控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輪機(jī)工程機(jī)輪機(jī)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種船舶主機(jī)用控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航運(yùn)業(yè)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)的集成化、模塊化、智能化和完備性越來(lái)越高，現(xiàn)有的調(diào)速系統(tǒng)包括氣動(dòng)(液壓)主機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，電一氣(液)結(jié)合的主機(jī)遙控系統(tǒng)，以及介于氣動(dòng)主機(jī)調(diào)速系統(tǒng)和電一氣(液)結(jié)合的主機(jī)遙控系統(tǒng)之外的電動(dòng)式主機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。
[0003]氣動(dòng)(液壓)主機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理是:駕駛臺(tái)發(fā)送的遙控信號(hào)是氣壓量，并經(jīng)氣動(dòng)邏輯回路和氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出信號(hào)來(lái)操縱主機(jī)，集中控制室發(fā)送的氣動(dòng)遙控信號(hào)，可以與駕駛臺(tái)共用一套氣動(dòng)邏輯回路，對(duì)主機(jī)進(jìn)行全自動(dòng)遙控，而有些遙控系統(tǒng)，為簡(jiǎn)化集中控制室的遙控回路，取消了駕駛臺(tái)的某些功能，通過扳動(dòng)手柄來(lái)實(shí)現(xiàn)，如重復(fù)啟動(dòng)、程序負(fù)荷等，氣動(dòng)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)功率大、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、直觀，便于掌握管理，但是存在壓力傳遞滯后的現(xiàn)象，因此控制距離受到限制，而且對(duì)氣源要求高，氣動(dòng)元部件容易出現(xiàn)漏、堵以及磨損現(xiàn)象。
[0004]電一氣結(jié)合的主機(jī)遙控系統(tǒng)中，集中控制室均采用半自動(dòng)氣動(dòng)遙控系統(tǒng)，而駕駛臺(tái)采用的是電動(dòng)遙控系統(tǒng)，駕駛臺(tái)發(fā)送的是電的遙控信號(hào)，經(jīng)電動(dòng)邏輯回路處理后，再經(jīng)過電/氣轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成氣壓信號(hào)，并由集中控制室的氣動(dòng)邏輯回路來(lái)操縱主機(jī)。電-氣(液)結(jié)合的主機(jī)遙控系統(tǒng)種類繁多，其共同的特點(diǎn)就是通過電/氣轉(zhuǎn)換器把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為氣壓(液壓)信號(hào)，從而由集中控制室的氣動(dòng)遙控系統(tǒng)來(lái)操作主機(jī)，但是電動(dòng)邏輯和控制回路均由硬件電路或者繼電器組成，執(zhí)行機(jī)構(gòu)為閥體和氣缸(油缸)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，功耗較大。同時(shí)需要安裝氣壓源裝置或者液壓源裝置，體積較大，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種控制系統(tǒng)，適用于船舶控制，其中，包括
[0006]采集單元，設(shè)置于與船舶的預(yù)定位置處，用以測(cè)量船舶的運(yùn)行狀態(tài)，并形成一采集數(shù)據(jù)輸出；
[0007]控制單元，連接所述采集單元，用以根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)形成一控制信號(hào)輸出；
[0008]驅(qū)動(dòng)單元，連接所述控制單元，用以于所述控制信號(hào)的作用下輸出一驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0009]執(zhí)行單元，連接所述驅(qū)動(dòng)單元，用以于所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的作用下，執(zhí)行與之相匹配的動(dòng)作信號(hào)；
