1.课题研究的目的、意义

随着计算机通信技术和信息化的日益发展，越来越多的船舶已经配备基本的卫星通信设备，甚至有些船舶已经配备宽带卫星通信设备，但是相应的船岸信息化系统仍然相对落后，适合船舶信息一体化的应用系统更是匮乏。同时分离机是船舶上重要的辅助机械，广泛应用于各类型的船舶中，在船舶上起着不可替代的作用。以前是凭轮机员通过观察记录并依据个人经验来进行检测和判断运行状态和故障，由于没有故障诊断仪器和设备，一旦发生超出经验的故障很难及时排除。随着造船技术的进步，自动化程度的提高，轮机人员依靠个人经验来查看状态和判断故障原因越来越难，因此建立分离机的状态参数监控系统并由船岸两端共同监测显得十分重要。大多数情况下，船舶航行区域离岸较远，长期以来船舶都无法与岸端管理部门建立有效的通信平台，我国的船岸信息一体化系统更是处于滞后状态。

在这种情况下，管理职能部门、研发厂商为了在岸上实时获取船载端的分离机的运行状态，以碟式分离机的信息化和智能化为研究目标，开展船岸一体化的相关研究，如远程无线通信方案、船岸一体化网络实时传输、岸载端的分离机运行状态的智能监测与分析，建立一套国产的实时的碟式分离机船岸一体化系统，从而实现碟式分离机的远程监测和智能化管理。为此，本课题以工业和信息化部高技术船舶科研项目《新一代碟式分离机质量品牌提升》为依托，开展碟式分离机在船上运行过程中的监测、传输和数据管理研究。

如果能对分油机工作时序进行仿真，并设计分油机的自动控制系统，应用资源充分，处理速度较快的微处理器并搭载实时操作系统，实现多任务实时处理，从更好满足分油机实时控制的要求，同时通过触摸屏以及通讯模块的使用，触摸控制人机交互单元代替传统的分油机人机交互界面，使分油机操控更加简单，更加人性化，将能非常适合应用于我国船舶航行环境，对提高我国船舶航行的安全性具有积极意义。

2. 课题研究的国内外研究现状分析

关于国内研究情况，我国的船舶机舱自动化技术的发展起步较国外比较落后。20世纪70年代中后期，科技局在南京召开了＂机舱自动化座谈会＂，会议中明确确认了机舱自动化技术在船舶发展中的重要地位，自此开始，我国的船机自动化之路正式开启。但是在八十年代以前，由于技术水平和人们观念的不足，高新技术掌握在国外发达国家之中，所当时的发展异常缓慢。在早期的艰难发展过程中，由于当时国外的机舱自动化技术发展速度较快，我国借鉴了当时国际船舶机舱监控报警的宝贵经验，并参考了当时主流的设计规范，就是这样逐步跟进并紧随国际趋势及发展潮流，我国的机舱自动化发展持续进行并逐渐进入正轨。进入八十年代以后，海军率先在舰船规范中做出明文规定，新建造的舰船必须装备有监控报警系统。至此，大型舰船逐步实现机舱自动化控制。在船舶的民用方面，为了増加经济效益，降低运行的成本，改善船员工作环境，减少船员，在引进国外先进设备的同时，积极选用国内自主研发设备以满足实际需要，为国内船舶自动化的发展提供了经济支持和保障。进入二十一世纪以后，船舶监控报警系统己成为我国船舶自动化控制的必备装置，新建造的大型船舶全部都采用了现场总线型全分布式的监控报警系统设计，从而实现了信息的集中监控与集中处理。并且，随着自动控制技术的发展和半导体技术的深入应用，以超低能耗、极少污染为优点的新型船用自动化控制系统将成为我国船舶机舱自动化系统发展的主要趋势。

新世纪船运企业永恒的不变的话题均为市场运营支出、运营安全高效性，例如减少燃油消耗、降低运行及维护成本、增加船舶整体及部件使用寿命、突发情况的快速响应和处理等。基于物联网的大背景变革中要想取得这些目标，应该充分借鉴各个行业的有效信息，在前进中实现创新，为用户创造新的价值。放眼全球，造船业正朝着大型化、自动化、智能化的新方向迅猛发展。世界船舶制造技术变革日新月异，更新换代速度极快。船舶分油机作为船舶设备中十分重要的一部分，控制系统较为复杂，安全性化及实时性要求极高，因此，展开船舶分油机主控单元的研究显得十分有必要。

现在大多数商船均以内燃机作为其主动力设备，如何使燃料油充分燃烧，降低运营成本成为柴油机方向的重点研究课题。重油被广泛的应用于现代工业工程领域的各方面。尤其船舶运输行业，分油机用于分离燃油和滑油中的水分和机械杂质，以减少其磨损及故障，提高设备的使用效率，延长机器寿命。船舶运营过程中，常常是燃油、润滑油分油机同时工作，分别负责主机和辅机的用油处理，处于相当重要的地位。作为燃油、滑油净化核心设备的分油机，其运行状况直接关系油料的品质，进而与船舶动力装置的运行密切相关，某些特殊工况下甚至会直接影响到船舶的安全航行。而远洋运输成本中燃油费用占比逐年増高，加上原有冶炼技术的提高，劣质燃油越来越广泛的应用，分油机不得不长期处于较为独立的工况下运行。因此为确保分油机安全有效的运行，尽量减少事故发生率，除要求轮机人员熟悉分油机原理以及操作控制过程外，科研人员还需要应用现在先进的嵌入式技术，尽量实现船舶分油机控制系统的实时性的要求，以达到分油机安全可靠的运行。

国际海事组织出于船舶营运安全性及可靠性考虑，将先进控制理论和设施广泛与教学和实践相结合，促进了先进自动控制技术在船舶营运行业的发展。如今分油机的控制系统多采用单片机作为主控芯片，例如Alfa-Laval的分油机主控制系统多采用单片机作为MCU（Micro-ControllerUnit），因早期单片机在内部资源和处理速度方面的劣势，使其不能搭载操作系统，而致实时性和稳定性差，目前计算机与物联网技术呈飞速发展态势，现代自控领域广泛采用较为先进的测控技术和设备，尤其是高速发展的微处理芯片凭借其性价比方面的优势，近年来正被广泛的应用于船舶自动控制领域。

2. 研究的基本内容与方案

1 设计内容