开题报告-船舶柴油机燃油消耗智能监测系统设计

开题报告 电气工程及自动化 船舶柴油机燃油消耗智能监测系统的设计 一、简述本课题研究的国内外背景、目的和意义：
当前，国外船舶日益重视高性能船舶的研发和推广应用，有关船舶的研究成为许多著名国际学术议会的热点议题。国外的船舶工业发达的国家其船舶的燃油消耗系统检测技术先进，智能化强，广泛采用传感技术和微电脑技术，着重开发和研制柴油机燃油消耗智能监测系统装置。其检测功能相对完善，检测的项目齐全，精度高，显示的方式等都在不断的完善和智能化转变中。国内船舶燃油消耗监测系统主要采用普通式船舶油耗检测监测装置。投入的成本较低，技术性不是很强，系统不是很完善，其监测的能力、监测范围、显示方式、使用维护和系统可靠性等发面都不是很理想。自主研发的油耗检测系统装置仍需要在实践中逐步完善，监测的精度仍需进一步提高，成本还需走向大众化。

我国是一个内河航运资源比较丰富的国家，水路运输一向被认为是最经济、最环保的运输方式，但由于内河航运业燃料结构单一，燃油费用占航运企业的成本比例较大，节能技术、设施落后，内河航运业的节能减排仍不容乐观。油耗的实船监测对于提高船舶的技术性能和 科学管理具有十分重要的意义和广泛的应用前景。但在实际测试中要避免断开燃油管路、不影响机器正常运行，同时存在运行工况的不稳定等诸多不利因素制约，柴油机油耗的实船测试始终是一个难点。目前，大多内河船舶没有配备能精确计量燃油油量消耗和实现数据存储 和传输的油量测试装置，只能依靠手工进行测量，这种测量方式已不能满足现代化管理的需要。为了解决这一问题，研究开发自动燃油测量系统，实现测量数据实时采集、自动传输，使燃油管理工作规范化、科学化，具有重要的实际意义。

研究开发船舶柴油机燃油消耗智能监测系统，将先进的传感技术、微电脑控制技术和智能监测仪表技术应用于柴油机液体瞬间流量和累计流量的监测和显示，大大提高了检测和显示的精度和测试的智能自动化程度，这不仅可以减少了船上的劳动力，减少船舶航行的开销，而且也为柴油机安全运行提供了可靠的保障。不仅可以为船舶减少耗油量提供指标，减少环境污染，提高经济效率；
也可以为船舶维修提供可靠的依据，确定船舶柴油机是否正常高效的运行；
当然也可以用于科研单位的科研研究。

船舶柴油机工作的时候瞬时的油耗量很难测量，一般人们只是大概估计航行的平均油耗量，不能时刻通过定量的方法来判断柴油机是否处于正常运行状态。船舶柴油机是船舶的动力心脏，其安全稳定的运行是保证船舶航运安全的关键，如果柴油机长期处于低负荷运行会使燃烧状态恶化，这对柴油机的动力性、经济性和可能性影响很大。随着社会的发展，航运量的增加，船舶的航行安全变得更加至关重要。2006年发生五星旗运输船舶水上交通事故440件，死亡376人，沉船250艘，直接经济损失4.43亿元。加强安全技术研究，提高船舶运输安全势在必行。因此燃油消耗智能监测走向数字化、信息化、网络化、智能化是刻不容缓的事，是前进的需要，是急待解决的一个问题。

本课题研究的船舶柴油机燃油消耗智能系统是实现对船舶燃油消耗定量的监测和控制手段，通过监测使工作人员能时刻确切地了解船舶在航行期间在不同时间段不同航线状况下的油耗量，并对燃油消耗情况进行有效的测量和统计，使公司和船舶的管理人员能够随时掌握船舶燃油的消耗情况，实现对船舶燃油使用的控制和管理。加强了对船舶燃油消耗的分析、评估以及船舶油耗的监控检查，也可以测量船舶柴油机的瞬时流量、累积流量、燃油温度、燃油压力和按照设定条件测量一个航次的累积流量。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：
(l)研究温度、压力、累积流量、瞬时流量的测量算法。

(2)研究工业上常用的流量仪表及其适合测量的介质。

(3)设计船舶柴油机燃油消耗智能监测系统，用LED数码管和液晶显示器两种方法作为人机交互界面。

(4)设计相关文档，包括原理图、A/D转换电路设计、信号监测电路等。完成硬件和软件设计。

三、研究步骤、方法及措施：
步骤及方法：
(1)了解现行船舶柴油机燃油消耗智能监测系统的技术 (2)分析相关的船舶柴油机燃油消耗智能监测系统的技术 (3)船舶柴油机燃油消耗智能监测系统的设计 (4)得出结论 措施：
通过上网查找相关的学术论文，了解国内外本课题研究对象的发展状况和前景，然后到图书馆查阅相关的书籍，期刊进一步了解本课题研究的内容、关键、目的、意义。在设计撰写的过程中多和指导老师探讨。

四、参考文献 [1]王幸之，王雷，钟爱琴，王闪.单片机应用系统电磁干扰与抗干扰技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006. [2]周航慈.单片机应用程序设计技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2002. [3]Wott Henry著.电子系统中噪声的抑制与衰减技术[M].王培清，李迪译.北京：电子工业出版社，2003. [4]徐荃安.相关流量测量技术[M].天津：天津天津大学出版社，1988. [5]王萍，李小京，卢景山.电容式电磁流量转换器的设计[J].化工自动化及仪表，2005. [6]朱自明.在线诊断技术在电磁流量计中的应用[J].世界仪表与自动化，2005. [7]孙培廷.船舶柴油机[M].大连：大连海事大学出版社，2002. [8]李小京，王萍，卢景山.将匹配原理用于超声波测气体流速[J].传感器与微系统，2006. [9] Huang S J，Shieh M H.Application of DSP controller on X-Y table servo control[J] .The International Journal of Advanced Manufacturing Technology，2000. [10]王建忠，纪纲.节流式差压流量计[J].第七届工业仪表与自动化学术会议论文集，上 海，2006. [11]蔡武吕.电磁流量计测量值与应用参比值不符的分析[J].自动化仪表，2001. [12]陈光东.单片机微型计算机原理与接口技术[M].武汉.华中理大学出版社，1999.