一種動力定位操縱面板人機交互系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及了一種動力定位操縱面板人機交互系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著能源和資源問題矛盾的日益突出，人們已經(jīng)將目光轉(zhuǎn)移到了海上油氣資源的 開發(fā)和勘探。海上石油開采時要求設備能夠不受海洋環(huán)境的干擾從而保持在某個固定區(qū) 域。而動力定位船舶就可以不依靠錨泊系統(tǒng)，只依靠自身的推進器推力自動保持位置和艏 向，在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)工作，其已被廣泛應用于海洋油氣作業(yè)等領域。國際海事組織（頂〇)對 DP3級動力定位系統(tǒng)控制單元中自動控制計算機系數(shù)數(shù)量要求是具有三臺，且其中一臺用 作備用。
[0003] DP3級動力定位船舶中含有三套操縱臺，其中每臺操縱臺包含有操縱臺計算機、顯 控界面和操縱面板。其中顯控界面是用來協(xié)助動力定位船舶操縱員（DP0)做出安全和有效 的操作并且優(yōu)化運行決策。顯控界面可以有效顯示出跟船舶相關的信息便于DP0操作。而操 縱面板是含有動力定位系統(tǒng)模式切換按鍵、設定艏向值的艏向輪以及手操桿設定推進器推 力和力矩等于一體的一個面板。該面板通過USB接口和計算機進行實時通信。DP0可以通過 該面板輸入指令改變船舶的主要工作模式等。這些專用功能按鍵依據(jù)它們各自功能被集中 于一個區(qū)域。操縱面板提供了艏向輪和三軸的手操桿。通過操縱艏向輪可以改變動力定位 船舶的艏向，通過改變手操桿可以手動改變推進器的合力和力矩。目前國內(nèi)外文獻中還沒 有對DP3級動力定位船舶操縱面板人機交互系統(tǒng)開發(fā)的相關描述。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種實現(xiàn)DP3級動力定位操縱面板由模式按鍵切換動力定位 船的工作模式、艏向輪設定艏向值、手操桿設定推進器推力和力矩并且在顯控界面上進行 顯示，即實現(xiàn)完整的動力定位操縱面板人機交互系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：
[0006] (1)操縱面板模式切換按鍵處理模塊
[0007] 通過雙擊模式切換按鍵改變動力定位系統(tǒng)的工作模式，并且在顯控界面上顯示出 當前模式;通過將動力定位系統(tǒng)的不同工作模式包括手操模式、定位模式與模式切換按鍵 關聯(lián)起來，為每種工作模式分配一個不同的鍵值，當操縱面板向操縱臺計算機發(fā)送不同的 鍵值報文后，操縱臺計算機可以改變當前工作模式并且在顯控界面顯示出來；當模式切換 按鍵第一次被按下會開啟定時器，若在定時時間內(nèi)該按鍵沒有被再次按下，則判斷是誤觸 發(fā)了該按鍵；
[0008] (2)操縱面板艏向輪處理模塊
[0009] 當動力定位系統(tǒng)在定向模式下通過艏向輪的左右旋轉(zhuǎn)改變當前艏向值;給艏向輪 模塊設置一個艏向記錄變量〇,當左右旋轉(zhuǎn)艏向輪時艏向記錄變量σ會記錄當前艏向輪的 旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)次數(shù);將艏向記錄變量σ通過USB接口發(fā)送給操縱臺后，操縱臺計算機根據(jù) 該艏向記錄變量設定當前艏向，并且在顯控界面顯示艏向；
[0010] (3)操縱面板手操桿處理模塊
[0011]以通過操縱人員手動改變操縱桿的位置設定當前動力定位系統(tǒng)推進器的推力和 力矩；當改變手操桿位置時，將手操桿當前電位器值1^和1?。2發(fā)送給操縱臺，操縱臺在得到 當前電位器值后，根據(jù)設定的最大電位器值Rm和最大推力Fm和最大推力矩Tm轉(zhuǎn)換為設定推 力值F。和設定推力矩值T。，并在顯控界面上顯示出設定的推力和力矩值;允許操縱人員手動 設定動力定位系統(tǒng)推進器的推力和力矩值。
[0012] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0013] 本發(fā)明提出的動力定位操縱面板人機交互系統(tǒng)可以讓操縱人員通過操縱面板設 定指令，提高了動力定位系統(tǒng)的易用性和安全性。
