船舶主机缸套水温度控制模拟系统的实现

张 理

集美大学轮机工程学院

引言

将主机缸套水温度保持在最佳值上对于主机安全可靠并经济地运行是十分重要，其有以下作用：首先，可以保持受热部件的工作温度不超过材料所允许的限值，从而可保证在高温状态下受热部件的足够强度；其次，可以保证受热部件内、外壁面适当的温差，减少受热部件的热应力；此外，还可以保证运动部件如活塞与缸套的适当间隙和缸壁工作面滑油膜的正常工作状态；以及防止缸套的低温腐蚀有着重要的意义。真实的缸套水温度控制系统，要考虑主机启动缸套水预热过程，在评估、教学过程中使用不太现实，我们遵循实际船上采用的PID控制方法，实现对缸套水温度对象的仿真。

图1 主机缸套水温度控制系统流程界面

1 主机缸套水温度控制流程界面

系统由PID温度控制器，嵌入式开发板内带A/D转换等构成，界面如图1。

2 系统建模

2.1 系统模型流程

图2 系统建模流程图

2.2 嵌入式开发

我们用嵌入式开发板来做缸套水温度对象仿真器。开发板支持WidowsCE.NET5.0操作系统，开发环境支持Visual Studio2005或Visual Studio2008.net(.net2.0 Compact)、EVC++、LabView开发；本系统的开发采用的是Visual Studio2005。运用嵌入式的好处：可以建立模型并可根据不同实船的系统进行修正；可以形成闭环控制，直观地模拟负荷变化；可以对控制效果进行验证；可以与主机系统连接起来，相对独立。

2.3 通信

R S 4 8 5通信方式，通信协议采用MODBUS协议，支持RTU方式；

MODBUS指令

Modbus RTU报文基本格式

功能码04：读输入寄存器（模拟量输入）

请求格式：

正确应答格式：