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船舶分油机主控单元的设计与实现，硕士学位论文，共89页。
【摘要】 “工业4.0”、“互联网+”、“中国制造2025”等的新概念被接连提出,开启了互联网+制造业发展新的接力赛。船舶行业也正在急切的寻找新环境下的准确定位,实现船舶智能化成了时代发展大背景下新的研究课题。本文首先研究了国内外船舶燃油净化系统发展现状,当前主流的船用分油机均采用单片机作为主控芯片,实时性不够强,操控界面不够友好。针对这些不足,提出了以ARM系列CortexTM-M3内核的STM32嵌入式处理器作为主控制系统的核心,内部移植μC/OS-Ⅱ实时操作系统,外围配置以太网接口,CAN总线接口、以及串口通信模块,既满足现场数据的实时传输,又满足上位机监控及组网便捷的需求。分油机主控单元的结构可以分为三层,信号采集控制层、网关层以及监测控制层。设计工作以此三层构架进行,以完成分油机主控制系统的开发工作。信号采集控制层主要包含分油机现场的分布式数字量的输入、输出(起停信号和声光报警等),模拟量的输入、输出(温度、黏度和流量等信号)模块。现场I/O信号采集模块进行冗余设计,增加信号采集的可靠性。网关层主要用于数据采集层与监测控制层的通信。采用TCP/IP硬件协议栈,通过UDP协议传输,实现串口网口的数据转换,通过以太网连接交换机实现多台分油机的同时监控。预留串行总线接口用于监测报警信号的接收和处理。监测控制层的人机交互界面的设计以DGUS作为开发平台,开发出船舶分油机主控单元的图形化控制软件,以实现船舶分油机自动起停、自动分油、声光报警、自动排水排渣、待分油的进口温度自动调节、远程监控等功能。基于嵌入式系统的分油机控制系统的多线程和多级中断机制,可以很好满足控制系统的实时性要求,触摸屏作为人机交互界面,使分油机的显示和参数设置更加便捷；成本低,稳定性好,易于实现模块化、网络化,对进一步船舶分油机智能化的研究有重要意义。
【关键词】 分油机主控单元； 嵌入式； μC/OS-Ⅱ； 实时性；