嵌入式柴油机工作状态监测装置设计

摘要：针对柴油机故障诊断系统无法对柴油机的工作状态进行综合评估，以及无法对故障进行预测和诊断的问题，提出运用信息融合原理，利用瞬时转速信号和现有巡回监测与报警系统的热工参数，实现对发电柴油机技术状态的综合诊断和趋势分析。介绍了一种基于TMS 320C 2407a的嵌入式柴油机工作状态监测装置。该装置是船舶发电柴油机运行状态在线监测与故障诊断系统中的核心部分，可以实现船舶发电柴油机工作状态实时监测和故障诊断，同样可作为独立的监测报警装置用于机车、汽车及其他场合。

柴油机故障诊断技术是一种了解和掌握柴油机在使用过程中的状态，确定其整体或局部是否正常或异常，早期发现故障及其原因并能预报故障发展趋势的技术[1]。以船舶系统为例，现代船舶发电柴油机的运行状态一般由机舱巡回监测报警系统进行监测。但系统不能对柴油机的技术状态进行综合评估，更不能对故障进行预测和诊断。

1 监测装置功能及原理

图1 是一种船舶发电柴油机运行状态在线监测与故障诊断系统的硬件图(图中虚线左侧为机舱，右侧为集控室)。该系统是运用信息融合原理，利用瞬时转速信号和现有巡回监测与报警系统的热工参数，可以实现对发电柴油机技术状态的综合诊断和趋势分析。船舶发电柴油机运行状态在线监测与故障诊断系统主要包括：1)磁电式转速传感器，拾取发电柴油机瞬时转速信号；2)嵌入式柴油机工作状态监测装置，采集瞬时转速信号(也可以采集热工参数信号)进行信号处理，进行现场数据诊断，通过现场总线将诊断数据输送到上位微机系统；3)信号接口装置，采集船舶电站系统已有的热工参数，并完成与系统的隔离；4)嵌入式在线监测与诊断装置，是一个以嵌入式工业微机为主体的数据处理和故障诊断专家系统，完成数据管理和故障诊断功能。

图1 在线监测与故障诊断系统硬件原理框图