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[摘 要]对于国产设备中船舶设别的不足，以及可靠性较低的情况，提出其调速系统的研究，是用相应的主机控制方式，控制船舶的调速系统，以实现船舶的提速，提高设备的稳定性。由此，其研制出的系统是MSP430，其可用操作杆操作，当系统发出警报后随即减速，并把速度的检测结果反馈。
[关键词]船舶主机调速系统；电源转换电路；中断服务程序
中图分类号：U664.82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）47-0367-01
引言
近几年我国船舶业快速发展，同时我国也增加了造船的数量，但必须面对的情况是，装船率较低，缺少可靠性，核心设备依然需要进口，且船舶的控制系统中，主机调速系统是整体控制的核心。对于这一问题，是结合现有的控制技术，研发出新的控制体系，实现调速精确的目标。
1. 主机调速系统的设计方案
该系统的设计，是使用硬件后，在内部构建六个模块，包括控制器、调速、执行、报警降速等，借由这些模块实现对船舶速度的控制。这六个模块中，控制器负责的工作是，多个情况出现后，把相应的电流输出，电流经过调速模块后，用模块调整电流的大小，并把电流输出，随后到了执行模块，它把控制器输出的电流输出后，调整比例阀打开的大小，实现自动变速，报警调速模块的使用，是主机发出警报后，进行系统的降速处理，减慢船航行的速度，最后，转速检测是检测尾轴运行的速度，把得到的结果处理后，传输到控制器内，变成电流信号输出[1]。
2. 主调速系统硬件与软件的设计
2.1硬件设计
单片机、外围电路：系统内的主芯片是F149，外围电路的选择是晶振、程序下载电路等。F149芯片内，设有16位转换电路，借由采样电阻的分析，可以把调速模块输出的电流变为电压，由此，ADC模块内的电流也会完成转换，即实现AD转换。用它完成尾轴转速的检测，是检测转速后把相应的频率变为电流，与其他模块的电流比较，计算误差，得到误差变化率，使用PID算法得到PWM波形，控制速度。
电源转换电路：船舶上用于显示数据的指示灯、继电器需要特定的电压，具体数值是+24V，但芯片与系统驱动所需的电压较小，所以系统的运行是把一路电源变成电路，得到三组电压，而电路内的操作是定压输出，把电压值逐步简化，为不同部分提供电压。即先使用DCM24S9转换24V的电压，把它降到9V后，供IGBT使用，再继续调整降到5V，随后使用ASM1117处理，调整电压到3.3V，为主服务器提供电压[2]。
调速功能：它的使用，是用操纵器操作，调整档位，而它输出的电流也有既定的范围，最大的电流输出不可超过20mA，最小不可少于4mA。模块内的电路是LM358，这是一个集成电路。它的运行方式是：操纵杆操作让档位改变，电路内的比较器比较后，把电压输出，而把电压用镜像电流处理后，即可转化为电流并输出。这可以保证比较器的使用与输出的电压，保证不论哪一档，电流都在设定范围内不会超出，并用LED灯显示操控器现有的状态。
执行功能：这一功能的实现，是由多个部门共同构成单机气路，包括气瓶、阀门与比例阀。这个气路运行中会使用船舶现有的气瓶，检测气压是否低于标准，标准的设定值是0.8MPa，如果低于这一数值，系统发出失气警报。发出警报后的调整方式是，把空气压缩，打开截止阀让空气流动，随后经过减压阀，此时调节气压，调整到标准值，最后进入比例阀。其系统内有两个减压阀，如果某个减压阀失灵，即可用备用减压阀继续处理。
2.2软件设计