[0010]主機(jī)，連接所述執(zhí)行單元，用于執(zhí)行所述動(dòng)作信號(hào)。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述執(zhí)行單元包括
[0012]執(zhí)行電機(jī)，連接所述驅(qū)動(dòng)單元的輸出單元，用以將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出，
[0013]傳動(dòng)單元，連接于所述執(zhí)行電機(jī)與所述主機(jī)之間，用以將所述轉(zhuǎn)矩信號(hào)和所述轉(zhuǎn)速信號(hào)傳輸至所述主機(jī)，所述主機(jī)執(zhí)行與所述轉(zhuǎn)矩信號(hào)和所述轉(zhuǎn)速信號(hào)相匹配的動(dòng)作。
[0014]優(yōu)選地，所述控制單元包括
[0015]轉(zhuǎn)速設(shè)定單元，用于接收遠(yuǎn)程控制端輸入的目標(biāo)轉(zhuǎn)速/目標(biāo)位置信號(hào)；
[0016]比較單元，輸入端分別連接所述轉(zhuǎn)速設(shè)定單元和所述采集單元，用以根據(jù)所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速/目標(biāo)位置信號(hào)和所述采集數(shù)據(jù)，形成一轉(zhuǎn)速控制信號(hào)輸出；
[0017]控制器，輸入端連接所述比較單元的輸出端，用以與所述轉(zhuǎn)速控制信號(hào)的作用下形成所述控制信號(hào)輸出。
[0018]優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)單元還包括手動(dòng)信號(hào)輸入裝置，所述手動(dòng)信號(hào)輸入裝置的輸出端連接所述驅(qū)動(dòng)單元的控制端，手動(dòng)信號(hào)輸入裝置用以直接向驅(qū)動(dòng)單元輸入所述控制信號(hào)。
[0019]優(yōu)選地，所述采集單元包括角度傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器；
[0020]所述轉(zhuǎn)速傳感器的輸入端連接所述執(zhí)行單元，輸出端連接所述比較單元的第一運(yùn)算器的輸入端，所述第一運(yùn)算器的輸出端連接所述控制器的轉(zhuǎn)速控制器；
[0021]所述角度傳感器的輸入端連接所述執(zhí)行單元，輸出端連接所述比較單元的第二運(yùn)算器的輸入端，所述第二運(yùn)算器的輸出端連接所述控制器的位置控制器。
[0022]優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)程控制端設(shè)置有遠(yuǎn)程信號(hào)輸入裝置，通過一通訊模塊連接所述控制單元，所述遠(yuǎn)程信號(hào)輸入裝置用以接收遠(yuǎn)程控制端輸入的控制命令，并形成所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速信號(hào)/目標(biāo)位置信號(hào)通過通訊模塊傳輸至所述轉(zhuǎn)速設(shè)定單元。
[0023]優(yōu)選地，還包括所述驅(qū)動(dòng)單元還包括手動(dòng)信號(hào)輸入裝置，所述手動(dòng)信號(hào)輸入裝置的輸出端連接所述驅(qū)動(dòng)單元的控制端，手動(dòng)信號(hào)輸入裝置用以直接向驅(qū)動(dòng)單元輸入所述控制信號(hào)。
[0024]優(yōu)選地，所述執(zhí)行單元還包括應(yīng)急信號(hào)輸入裝置，連接所述傳動(dòng)單元的控制端，所述應(yīng)急信號(hào)輸入裝置用于接收一應(yīng)急強(qiáng)制控制命令并輸出至所述傳動(dòng)單元。
[0025]優(yōu)選地，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為推拉軟軸。
[0026]優(yōu)選地，還包括
[0027]一檢測(cè)單元，分別連接所述遠(yuǎn)程信號(hào)輸入裝置的輸出端和所述手動(dòng)信號(hào)輸入裝置的輸出端，用以根據(jù)所述遠(yuǎn)程信號(hào)輸入裝置的輸出端和所述手動(dòng)信號(hào)輸入裝置的輸出端形成一檢測(cè)數(shù)據(jù)，
[0028]判斷單元，輸入端連接所述檢測(cè)單元，輸出端連接所述應(yīng)急信號(hào)輸入裝置的輸入端，用以根據(jù)所述檢測(cè)數(shù)據(jù)形成一判斷結(jié)果，所述應(yīng)急信號(hào)輸入裝置于所述判斷結(jié)果的控制下工作。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0030](I)控制單元、驅(qū)動(dòng)單元均由電動(dòng)元件構(gòu)成，并且均集成在一塊電路面板上，信號(hào)回路短，抗干擾能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊，控制性能好，反應(yīng)迅速。同時(shí)采用電機(jī)作用主要執(zhí)行單元，無(wú)需額外安裝執(zhí)行動(dòng)力源，減小體積降低成本。
