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摘要随着计算机技术、测量仪器和控制技术的高速发展，在现代自动控制领域中，应用了越来越多的先进测量控制技术、设备和方法。
在这些众多的先进测量控制技术中，由于单片微处理器的性能日益提高、价格又不断降低，使其性能价格比的优势非常明显。
因此，如何将单片微处理器应用到船舶自动控制领域，成为目前轮机自动化的焦点课题之一，为越来越多的科研机构所重视。
PID水温控制调节方法出现时间较早，已被大部分现代船舶所淘汰。
因此本文针对传统的柴油机中央冷却系统水温PID控制系统算法较为复杂，不能准确、快速、灵敏、稳定的调节柴油机冷却水的温度，提出了基于89C51单片机的智能冷却水调节系统的控制方案和具体方法。
在建立柴油机中央冷却系统高温淡水（缸套冷却水）冷却回路的动态热力模型基础上，将柴油机功率模糊信号引入到了高温冷却水温度控制系统中。
通过调节三通阀的开度，从而可以达到降低冷却水温度的动态偏差，快速而准确的调节冷却水温度的目的。
比较得出基于功率信号模糊预调节与水温Smith+PID调节的智能控制方法，明显优于常规PID控制方法。
在实际应用中实现了对船舶柴油机冷却水的智能精确控制，减少了油耗，延长了发动机的使用寿命。
关键词：智能控制；89C51单片机；精度高；速度快1AbstractWith the rapid development of computer technology, measuring instruments and control technology, the application of advanced measurement and control technology, equipment and methods were applied in the modern field of automatic control. Due to the improving performance and decreasing price of single-chip microprocessor, its cost performance became outstanding beyond the numerous advanced measurements and control technologies. Therefore, one of the focuses of the current turbine automation topics is to apply the single-chip microprocessor into ship automatic control, which has been paid attention to by more and more research institutions.PID temperature control adjustment method, which has the problems of complexity and can not accurately, rapidly, sensitively and stably control the diesel’s cooling system, had been eliminated by most modern ships. Therefore, this essay will focus on the the problems of the PID control system algorithm of the central cooling system water temperature in conventional diesel engines, and propose a control scheme and approach which is based on the 89C51 micro-controller smart cooling water conditioning system. The solution is to introduce the engine power fuzzy signal into a high-temperature cooling water temperature control system by establishing a dynamic model of the central engine cooling system temperature fresh water ( jacket cooling water ) cooling circuit on the basis of thermodynamic model. By adjusting the opening degree of the three-way valve to achieve the aim of reducing the dynamic deviation of water temperature and quickly and accurately adjusting the