系统的控制会使用两个程度，其一是主程序，其二是中断服务程序。主程序的所有操作是，把单片机初始化，使用多个报警服务系统，收集程序内各部分的参数，用PID算法计算PWM波，并根据实际要求，进行中断响应。当系统初始化操作结束后，主程序内的主机会把系统调整到最佳状态，即系统保持稳定，可循环现在的主程序，并实时监测主程序的实施，而如果需调整系统，可根据每个模块的运行，给出处理方案，而引起变化的操作包括，操作杆换挡后，引起各模块电流的变化，或是系统出现故障后，进行的降速处理，包括最后的转速检测对偏差的计算。所以，它的主程序是：进入程序入口后，先完成系统的初始化操作，随后检测多个环节，包括电源的使用是否正常、操控器的状态是否是空车，是否失气，部件的温度过高，各环节逐一进行，而如果发现某个环节有故障，需及时处理，随后再进行后续环节的操作。而这些环节的控制结束后，可根据系统设置，操控控制器、比例阀等，并在必要的时候紧急停车，检测尾轴的转速，把结果反馈，最后操作结束。
而系统也会使用数字调速模式。它的使用是基于现有的调速任务，以及船舶对速度的要求，实现动态调整，用数字调速器调节。数字调节器的使用，是运用PID参数，以及单纯加速法，实现系统的优化。同时，这一模式下，也会使用双脉冲调节器，根据不同大小、类型的船舶特征，让调速系统有更优的性能。
3. 系统设计的效果
根据系统内功能模块的设定，选择适合的硬件、软件完成组装后，所有功能都能正常使用，而后，系统设计者也会根据船舶的具体要求，进行模拟试验，得到多个参数，根据参数调整系统的设计。设计的效果是，保证输出电流的稳定，不会小于4mA，也不会大于20mA，比例阀虽然有位置的移动，但移动的范围不会超过1%，符合系统提出的要求。所以，該系统的设计，符合船舶提出的控速要求，保持船舶航行速度的稳定。
结语：本文关于船舶调速系统的设计阐述，是以MSP430为基础，提出设计的总思路与硬件、软件的功能，该系统完成后的优势是，满足了船舶对系统的控制要求，保证了系统的稳定，同时这个系统也具备便于维护的特点，实现系统的自动化操作。同时，PID算法的使用，也让系统的设计更加精确，保持系统的稳定，但该系统还需继续研发，使用新技术，优化系统的建设。
参考文献：
[1]张桂臣，任光.主机数字调速器的研究与实现[J].中国航海，2008（02）：117-121.
[2]周俊涛，余刃.基于PLC的模糊控制在船舶主机调速系统的应用[J].造船技术，2008（01）：43-46.
[关键词]船舶主机调速系统；电源转换电路；中断服务程序
中图分类号：U664.82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）47-0367-01
引言
近几年我国船舶业快速发展，同时我国也增加了造船的数量，但必须面对的情况是，装船率较低，缺少可靠性，核心设备依然需要进口，且船舶的控制系统中，主机调速系统是整体控制的核心。对于这一问题，是结合现有的控制技术，研发出新的控制体系，实现调速精确的目标。
1. 主机调速系统的设计方案
该系统的设计，是使用硬件后，在内部构建六个模块，包括控制器、调速、执行、报警降速等，借由这些模块实现对船舶速度的控制。这六个模块中，控制器负责的工作是，多个情况出现后，把相应的电流输出，电流经过调速模块后，用模块调整电流的大小，并把电流输出，随后到了执行模块，它把控制器输出的电流输出后，调整比例阀打开的大小，实现自动变速，报警调速模块的使用，是主机发出警报后，进行系统的降速处理，减慢船航行的速度，最后，转速检测是检测尾轴运行的速度，把得到的结果处理后，传输到控制器内，变成电流信号输出[1]。
2. 主调速系统硬件与软件的设计
2.1硬件设计
单片机、外围电路：系统内的主芯片是F149，外围电路的选择是晶振、程序下载电路等。F149芯片内，设有16位转换电路，借由采样电阻的分析，可以把调速模块输出的电流变为电压，由此，ADC模块内的电流也会完成转换，即实现AD转换。用它完成尾轴转速的检测，是检测转速后把相应的频率变为电流，与其他模块的电流比较，计算误差，得到误差变化率，使用PID算法得到PWM波形，控制速度。
