随着世界范围内能源危机及环境污染的日趋严重,人们对柴油机节能和排放的要求也日趋严格,对其调节控制提出高精度及多参数的要求。智能化技术是大功率低速船舶柴油机的发展方向,测控系统是开展智能化柴油机研究的重要平台。在深入分析Wartsila智能化柴油机结构和工作原理的基础上,研制了智能化柴油机测控系统。(1)测控系统技术方案的总体设计:保留原机关键结构和部件作为测控系统的实体执行结构;部署在Compact控制器上的燃油喷射控制仿真模型和排气阀控制仿真模型,与实体执行机构组成智能化柴油机硬件在环仿真系统,较真实地模拟出柴油机负载特性;利用NI PXI和研华工控机硬件载体及LabVIEW软件开发环境,实现测控系统监测报警功能。(2)智能化柴油机硬件在环仿真系统的建立:通过I/O硬件采集柴油机执行机构信号,利用DMA方式将采集的数据送至Compact控制器,作为模型的输入条件;经仿真模型计算,输出排气阀升程模拟信号等。完成排气阀控制仿真模型的设计和程序开发,并运用“缸平移”法提高了仿真模型精度及实时性。(3 SSI HUB的设计和曲轴转角信号的解码:依据SSI标准以MAX485芯片为主体搭建SSI HUB硬件电路,从SSI总线上测取曲轴转角信号;并在FPGA中编写曲轴转角信号解码程序,得到实时曲轴转角角度值。(4)利用CAN总线实现Compact控制器与PXI间的数据交换,并实现监测软件自检功能,以检查各物理设备通讯是否正常。(5)测控系统报警板的软硬件开发:以AT-S52单片机为中心设计RS-232通讯和继电器驱动外围电路,并开发单片机与工控机串口通讯程序。