cooling water temperature. It can be significantly better than the conventional PID control methods system simulation studies which gains fuzzy intelligent control power signal pre-conditioning and water -based Smith + PID regulator. In practical applications, not only precise control of intelligent engine cooling water vessel is achieved, but also the fuel consumption is reduced and the life of the engine is extended.KEY WORDS:intelligent controls,89C51 microcomputer, high precision, high speed2目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第1章绪论 (5)第2章船用柴油机中央冷却系统 (10)2.1船用柴油机中央冷却系统工作过程 (10)2.2系统的构成 (10)2.2.1 系统结构图 (11)2.2.2 系统各组成部分功能说明 (11)2.3 系统的性能指标 (13)2.3.1 系统的主要技术功能 (13)2.3.2 系统的性能特点 (14)第3章系统硬件组成 (15)3.1 系统硬件组成结构图 (15)3.2 系统各部分结构 (16)3.2.1 测温电路 (16)3.2.2 A/D转换电路 (17)3.2.3 键盘与显示电路: (18)3.2.4 串行通讯模块: (19)3.2.5 声光报警电路: (19)3.2.6 主控单元(MCC): (20)第4章系统软件介绍 (22)4.1 温度控制系统算法 (22)4.1.1 系统的整体控制 (22)4.1.2 算法介绍 (23)4.2 计算机软件及功能 (28)4.3 单片机的软件设计 (30)34.3.1 主程序: (31)4.3.2 T.0中断服务子程序 (32)4.3.3 串行口中断服务程序 (33)第5章系统可靠性研究 (34)5.1 系统硬件的可靠性设计 (34)5.2 系统软件的可靠性设计 (36)第6章结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)4第1章绪论1.1课题提出背景船舶柴油机冷却水温度控制技术是轮机自动化技术的重要组成部分。
前言虽然航运业的形式很多,船舶运输还是在其中占有很大的比重。
随着海运业的不断发展,各式各样的特种船舶广泛的应用。
因此,对船舶系统的研究需不断地提高和优化,为船舶动力装置的发展做出努力。
船舶的冷却系统是一个具有复杂形式的系统,合理地选择一种冷却系统对整个船舶航运的经济性,维修性是非常重要的,这与造船成本和船东的使用成本都具有很大的影响。
中央冷却系统作为船舶冷却系统的一种冷却形式在现代船舶上的运用越来越广泛,对其的研究及优化是一个重要的课题。
在我国的船舶行业中,对中央冷却系统的介绍和研究还不是很多,然而在现行的船舶中,船东特别是大公司的船东越来越倾向于中央冷却系统。
中央冷却系统对于船厂来说提高了制造成本,对于船东来说提高了设备的可靠性,降低了维修费用,因此,对中央冷却系统的进一步研究有利于船厂降低成本,提高中央冷却系统的运用深度有很大帮助。
在韩国和日本等造船强国,中央冷却系统的设计有着很详细的设计基准,他们通过众多的船舶设计人员在实际设计和使用后总结出一整套设计标准,按照这种标准,使得他们船舶的设计既符合各方面的要求，又降低了设计成本。
在我国,大部分船厂都没有中央冷却系统的设计的标准,而韩国日本等造船强国又对我们进行技术封锁,我们以前很多船舶系统的设计中,只是部分采用了中央冷却系统的原理,并没有达到完整,经常会出现各种问题,引起在实际制造中大量的返工,造成人力物力的浪费,同时在设计过程中,为了保证各种设备能正常工作,对中央冷却系统设置了大量的余量,增加了设计成本。
本文通过了对中央冷却系统的各种形式的介绍和以往的中央冷却系统所产生问题的分析,使中央冷却系统的理论系统化,完善化,以供设计人员及其他相关人员参考。
第一章船舶中央冷却系统的概述1.1 船舶冷却水系统的发展为了使柴油机和其他辅助设备受高温和摩擦作用的部件保持正常稳定的工作性能，必须对这些部件进行冷却。
冷却系统的作用就是把冷却介质送到受热部件，将其多余的热量带走。