[0031](2)傳動(dòng)單元由推拉軟軸形成，推拉軟軸可以任意彎曲，采用此種傳動(dòng)單元，可以將執(zhí)行電機(jī)安裝與主機(jī)外的任意區(qū)域，避免了執(zhí)行電機(jī)直接承受主機(jī)的振動(dòng)，提供了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為本發(fā)明的限定。
[0034]如圖1所示，一種控制系統(tǒng)，適用于船舶控制，其特征在于，包括
[0035]采集單元，設(shè)置于與船舶的預(yù)定位置處，用以測(cè)量主機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，并形成一采集數(shù)據(jù)輸出；進(jìn)一步地，所述采集單元包括角速度傳感器和/或轉(zhuǎn)速傳感器。船舶的預(yù)定位置包括主機(jī)和執(zhí)行單元。
[0036]控制單元，連接所述采集單元，用以根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)形成一控制信號(hào)輸出；
[0037]驅(qū)動(dòng)單元，連接所述控制單元，用以于所述控制信號(hào)的作用下輸出一驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0038]執(zhí)行單元，連接所述驅(qū)動(dòng)單元，用以于所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的作用下，執(zhí)行與之相匹配的動(dòng)作；
[0039]主機(jī)，連接所述執(zhí)行單元，用于執(zhí)行所述動(dòng)作信號(hào)。
[0040]本發(fā)明的工作原理為:采集單元獲取主機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行狀態(tài)包括運(yùn)行速度和油門位置，并形成一采集數(shù)據(jù)輸出，采集數(shù)據(jù)可包括油門位置信號(hào)和/或轉(zhuǎn)速信號(hào)，控制單元根據(jù)采集數(shù)據(jù)形成控制信號(hào)，本發(fā)明可采用油門位置信號(hào)、轉(zhuǎn)速信號(hào)兩信號(hào)或其中之一形成運(yùn)算后輸出控制信號(hào)，采集單元可至少包括兩種傳感器，采用至少兩種傳感器使系統(tǒng)具備冗余性和容錯(cuò)性，是一種比較可靠的控制方式，驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)控制信號(hào)形成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，執(zhí)行單元于所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的作用下，執(zhí)行與之相匹配的動(dòng)作。其中所述控制單元、驅(qū)動(dòng)單元均由電動(dòng)元件構(gòu)成，并且均集與一塊電路面板上，結(jié)構(gòu)緊湊，控制性能好，反應(yīng)迅速。同時(shí)采用電機(jī)作用主要執(zhí)行單元，無(wú)需額外安裝執(zhí)行動(dòng)力源，降低成本。
[0041]作為進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，所述執(zhí)行單元包括
[0042]一執(zhí)行電機(jī)，連接所述驅(qū)動(dòng)單元的輸出單元，用以將所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出，
[0043]傳動(dòng)單元，連接于所述執(zhí)行電機(jī)與所述主機(jī)之間，用以將所述轉(zhuǎn)矩信號(hào)和所述轉(zhuǎn)速信號(hào)傳輸至所述主機(jī)，所述主機(jī)執(zhí)行與所述轉(zhuǎn)矩信號(hào)和所述轉(zhuǎn)速信號(hào)相匹配的動(dòng)作。進(jìn)一步地，所述傳動(dòng)單元由推拉軟軸形成，推拉軟軸可以任意彎曲，采用此種傳動(dòng)單元，可以將執(zhí)行電機(jī)安裝與主機(jī)外的任意區(qū)域，避免了執(zhí)行電機(jī)直接承受主機(jī)的振動(dòng)，提供了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0044]作為進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方案，所述控制單元包括
[0045]轉(zhuǎn)速設(shè)定單元，用于接收遠(yuǎn)程控制端輸入的目標(biāo)轉(zhuǎn)速/