CN204347538U

CN204347538U - 基于船用柴油发动机监控装置

Info

Publication number: CN204347538U
Application number: CN201520043831.7U
Authority: CN
Inventors: 李致金; 乔杰; 曹然
Original assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Priority date: 2015-01-21
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2025-01-21

Abstract

本实用新型设计以ARM微控制器（LPC2124）为核心的基于船用柴油发动机监控装置，该装置可以实时采集数据，并实时进行控制，从而确保机器正常、安全运转。该装置包括主控***，以及分别与主控***连接的电源模块、转速检测电路、A/D转换电路和触摸屏，所述转速检测电路包括第一转速检测电路和第二转速测量电路；第一转速检测电路与柴油机转速测量传感器相连，将柴油机转速信号处理后送至主控***；第二转速检测电路与增压器转速传感器相连，将增压器转速信号处理后送至主控***；所述A/D转换电路包括多路，每路A/D转换电路连接一路温度传感器或一路压力传感器相连，将转换后的压力或温度信号送至主控***。

Description

基于船用柴油发动机监控装置

技术领域：

本实用新型涉及一种基于ARM微控制器（LPC2124）和触摸屏控制的船用柴油发动机监控装置，属于柴油机发动机控制领域。

背景技术：

我国船用柴油机主要采用位置式供油***，电控***以电子调速***为主，***各部分功能相互独立，缺乏统一的集中控制，因此制约了柴油机性能的优化。

发明内容：

本实用新型针对目前船用柴油机控制***的不足，设计以ARM微控制器（LPC2124）为核心的集中控制***，该***可以实时采集数据，并实时进行控制，从而确保机器正常、安全运转。

本实用新型的具体技术方案如下：

一种基于船用柴油发动机监控装置，包括主控***，以及分别与主控***连接的电源模块、转速检测电路、A/D转换电路和触摸屏，所述转速检测电路包括第一转速检测电路和第二转速测量电路；第一转速检测电路与柴油机转速测量传感器相连，将柴油机转速信号处理后送至主控***；第二转速检测电路与增压器转速传感器相连，将增压器转速信号处理后送至主控***；所述A/D转换电路包括多路，每路A/D转换电路连接一路温度传感器或一路压力传感器相连，将转换后的压力或温度信号送至主控***。

本实用新型的进一步设计在于：

第一转速检测电路和第二转速测量电路设计相同，主要由光耦隔离器（2501）、计数器（12位计数器CD4040）和锁存器（74HC245）组成。转速信号经过2501光耦隔离器后接入12位计数器CD4040的输入端，输出的8位（12位的高4位不用）转速信号接入74HC245锁存器的A口进行锁存，74HC245的B口接入主控***LPC2124的I/O口实现转速数据的并行传输。

触摸屏分为本地和远程两部分，本地触摸屏与远程触摸屏与主控***采用RS485实现1对2连接，本地、远程触摸屏均采用RS485通信方式。

主控***采用LPC2124芯片；多路A/D转换电路均采用TLC1543模数转换模块；温度传感器选用PT100三线式温度传感器。模数转换电路将测量的转速数字信号转成相应的0～10V的电压信号。

本实用新型具有如下有益效果：

1．本实用新型针对现有技术存在的问题，本实用新型发挥***集成的优势，使柴油机的稳定工作。因此，本实用新型可充分发挥柴油机的性能，有效地保证柴油机的运行安全。

2．本实用新型采用电子集中控制***，实时监测船用柴油发动机的各种参数，以便进行控制采取相应的措施，确保机器的正常运转。

3．触摸屏设计美观简洁，性能方便可靠。

4．本实用新型安装方便、价格适中，应用广泛，具有很好的经济效益。

附图说明:

图1为本实用新型***设计框图。

图2 本实用新型的主控***接线图。

图3 本实用新型的RS485通信电路。

图4 本实用新型的测速电路。

具体实施方式：

本实用新型的基于船用柴油发动机监控装置，包括主控***、电源模块、转速检测电路、A/D转换电路和触摸屏。电源模块为主控***供电。转速检测电路包括第一转速检测电路和第二转速测量电路；第一转速检测电路与柴油机转速测量传感器相连；第二转速检测电路与增压器转速传感器相连。A/D转换电路包括多路，每路A/D转换电路连接一路温度传感器或一路压力传感器相连，将转换后的压力或温度信号送至主控***。

