰措施有指令冗余、软件陷阱等。 最后分析了柴油机智能监控仪型式试验数据，满足了设计要求。 关键词：柴油机智能监控仪，单片机，A/D 转换，软件校准 I ABSTRACT Diesel engine is the general machine for drive, it is widely used in automobile, locomotive, electric power, shipping, engineer machine, etc. People have developed many instruments to monitor the diesel engine for the liability operation of the diesel engine. Firstly the paper analyzes the condition of the instrument for domestic and foreign diesel engine, and brings forward a new intelligent monitor instrument for diesel engine. It is based on MCU W78LE516, collecting and displaying the parameter of the diesel engine, it have alarming function, and can compel the diesel engine to stop when the engine is out of control. It can communicate with remote display and control the diesel engine remotely or locally. The author studied the hardware structure and the chart of software for the int