船用变频器的维护与保养方法及操作实习报告Introduction:In this report, we will discuss the maintenance and care methods for marine frequency converters. The effective maintenance and regular care of these converters are crucial to ensure their optimal performance and longevity. This report aims to provide practical guidelines for operation and maintenance practices without using common transitional phrases.Section 1: Understanding Marine Frequency ConvertersMarine frequency converters are electronic devices used to convert electrical power from one frequency to another onboard ships or marine vessels. They play a critical role in power management systems, enabling efficientdistribution of electrical energy across various shipboard equipment.中文翻译：第一部分：了解船用变频器船用变频器是电子设备，用于将船上的电力从一个频率转换为另一个频率。
它们在船舶设备的供电系统中起着关键作用，能够有效分配电能给各种船上设备。
![一种船用海水冷却系统变频控制方法及系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/72006b4dd1f34693dbef3ed0.png)
专利名称：一种船用海水冷却系统变频控制方法及系统专利类型：发明专利
发明人：陆昌荣,张艳,张华平,孙兴利,陈永福,李泽耀,李学申请号：CN201610857539.8
申请日：20160927
公开号：CN106275358A
公开日：
20170104
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种船用海水冷却系统变频控制方法，其包括以下步骤：S1、检测中央冷却器的进水口和出水口位置处的海水温度，并计算温度差；S2、判断温度差是否超出设定温度范围，若高于设定温度范围，则手动增加冷却海水的流量；若低于设定温度范围，则手动减小冷却海水的流量，若处于设定温度范围内，则不改变冷却海水的流量；S3、检测冷却海水总出口处的出水温度；S4、判断出水温度是否高于第一设定值；若是，则发出手动增加冷却海水流量的报警提醒，若否，则执行步骤S5；S5、判断出水温度是否低于第二设定值；若是，则发出手动降低冷却海水流量的报警提醒。
本发明有效的减少了设备的初装成本，同时能有效的节能，而且维护简单。
申请人：上海斯达瑞船舶海洋工程服务有限公司
地址：201207 上海市浦东新区自由贸易试验区祖冲之路2633号1幢
国籍：CN
代理机构：上海伯瑞杰知识产权代理有限公司
代理人：付博宇
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实验二主机海、淡水冷却系统详细设计实验实验学时：8实验类型：综合实验要求：轮机先进设计制造方向必修一、实验目的1.熟悉与掌握海淡水冷却系统的设备组成2.熟悉轮机系统设计手册与相关的规范，掌握冷却系统工作原理、工作要求，会初步完成系统设计计算；3.掌握海水冷却系统中相关设备、附件、管径、壁厚的设计计算方法及选型；4.运用CAD软件绘制燃油日用系统原理图，掌握绘图的方法及格式。
二、实验内容根据6500吨散货轮的设计要求，完成冷却系统的设计计算，相关附件设备的选型，绘制对应的原理图（附件清单、阀件清单、设计要求，系统走向图等）。
三、实验原理、方法和手段通过管路设计基础课程的学习，熟悉6500吨散货轮设计要求（船体，轮机、电气规格书），结合船舶设计手册—轮机分册、入级规范等，完成上述内容。
四、实验组织运行要求根据本实验的特点、要求和具体条件，采用集中授课形式，分组开放运行形式。
五、实验条件1. 微机2. 详细设计软件AUTOCAD3. 6500吨散货轮相关资料4. 附件、阀件标准手册5. 船舶设计手册--轮机分册、入级规范六、实验步骤预备知识（一）、冷却水系统的作用柴油机动力装置中一些机械设备在正常运行中不断产生热量，这些热量必须及时散发，否则发热件温度将继续上升，以致超过容许的限度而破坏机械设备的工作可靠性。
如柴油机气缸内燃烧产生的热量除了对外作功外，其中一部分热量将传到机器的部件上，若不给予适当的冷却，这些部件将因温度过高而不能继续工作。
为了及时而有效地散发这些热量，通常就要让一定量的液体连续流经受热部件，把这些热量带出设备。
冷却系统一般采用淡水或海水（或江河水）作为冷却介质。
冷却系统带走的热量有很大一部分是燃料燃烧做功后所剩余的热量，一般约占燃烧热量的20%~30%。
由于柴油机是一种热机，是依靠燃料燃烧的热量来作功的，所以冷却系统带走的热量是一种损失。
很显然，冷却越强烈，这部分的损失越大，就越明显地降低柴油机的经济性。
专利名称：船用主海水冷却泵的变频控制系统及方法专利类型：发明专利
发明人：董治强,陆鹏飞
申请号：CN202111469696.9
