摘 要

本文主要针对国产碟式分离机的可靠性问题进行讨论，在当今社会，船舶航行的安全性、可靠性越来越受到人们的关注。为了弥补和完善新一代碟式分离机在试验过程中的数据记录、监测和分析，建立一套国产的可扩展的碟式分离试验报警监测软件，本文选用了电主轴代替皮带传动驱动分离机工作。本文将对碟式分离机的工作原理、和结构进行说明，并通过对新一代碟式分离机的建模与仿真，从而对碟式分离机的设备选型、系统设计和性能等提出优化建议。

本文将对碟式分离机的结构和原理进行系统说明，根据分离机各部分之间的关系，对其各个数据库进行系统的设计。将以Visual C 6.0为平台上应用Access数据库工具进行本文软件的开发，本文的数据库仍然应用DAO接口访问技术，并建立了碟式分离机状态参数数据库、碟式分离机报警限制数据库、碟式分离机故障查除数据库、碟式分离机报警监测数据库，并将四个数据库所关联，然后进行了数据库的人机交互界面设计，并设计了上翻、下翻等功能。本文还对A/D、D/A程序进行设计，介绍了其原理，并以碟式分离机的A/D、D/A逻辑流程图的形式体现了出来。最后将碟式分离机实验数据库进行了建立和分析，进行了轴承试验、整机试验并建立了试验数据库，画出了数据库的表单。

为了提升新一代碟式分离机的品牌力量和其实船推广，本文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实验过程中的监测报警软件设计。

关键词：数据库；碟式分油机；程序设计；

Abstract

In this paper, the reliability of domestic dish separators is discussed. In today's society, the safety and reliability of ship navigation are paid more and more attention. In order to make up for and improve the data recording, monitoring and analysis of the new generation of disc separator in the test process, a set of extensible domestic disc separator test alarm monitoring software is established. In this paper, the electric spindle is selected to replace the belt drive separator. In this paper, the working principle and structure of the disc separator will be explained, and through the modeling and Simulation of the new generation of disc separator, the optimization suggestions for the equipment selection, system design and performance of the disc separator will be put forward.

In this paper, the structure and principle of the disc separator will be explained systematically. According to the relationship between the various parts of the separator, the design of each database system will be carried out. Visual C 6.0 will be used as the platform for the development of the software in this paper by using Access database tools. The database in this paper still applies DAO interface access technology. The database of state parameters of disc separator, alarm limitation database of disc separator, fault checking database of disc separator and alarm monitoring database of disc separator are established, and the four databases are connected. The man-machine interface of the database is designed, and the functions of upside down and upside down are designed. This paper also designs A/D and D/A programs, introduces their principles, and embodies them in the form of A/D and D/A logical flow charts of disc separators. Finally, the experimental database of the disc separator is established and analyzed. The bearing test, the whole machine test and the experimental database are established, and the form of the database is drawn.

In order to enhance the brand strength of the new generation of disc separator and promote its actual ship, this paper develops the monitoring and alarm software design in the process of disc separator experiment based on the high-tech ship scientific research project of Ministry of Industry and Information Technology "Quality Brand Promotion of the new generation of disc separator".

Key words：Data base；Disc separator；Program design；

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 数据库国外发展现状 2

1.2.2 数据库国内发展现状 3

1.3 本课题研究内容及技术路线 4

第2章 新一代碟式分离机工作机理 6

2.1新一代碟式分离机工作原理 6

2.2 新一代碟式分离机机构组成 8

第3章 船用分离机数据库建立 9

3.1 程序开发工具 9

3.1.1 Visual C 6.0开发平台 9

3.1.2 数据库技术 10

3.1.3 数据库访问技术 10

3.2监测报警据库设计 11

3.2.1 碟式分离机状态参数数据库表单设计 11

3.2.2 碟式分离机报警限制数据库表单设计 12

3.2.3 碟式分离机故障查除数据库表单设计 13

3.2.4 碟式分离机报警监测数据库表单设计 13

3.3 数据库关联关系 14

3.4 数据库设计实现 15

3.4.1 功能模块介绍 15

3.4.2 数据库功能流程图 16

3.5 报警监测程序设计 23

3.6 A/D、D/A程序设计 25

3.7 人机交互界面 26

第4章 新一代碟式分离机各项实验参数监测与报警 29

4.2 整机试验 30

4.3倾斜试验、摇摆试验 32

4.4振动测定 34

4.5启动与停车实验验 36

4.6连续运转试验 36

4.7出厂性能实验 38

4.8报警诊断示意图 39

第5章 结论 42

5.1总结 42

5.2展望 43

致谢 44

参考文献 45

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

水上运输是一种普遍、低风险、低成本的运输方式^[1]。伴随着智能船舶的发展，船舶智能化已成为必然趋势，如何实现船舶整体的智能化受到越来越多的人关注。在水上航行，船舶设备的可靠性至关重要，可靠性对于机械工作来说，具体就是在做一项任务时，机械设备可以在要求的时间内实现规定的工作任务。本文让在大洋中航行的船舶可靠、安全、准时的完成运输任务，就需要从船舶实际工作出发，以船舶的设备特点、以往经验为基础，来提升船舶的可靠性，以此来防范船舶设备故障的发生。在故障发生前能有效的预测故障发生，并做到预防。对于已发生的故障能够进行准确定位，并在第一时间采取相应措施。在船舶正常运行时对各个监测点进行准确监测，保证船舶的正常作业，避免机械维修过剩的情况出现。

