基于can總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及船舶裝備領(lǐng)域，公開了一種基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)，包括：集中智能控制器、CAN現(xiàn)場總線、n臺電機(jī)智能啟動器和n臺電機(jī)；每臺電機(jī)對應(yīng)配置一臺電機(jī)智能啟動器；集中智能控制器通過CAN現(xiàn)場總線與各臺電機(jī)智能啟動器相連接；集中智能控制器，用于向各臺電機(jī)智能啟動器發(fā)送電機(jī)控制指令，接收各臺電機(jī)智能啟動器上傳的電機(jī)運行技術(shù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)；電機(jī)智能啟動器，用于采集電機(jī)運行技術(shù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給集中智能控制器，接收集中智能控制器發(fā)出的電機(jī)控制指令并轉(zhuǎn)化成電氣執(zhí)行信號輸出給電機(jī)；電機(jī)，根據(jù)電機(jī)智能啟動器的控制指令運行。有利于提高設(shè)備運行的自動化、信息化水平，提高系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。
【專利說明】基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及船舶裝備領(lǐng)域，特別涉及船舶甲板電氣裝備電機(jī)及船舶輔助電氣設(shè)備電機(jī)的智能控制與管理技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著自動化控制設(shè)備、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，各行業(yè)設(shè)備自動化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)開始向以信息層、控制層和設(shè)備層為層級的多層網(wǎng)絡(luò)骨干形式發(fā)展。特別是設(shè)備層級網(wǎng)絡(luò)的使用將大量減少系統(tǒng)線纜鋪設(shè)，降低系統(tǒng)費用投入和生產(chǎn)建造周期，提高設(shè)備運行的可靠性和可維護(hù)性，是實現(xiàn)設(shè)備自動化、信息化、智能化運行的物理基礎(chǔ)。
[0003]在我國船舶裝備領(lǐng)域，由于多年來產(chǎn)業(yè)體系布局滯后，船舶裝備技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新步伐緩慢，相關(guān)新技術(shù)研究與應(yīng)用水平低，現(xiàn)已成為制約我國船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的短板與瓶頸，具體表現(xiàn)在船舶裝備老舊、排放嚴(yán)重、能效低、自動化程度低、智能化技術(shù)落后。針對當(dāng)前我國船舶裝備落后的技術(shù)現(xiàn)狀，為突破裝備自動化水平低、傳動效率低、污染嚴(yán)重、維護(hù)費用高等技術(shù)瓶頸，國內(nèi)已開始大力推廣船舶電力推進(jìn)技術(shù)及甲板裝備電氣化技術(shù)，結(jié)合智能網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的應(yīng)用，快速推進(jìn)船舶甲板電氣裝備、輔助電氣設(shè)備及主推進(jìn)系統(tǒng)向整體智能化、自動化方向發(fā)展。
[0004]在技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用方面，自動化智能網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)非常適合于船舶甲板裝備及輔助電氣設(shè)備的“共電網(wǎng)、同網(wǎng)絡(luò)”應(yīng)用，自動化智能網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)以其所特有的控制智能化、信息數(shù)據(jù)化、操作簡易化、維護(hù)簡單化等特點成為未來船舶輔助電氣系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展方向。
[0005]現(xiàn)有船舶各類輔助電氣系統(tǒng)的設(shè)計主要有兩類，一類是以液力傳動技術(shù)作為系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)方案，該方案中船舶輔助系統(tǒng)有共用的液壓泵站，負(fù)責(zé)向各動力設(shè)備液壓馬達(dá)輸送高壓液壓油，系統(tǒng)自動化水平低，無智能化和信息化功能。一類是以電力傳動技術(shù)作為系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)方案，該方案中船舶輔助系統(tǒng)各設(shè)備共接于同一電網(wǎng)，各輔助設(shè)備有獨立的驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動電機(jī)通過電機(jī)啟動器接入輔助電氣系統(tǒng)電網(wǎng)，電機(jī)啟動器就近安裝于輔助設(shè)備旁，實現(xiàn)輔助設(shè)備電機(jī)一對一的就地控制，各輔助設(shè)備之間相互獨立，設(shè)備狀態(tài)和運行信息只能由操作或維護(hù)人員就地通過檢查測量等方式來采集；對于需要在駕控臺進(jìn)行控制的重要輔助設(shè)備，則需要在電機(jī)起動機(jī)與駕控臺之間鋪設(shè)控制線纜，以實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，該方案系統(tǒng)自動化水平低，無智能化和信息化功能。
[0006]可以看出，現(xiàn)有技術(shù)中存在以下缺點:
[0007](I)輔助電氣系統(tǒng)自動化程度低、設(shè)備操作繁瑣、管理工作量大，設(shè)備運行狀態(tài)和信息不能遠(yuǎn)程集中顯示，設(shè)備運行不能實現(xiàn)遠(yuǎn)程智能控制；
[0008](2)輔助設(shè)備遠(yuǎn)程控制需增加布置電纜，費用投入和故障率高；
[0009](3)設(shè)備運行狀態(tài)及技術(shù)參數(shù)等重要數(shù)據(jù)不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理，不能為設(shè)備維護(hù)提供真實可靠的運行數(shù)據(jù)做依據(jù)。
[0010]因此，現(xiàn)在亟需采用自動化智能網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)實現(xiàn)對船舶甲板裝備電機(jī)及船舶輔助電氣設(shè)備電機(jī)的智能控制與管理，推動船舶輔助電氣系統(tǒng)向智能化、信息化方向發(fā)展，打造新一代高效節(jié)能、安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用的現(xiàn)代化船舶裝備。
實用新型內(nèi)容
[0011]本實用新型的目的在于提供一種基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)，采用CAN現(xiàn)場總線作為集中智能控制器與各分布電機(jī)智能啟動器的網(wǎng)絡(luò)骨干，實現(xiàn)對各分布電機(jī)的集中智能網(wǎng)絡(luò)化控制，便于操作人員集中監(jiān)視與控制各分布電機(jī)并建立設(shè)備運行數(shù)據(jù)庫，有利于提高設(shè)備運行的自動化、信息化水平，提高系統(tǒng)運行的安全性和可靠性，同時簡化了系統(tǒng)操作及維護(hù)工作量，并為用戶提供科學(xué)的維護(hù)解決方案。
