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船用天然气/柴油双燃料发动机电控系统硬件平台研究

夏铭辉  
【摘要】:随着石油资源的日益缺乏以及各国越来越严格环保法规,天然气以其价格低廉、资源丰富、清洁高效的特点在代用燃料方面将拥有广阔的市场前景。在世界发达国家中,天然气在能源结构中的比例已经高达24%左右。现在天然气在世界范围内正经历着一个快速发展的时期。根据相关预测,在未来的几十年内,天然气在全球范围内的能源结构中所占比重将不断加大,天然气的广泛应用将成为趋势。 近年来,通过采用提高压缩比、多点喷射、涡轮增压等发动机新技术的应用,天然气发动机在动力性能方面与传统汽柴油发动机已经相差无几。而且由于使用天然气燃料能直接有效地降低航运费用、减小污染,因此天然气/柴油双燃料发动机作为天然气在船舶上的重要应用越来越受到国内外柴油机生产厂商的重视,随着天然气产业基础配套设施的完善,双燃料发动机将得到更广泛的应用。采用新能源作为船舶动力的主要来源,积极开发新能源动力装置和新能源动力船舶是应对低碳经济发展趋势的中长期解决方案。 本文以上海柴油机厂的6114机型为实验台架,对双燃料发动机电控系统需求进行分析。提出分别基于飞思卡尔16位单片机HCS12XDP512和西门子S7-200PLC的两套硬件方案,使系统能适应不同天然气供给技术方案。 完成了对电控系统硬件的设计,采用模块化设计思路,将电控系统划分为不同功能的独立模块,分别对每个模块的硬件设计进行详细说明,最后完成硬件电路制造及调试。完成对单片机及PLC的编程,软件通过调试,实现了电控系统的控制功能。利用LabVIEW软件完成电控系统监控软件的编写,软件功能满足电控系统正常运作功能以及标定实验需求。


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