船舶分离机是保证船舶在低成本的条件下，可以完成航行任务的重要机械。船舶的燃油、润滑油的净化都依赖于分离机的正常运行。在能源危机进一步加重的情况下，为了促使石油得到更有效的利用，就必须使用大量品质不高的燃油。在这样的大背景下，分离机的重要性得以凸显，燃油为正常使用必须加以净化处理。油料的净化方式主要是通过离心机分离，而实现这一过程的最主要的设备就是离心式分离机。为了提高分离机的可靠性，特选用电主轴代替皮带传动驱动分离机工作，这就是所谓的新一代碟式分离机。

为了弥补和完善新一代碟式分离机在实验过程中的数据记录、监测和分析，建立一套国产的可扩展的碟式分离实验监测报警软件，针对国产碟式分离机可靠性问题，选用了电主轴代替皮带传动驱动分离机工作，为了提升新一代碟式分离机的品牌质量和实船应用推广，通过对碟式分离机建模与仿真，进一步分析分离机的性能，从而对碟式分离机的设备选型、系统设计和性能等提出优化建议。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，开展碟式分离机实验过程中的监测报警软件设计。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 数据库国外发展现状

数据库系统从四十年前开始出现，其经历了网状和层次数据库系统、关系数据库系统、以面向对象为主要特征的数据库系统这三个发展阶段。数据库系统存在于生活的方方面面，在互联网高速发展的现代社会，数据库系统可以说是无处不在，其通过与通讯技术、计算机技术等相互融合，得到了快速的发展。大数据分析、人工智能、深度学习这些技术手段都离不开数据库系统的保障。

1）系统

上个世纪七十年代，数据库系统开始被研究，MS数据库管理系统被作为层次数据库系统的典型模型而提出，DBTG报告被数据库任务组DBTG(Data Base Task Group）提出，其隶属于美国数据库系统语言协会CODASYL(Conference on Data System Language）^[2]。DBTG报告是网状数据库典型代表，建立并确定了许多网状数据库系统的概念、技术和方法。许多商品化的数据库系统在DBTG思想和方法的指引下实现技术不断成熟，其开发基本概念都是基于层次模型和网状模型。所以网络模型和层次模型提出的技术、方法和基本原则为后来人研究数据库系统提供了有效的经典模型。

2）数据库系统

关系数据库系统作为IBM公司的另一个经典的数据库系统一直被人们所研究。1970年IBM公司在《大型共享数据库数据的关系模型》的论文中提出了关系数据模型，这篇论文的作者San Jose研究试验室的研究员Edgar F. Codd开创了关系数据库方法和关系数据库理论，并且为关系数据库技术奠定了坚实的理论基础。为表彰Edgar F. Codd在关系数据库研究方面的杰出贡献，于1981年被授予ACM图灵奖。

IBM公司的San Jose研究试验室开发的System R和Berkeley大学研制的Ingres是20世纪70年代是关系数据库理论研究和原型开发的典型代表^[3]。人们把20世纪70年代称为数据库时代因为理论成果和实践经验终于使关系数据库从实验室走进了社会。20世纪80年代涌现出了许多实用性强的商品化关系数据库管理系统，如Ingres、Oracle、Informix、Sybase等。在企业管理、情报检索、辅助决策等方面这些商用数据库系统被应用使数据库技术日益广泛地应用成为实现。

3）第三代数据库系统

二十世纪八十年代至今，数据库技术的需求伴随着其在商业上的巨大成功迅速增长。数据库技术的研究与发展被这些新应用所推动。

《第三代数据库系统宣言》在1990年由高级DBMS功能委员会发表，提出了第三代数据库管理系统所具有的三个基本特征^[4]：

应支持数据管理、对象管理和知识管理。必须保持或继承第二代数据库系统的技术。必须对其他系统开放^[5]。

1.2.2 数据库国内发展现状

七十年代萨师煊老师首先在国内引入数据库概念，标志着数据库理论正式走入国内。萨师煊在全国进行讲学并且在人大开设数据库课程，第一次在黑板上写下了“数据库”三个字，“数据库系统概论”这门课程的开设和后续的开展都是萨老师领头。以萨老师哦为代表的老一代专家为数据库技术的引入做出了开创性的贡献。

八十年代经过老一辈科学家的努力，新一代的学者们将数据库技术成果应用在国防、军工等领域，并成为国家科技成果的奠基者。数据库技术更加广泛的在高校、学院、科研机构等地方普及开来，越来越多的国外数据库公司开始在我国扎根，数据库应用系统开发初见成效。