本实用新型中，各部分具体描述如下：

1．主控***

本实用新型主控***采用NXP系列的LPC2124芯片为主控芯片，***中有9路的A/D转换，因此本实用新型为节约资源选用64脚封装的LPC2124外加一个11路A/D转换芯片TLC1543。主控***中X101为***扩展口接至LPC2124的TXD和RXD0上，实现和另外一块控制板直接扩展连接。U11为IIC存储芯片，存储发生报警时相关数据。实际实用时，为确保IIC通信的正确，需在SDA和SCL两脚接4.7K的上拉电阻。

2． RS485通信电路

主控***的显示控制部分采用触摸屏。触摸屏分为本地和远程两部分。远程监控室里触摸屏主要是显示功能，在本机触摸屏工作时，远程触摸屏操作功能被屏蔽。为设计简单统一，本地和远程的触摸屏控制都采用RS485驱动，驱动隔离电路如图3所示。图3中RXD接图2中LPC2124的P0.9脚，TXD接图2中LPC2124的P0.8脚。TXD、RXD信号经图3所示电路的隔离后接至图3的X100，实现RS485与LPC2124的通信。

3. 转速测速电路

***中需要检测两路转速信号：柴油机发动机的转速和增压器转速，两路转速检测电路相同。这里只介绍一路转速测量电路。柴油机发动机转速测量范围为0～1200转/分钟，每转的计数脉冲为253个。增压器的转速控制同柴油机转速控制。柴油发动机转速测量电路如图4所示，转速信号经光耦后介入计时器CD4040的信号输入端，RESET端接至LPC2124的P0.12脚，CD4040的Q9脚接至LPC2124的中断2（INT2）。

4.测温、测压电路和A/D转换电路

确新型3。测温电路包括5路温度信号采集和4路气体压力信号采集，共9模数转换信号。温度信号采用WIKA的PT100温度传感器测量，气压信号选用WIKA的A-10系列压力传感器，该系列传感器有三线、二线等接线制式，有0～10V电压输出和4～20ma电流输出。测量的温度在0～1250C范围，精度为0.50C,分辨率为，即8位AD转换器即可。压力测量亦然。由于LPC2124最多只有8路10位AD转换接口，因此***中选择具有11路10位模数转换的TLC1543芯片实现，图中标出了1#～8#A/D转换模块。TLC1543为串行数据输入输出，进行AD转换时，先通过地址口写入进行AD转换的4位通道地址号。转换结束后，再通过AD转换的数据输出口串行读取转换的数据。

Claims

1.一种基于船用柴油发动机监控装置，其特征是：包括主控***，以及分别与主控***连接的电源模块、转速检测电路、A/D转换电路和触摸屏，所述转速检测电路包括第一转速检测电路和第二转速测量电路；第一转速检测电路与柴油机转速测量传感器相连，将柴油机转速信号处理后送至主控***；第二转速检测电路与增压器转速传感器相连，将增压器转速信号处理后送至主控***；所述A/D转换电路包括多路，每路A/D转换电路连接一路温度传感器或一路压力传感器，将转换后的压力或温度信号送至主控***。

2.根据权利要求1所述基于船用柴油发动机监控装置，其特征是：第一转速检测电路和第二转速测量电路设计相同，主要由光耦隔离器、计数器和锁存器组成。

3.根据权利要求1或2所述基于船用柴油发动机监控装置，其特征是：触摸屏分为本地和远程两部分，本地触摸屏与远程触摸屏与主控***采用RS485实现1对2连接，本地、远程触摸屏均采用RS485通信方式。

4.根据权利要求3所述基于船用柴油发动机监控装置，其特征是：主控***采用LPC2124芯片；多路A/D转换电路均采用TLC1543模数转换模块；温度传感器选用PT100三线式温度传感器。