电源转换电路：船舶上用于显示数据的指示灯、继电器需要特定的电压，具体数值是+24V，但芯片与系统驱动所需的电压较小，所以系统的运行是把一路电源变成电路，得到三组电压，而电路内的操作是定压输出，把电压值逐步简化，为不同部分提供电压。即先使用DCM24S9转换24V的电压，把它降到9V后，供IGBT使用，再继续调整降到5V，随后使用ASM1117处理，调整电压到3.3V，为主服务器提供电压[2]。
调速功能：它的使用，是用操纵器操作，调整档位，而它输出的电流也有既定的范围，最大的电流输出不可超过20mA，最小不可少于4mA。模块内的电路是LM358，这是一个集成电路。它的运行方式是：操纵杆操作让档位改变，电路内的比较器比较后，把电压输出，而把电压用镜像电流处理后，即可转化为电流并输出。这可以保证比较器的使用与输出的电压，保证不论哪一档，电流都在设定范围内不会超出，并用LED灯显示操控器现有的状态。
执行功能：这一功能的实现，是由多个部门共同构成单机气路，包括气瓶、阀门与比例阀。这个气路运行中会使用船舶现有的气瓶，检测气压是否低于标准，标准的设定值是0.8MPa，如果低于这一数值，系统发出失气警报。发出警报后的调整方式是，把空气压缩，打开截止阀让空气流动，随后经过减压阀，此时调节气压，调整到标准值，最后进入比例阀。其系统内有两个减压阀，如果某个减压阀失灵，即可用备用减压阀继续处理。
2.2软件设计
系统的控制会使用两个程度，其一是主程序，其二是中断服务程序。主程序的所有操作是，把单片机初始化，使用多个报警服务系统，收集程序内各部分的参数，用PID算法计算PWM波，并根据实际要求，进行中断响应。当系统初始化操作结束后，主程序内的主机会把系统调整到最佳状态，即系统保持稳定，可循环现在的主程序，并实时监测主程序的实施，而如果需调整系统，可根据每个模块的运行，给出处理方案，而引起变化的操作包括，操作杆换挡后，引起各模块电流的变化，或是系统出现故障后，进行的降速处理，包括最后的转速检测对偏差的计算。所以，它的主程序是：进入程序入口后，先完成系统的初始化操作，随后检测多个环节，包括电源的使用是否正常、操控器的状态是否是空车，是否失气，部件的温度过高，各环节逐一进行，而如果发现某个环节有故障，需及时处理，随后再进行后续环节的操作。而这些环节的控制结束后，可根据系统设置，操控控制器、比例阀等，并在必要的时候紧急停车，检测尾轴的转速，把结果反馈，最后操作结束。
而系统也会使用数字调速模式。它的使用是基于现有的调速任务，以及船舶对速度的要求，实现动态调整，用数字调速器调节。数字调节器的使用，是运用PID参数，以及单纯加速法，实现系统的优化。同时，这一模式下，也会使用双脉冲调节器，根据不同大小、类型的船舶特征，让调速系统有更优的性能。
3. 系统设计的效果
根据系统内功能模块的设定，选择适合的硬件、软件完成组装后，所有功能都能正常使用，而后，系统设计者也会根据船舶的具体要求，进行模拟试验，得到多个参数，根据参数调整系统的设计。设计的效果是，保证输出电流的稳定，不会小于4mA，也不会大于20mA，比例阀虽然有位置的移动，但移动的范围不会超过1%，符合系统提出的要求。所以，該系统的设计，符合船舶提出的控速要求，保持船舶航行速度的稳定。
结语：本文关于船舶调速系统的设计阐述，是以MSP430为基础，提出设计的总思路与硬件、软件的功能，该系统完成后的优势是，满足了船舶对系统的控制要求，保证了系统的稳定，同时这个系统也具备便于维护的特点，实现系统的自动化操作。同时，PID算法的使用，也让系统的设计更加精确，保持系统的稳定，但该系统还需继续研发，使用新技术，优化系统的建设。
参考文献：
[1]张桂臣，任光.主机数字调速器的研究与实现[J].中国航海，2008（02）：117-121.
[2]周俊涛，余刃.基于PLC的模糊控制在船舶主机调速系统的应用[J].造船技术，2008（01）：43-46.