九十年代数据库被科学的研究与系统开发，Oracle入驻中国将中文注册名为“甲骨文”，国家自然基金项目开始研究数据库基础和应用技术，八五、九五攻关开发RDBMS、863项研发00、并行数据库，进入到了国家攻坚时期，并且数据库社区在九十年代末兴起，成为主要的知识获取手段。

进入到二十世纪，互联网行业的兴起使得Oracle数据库价格昂贵的弊端暴露无疑。随着国内淘宝、支付宝和阿里巴巴B2B的用户量激增，使得MySQL数据库在国内成为标配。在棱镜门事件后，更为安全的国产数据库开始走入大众视野，达梦、金仓、南大等一系列国产数据库得到广泛的认可，这些数据库大多数应用于央企、国家财政、军事等领域^[6]。2017年阿里云发布了国内第一个自研企业级关系云数据库POLARDB技术框架，这标志着中国数据库真正走在了世界一流行列。在不久的将来人类产生的数据总量将达到100ZB，并且以后的数据库形态会更加丰富，更加多元化。

1.3 本课题研究内容及技术路线

本文在阅读大量文献的基础上，针对新一代船用碟式分离机进行实验过程中的数据记录、监测和分析进行设计。本文首先对新一代船用碟式分离机数据库建立的重要性进行说明，明确了文章的意义。通过对国内外的数据库的研究总结出一套可用的、国产的可扩展的碟式分离实验监测软件。其次，通过对分离机原理的说明，选择了由电主轴代替皮带传动驱动的新一代碟式分离机，并对其原理和结构进行了充分说明，为接下来的碟式分离机的建模于仿真做好铺垫。之后，进行了新一代碟式分离机数据库的建立，在Visual C 6.0平台上应用Access数据库工具进行本文软件的开发，本文的数据库仍然应用DAO接口访问技术，并成功建立了碟式分离机状态参数数据库、碟式分离机报警限制数据库、碟式分离机故障查除数据库、碟式分离机报警监测数据库，并将四个数据库所关联，然后进行了数据库的人机交互界面设计，并设计了上翻、下翻等功能。本文还对A/D、D/A程序进行设计，介绍了其原理，并将碟式分离机的A/D、D/A逻辑流程图体现了出来。第四章将碟式分离机实验数据库进行了建立和分析，进行了轴承试验、整机试验并建立了试验数据库，画出了数据库的表单。最后对本文所设计的碟式分离机数据库软件进行了进一步的总结和展望，写出了其不足与优点。其流程图如图1.3所示。

图1.3 技术路线流程图

第2章 新一代碟式分离机工作机理

2.1新一代碟式分离机工作原理

随着智能船舶的进一步发展，对船舶中的各个设备的要求也越来越高。为了弥补和完善新一代碟式分离机在实验过程中的数据记录、监测和分析，建立一套国产的可扩展的碟式分离实验监测报警软件，针对国产碟式分离机可靠性问题，本文选用了电主轴代替皮带传动驱动分油机工作。碟式分离机有产量大、转速低、产能高等特点^[7]。

碟式分离机的工作原理总的来说就是运用设备高速旋转产生的离心力进行分离。待分油在电机产生的离心力的作用下，从进口装置流入碟式分离机。在离心力的作用下，混合液在分离机中旋转，由于比重大的固体物质受到的离心力更大，所以其更容易沉积在转鼓壁上，比重小的清液慢慢的向轴心处流动，使得混合液逐渐得到分离。分离好的轻相液体由分油机靠近轴心的上部分离出去，而固相被离心力越甩越远从而在远离轴心的下部排出，这样固液分离的目的就达到了^[8]。其原理图如图2.1所示。

图2.1 碟式分离机原理图

2.2 新一代碟式分离机机构组成

碟式分油机整体结构组成如图2.2所示，包括下部的电主轴与其驱动的分离筒，分离筒上部还有进油管、出净油管和出水管等^[9]。待分油经进油管进入分离筒的分离盘架处，其在分离盘组中经离心分离后会根据比重不同沿着轴的径向重新分布。最后经过离心分离的净油会在向心油泵的作用下从出油管排出，分油机顶部的向心水泵则将分离出的污水从排水管排出，杂质颗粒将会在离心力的作用下被甩到分离筒的边缘，经排渣操作排出^[10]。

分离筒是分离进行的主要位置，分离筒本身又包括配油器，滑动底盘，配水盘，分离盘组，油料腔室和泄水喷嘴等^[11]。分离机运行时，分离筒由电主轴带动旋转运动。分离开始时，待分油经过配水盘进入分离机，达到排油标准时，净油和污水分别由集油腔室和集水腔室中的向心泵排出。电主轴主要由异步电机，电机转子、定子、主轴、前后轴承、主轴箱体和驱动装置以及冷却结构等组成，电主轴带动分离机进行工作比皮带更稳定，也更具有可靠性^[12]。

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