【附圖說明】
[0014] 圖1動力定位操縱臺組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2動力定位操縱面板示意圖；
[0016] 圖3操縱面板人機交互系統(tǒng)實現(xiàn)流程圖； 圖4為本發(fā)明流程圖；
[0017] 圖5艏向輪設定艏向人機交互圖；
[0018]圖6手操桿設定推力人機交互圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖詳細敘述本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0020] 本發(fā)明提供了一種動力定位操縱面板人機交互系統(tǒng)。根據(jù)動力定位系統(tǒng)含有的操 縱面板提出了一種人機交互系統(tǒng)，該人機交互系統(tǒng)由模式切換按鍵模塊，艏向輪模塊，手操 桿模塊組成。模式切換按鍵模塊可以切換動力定位系統(tǒng)的不同工作模式，并且在操縱臺顯 控界面上顯示，還通過防誤觸機制避免了動力定位船舶操縱人員誤觸按鍵；由艏向輪模塊 在動力定位船定向模式下將設定的艏向值發(fā)送給操縱臺計算機，并且在顯控界面上顯示； 手操桿在手操模式下設置完動力定位船推進器給定的推力和力矩后借助操縱臺USB接口通 信發(fā)送給操縱臺計算機，進行設定推力和力矩的顯示。本發(fā)明提出的動力定位操縱面板人 機交互系統(tǒng)可以讓操縱人員通過操縱面板設定指令，提高了動力定位系統(tǒng)的易用性和安全 性。
[0021] 動力定位操縱面板人機交互系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由模式切換按鍵模塊，艏向輪設定 艏向值模塊，手操桿給定推力和力矩模塊組成。將動力定位系統(tǒng)工作模式與模式切換按鍵 進行關聯(lián)，為每種工作模式分配不同的鍵值，動力定位工作模式報文信息利用USB接口與 操縱臺進行數(shù)據(jù)通信，操縱臺計算機顯控界面顯示設定的工作模式。模式切換按鍵防誤觸 機制通過設置定時器可以防止按鍵被誤觸發(fā)。當動力定位系統(tǒng)為定向模式時，操縱臺計算 機對艏向輪的艏向設定值報文進行讀取，當艏向輪進行旋轉(zhuǎn)時，艏向記錄變量σ會記錄艏向 輪的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)次數(shù)，通過USB接口將艏向記錄變量σ發(fā)送給操縱臺計算機后得到設定 艏向值，在顯控界面上顯示設定的艏向值。當動力定位系統(tǒng)為手操模式時，由手操桿改變當 前電位器值，由當前電位器值計算設定的動力定位系統(tǒng)推進器的推力F。和推力矩Τ。，并在顯 控界面上進行顯示。
[0022]操縱面板模式切換按鍵處理模塊
[0023]該模塊是通過雙擊模式切換按鍵改變動力定位系統(tǒng)的工作模式，并且在顯控界面 上顯示出當前模式。通過將動力定位系統(tǒng)的不同工作模式如手操模式、定位模式等與模式 切換按鍵關聯(lián)起來，為每種工作模式分配一個不同的鍵值，當操縱面板向操縱臺計算機發(fā) 送不同的鍵值報文后，操縱臺計算機可以改變當前工作模式并且在顯控界面顯示出來。本 發(fā)明還提出了模式切換按鍵的防誤觸機制，當模式切換按鍵第一次被按下會開啟一個定時 器，若在定時時間內(nèi)該按鍵沒有被再次按下，則判斷是誤觸發(fā)了該按鍵。
[0024]操縱面板艏向輪處理模塊
[0025]艏向輪處理模塊是當動力定位系統(tǒng)在定向模式下可以通過艏向輪的左右旋轉(zhuǎn)改 變當前艏向值。首先給艏向輪模塊設置一個艏向記錄變量〇,當左右旋轉(zhuǎn)艏向輪時艏向記錄 變量σ會記錄當前艏向輪的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)次數(shù)。然后將艏向記錄變量σ通過USB接口發(fā)送 給操縱臺后，操縱臺計算機根據(jù)該艏向記錄變量設定當前艏向，并且在顯控界面顯示艏向。 [0026]操縱面板手操桿處理模塊
[0027] 手操桿處理模塊可以通過操縱人員手動改變操縱桿的位置設定當前動力定位系 統(tǒng)推進器的推力和力矩。當改變手操桿位置時，將手操桿當前電位器值1^和1?。2發(fā)送給操縱 臺，操縱臺在得到當前電位器值后，根據(jù)設定的最大電位器值