申请日：20211203
公开号：CN114056533A
公开日：
20220218
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种船用主海水冷却泵的变频控制系统及方法，其中系统包括一变频器控制柜、三海水泵电机、三海水泵起动器、一信号采集控制箱、一淡水出口温度传感器和一海水出口温度传感器；所述海水泵电机分别通过一所述海水泵起动器连接所述变频器控制柜；所述淡水出口温度传感器安装于一中央冷却器的淡水出口处，所述海水出口温度传感器安装于所述中央冷却器的海水出口处；所述淡水出口温度传感器和所述海水出口温度传感器通过所述信号采集控制箱连接所述变频器控制柜。
本发明的一种船用主海水冷却泵的变频控制系统及方法，通过1台变频器控制柜，用较低的初投资，实现船舶中央冷却系统的3台海水泵变频控制，降低能耗。
申请人：上海船舶研究设计院(中国船舶工业集团公司第六0四研究院)
地址：201203 上海市浦东新区祖冲之路2633号
国籍：CN
代理机构：上海伯瑞杰知识产权代理有限公司
代理人：李庆
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上 海 海 事 大 学船员培训中心2015 — 2016 学年第一学期模拟考试2《大管轮船舶电气与自动化》学号 姓名 总分1. 变压器二次侧相电压为U 2,则图示三相桥式整流电路中流过每个二极管中的平均电流为______。
d 1d 2u dVD 1VD 3VD 5VD 4VD 6VD 2 A. RU I I D 2o 39.031== B. R U I I D 2o 78.031== C. RU I I D 2o 58.021== D. R U I I D 2o 17.121== 2. 单相半波或全波整流电路经电容滤波后的输出电压随着负载电阻增大，其脉动程度______。
A. 不一定B. 变大C. 变小D. 不变3. MR －Ⅱ型电动冷却水温度控制系统的MRK 电路板如图所示，若系统工作于自动控制方式，且实际水温高于设定值并超出不灵敏区，则（ ）。
A. SW 2处于上位，继电器Re 1得电B. SW 2处于下位，继电器Re 2得电C. SW 2处于上位，继电器Re 2得电D.SW2处于下位，继电器Re1得电4．FCM燃油粘度控制系统的控制器上配有加热手动/自动选择操作和手动加热量增加/减小（或加热档位选择）操作，可以在需要时通过操作面板采用手动加热直接控制_________。
A. 燃油粘度设定值B. 蒸汽调节阀阀门开度C. 燃油粘度实际值D. 燃油温度设定值5. AC-C20中驾驶台车钟和集控室车钟完全相同，均为单手柄复合车钟（LTU），档位情况为：。
A. 正车5档、倒车4档、停车、备车、完车各1档，共12档B. 正车5档、倒车4档、停车1档，共10档C. 正车5档、倒车5档、停车1档，共11档D. 正车5档、倒车5档、停车、备车、完车各1档，共13档6．自动切换控制重要设备时，如果发生输出压力过低，运行的机组和备用的机组切换动作后，压力回复正常，则原运行的机组和备用的机组状态情况如下______。
开题报告轮机工程船舶中央冷却系统节能研究一、选题的背景与意义;近年来随着船舶营运成本的升高与人们对船舶排气污染关注程度的逐渐加强(减少燃油的消耗能减少排气污染总量)，这就要求减少船舶燃油的消耗。
首先，本论文介绍了目前船舶上应用广泛的几种中央冷却系统，并对它们进行分析。
指出了日前中央冷却系统在换热网络布置和设备选型方面的优缺点。
在此基础上，根据中央冷却系统的基本要求、设计的一般原则及过程，进行了换热网络优化;其次，以节能为目标，运用数学方法对海水泵的选型配置和换热器的海水出口温度进行了优化，并编制了应明程序;第三，中央冷却器的选型及对其压力、阻力降进行校核计算并程序化:第四，充分利用海水的冷却能力，即随着主机负荷和外界环境温度的变化实时地改变海水流量，减少海水泵的功耗本文以节能为目标，从设计最优化和控制最优化两方面入手来提高船舶动力装置的效率。
设计最优化，充分回收余热，减少燃油消耗;控制最优化，充分利用海水的冷却能力，在满足冷却要求的情况下，尽量减少海水的流量。
二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：1.中央冷却系统型式多样，根据高、低温淡水回路联接的方式可分为两种基本型式:由柴油机缸套水冷却器联接的中央冷却系统和由三通温控阀联接的中央冷却系统。
2.现行中央冷却系统存在的缺点是:①设计方面(1)系统管网布置不尽合理，对能量的回收问题考虑不够;(2)出于安全考虑，各部件所选容量过大，造成运行能耗及初投资增加;(3)一般设置2 X 100%海水泵，没有考虑运行节能问题;(4)冷却水参数选择不尽合理，如流速、温度等。
②运行方面(1)系统不能根据工况变化及时、有效地调整冷却水流量;(2)系统对温度的控制不够及时、准确。
3.对存在的问题进行改进，具体包括:①设计方面(1)利用换热网络优化方法对中央冷却系统进行优化，尽量回收能量;(2)对中央冷却器海水出口温度进行优化;(3)对换热器和海水泵的配置、选型进行优化;(4)选择最佳流速。