[0012]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的實施方式公開了一種基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)，包括:集中智能控制器、CAN現(xiàn)場總線、η臺電機(jī)智能啟動器和η臺電機(jī)，其中η為大于等于2的整數(shù)；
[0013]每臺電機(jī)對應(yīng)配置一臺電機(jī)智能啟動器；
[0014]集中智能控制器通過CAN現(xiàn)場總線與各臺電機(jī)智能啟動器相連接；
[0015]集中智能控制器，用于向各臺電機(jī)智能啟動器發(fā)送電機(jī)控制指令，并接收各臺電機(jī)智能啟動器上傳的電機(jī)運行技術(shù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)；
[0016]電機(jī)智能啟動器，用于采集電機(jī)運行技術(shù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給集中智能控制器，同時接收集中智能控制器發(fā)出的電機(jī)控制指令并轉(zhuǎn)化成電氣執(zhí)行信號輸出給電機(jī)；
[0017]電機(jī)，根據(jù)電機(jī)智能啟動器的控制指令運行。
[0018]本實用新型實施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于:
[0019]對船舶甲板電氣裝備及船舶輔助電氣系統(tǒng)的設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)采用CAN現(xiàn)場總線技術(shù)，使底層設(shè)備與控制層進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊，實現(xiàn)船舶各輔助電氣設(shè)備的啟動、停止以及運行數(shù)據(jù)的上傳和采集，采用CAN現(xiàn)場總線作為集中智能控制器與各分布電機(jī)智能啟動器的網(wǎng)絡(luò)骨干，實現(xiàn)對各分布電機(jī)的集中智能網(wǎng)絡(luò)化控制，便于操作人員集中監(jiān)視與控制各分布電機(jī)并建立設(shè)備運行數(shù)據(jù)庫，有利于提高設(shè)備運行的自動化、信息化水平，提高系統(tǒng)運行的安全性和可靠性，同時簡化了系統(tǒng)操作及維護(hù)工作量，并為用戶提供科學(xué)的維護(hù)解決方案。
[0020]進(jìn)一步地，CAN現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)采用雙絞線、多回路的信息傳輸不僅提高了整個輔助電機(jī)智能控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，也節(jié)省了系統(tǒng)設(shè)計成本及維護(hù)費用，具有通訊可靠、響應(yīng)速度快、減少電纜鋪設(shè)、降低船舶建造成本的諸多優(yōu)勢。
[0021]進(jìn)一步地，通過在電機(jī)智能啟動器中增加智能采集通訊板，使電機(jī)智能啟動器具有電機(jī)運行數(shù)據(jù)檢測、采集、發(fā)送及接收控制指令的功能。
[0022]進(jìn)一步地，采用網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)實現(xiàn)對船舶電氣化輔助設(shè)備電機(jī)的智能控制與管理，實現(xiàn)船舶輔助電氣設(shè)備向智能化、信息化的方向發(fā)展，有利于打造高效節(jié)能、安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用的現(xiàn)代化船舶電氣裝備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型第一實施方式中一種基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本實用新型第一實施方式中一種基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是本實用新型第二實施方式中一種基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0026]在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。
[0027]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0028]本實用新型第一實施方式涉及一種基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)。圖1是該基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]具體地說，如圖1所不，該基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)包括:集中智能控制器、CAN現(xiàn)場總線、η臺電機(jī)智能啟動器和η臺電機(jī)，其中η為大于等于2的整數(shù)。
[0030]每臺電機(jī)對應(yīng)配置一臺電機(jī)智能啟動器。
[0031]集中智能控制器通過CAN現(xiàn)場總線與各臺電機(jī)智能啟動器相連接。
[0032]集中智能控制器，用于向各臺電機(jī)智能啟動器發(fā)送電機(jī)控制指令，并接收各臺電機(jī)智能啟動器上傳的電機(jī)運行技術(shù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)。
[0033]電機(jī)智能啟動器，用于采集電機(jī)運行技術(shù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給集中智能控制器，同時接收集中智能控制器發(fā)出的電機(jī)控制指令并轉(zhuǎn)化成電氣執(zhí)行信號輸出給電機(jī)。
[0034]電機(jī)，根據(jù)電機(jī)智能啟動器的控制指令運行。
[0035]對船舶輔助電氣系統(tǒng)的設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)采用CAN現(xiàn)場總線技術(shù)，使底層設(shè)備與控制層進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊，實現(xiàn)船舶各輔助電氣設(shè)備的啟動、停止以及運行數(shù)據(jù)的上傳和采集，采用CAN現(xiàn)場總線作為集中智能控制器與各分布電機(jī)智能啟動器的網(wǎng)絡(luò)骨干，實現(xiàn)對各分布電機(jī)的集中智能網(wǎng)絡(luò)化控制，便于操作人員集中監(jiān)視與控制各分布電機(jī)并建立設(shè)備運行數(shù)據(jù)庫，有利于提高設(shè)備運行的自動化、信息化水平，提高系統(tǒng)運行的安全性和可靠性，同時簡化了系統(tǒng)操作及維護(hù)工作量，并為用戶提供科學(xué)的維護(hù)解決方案。
[0036]以CAN總線為網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，建立多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)，提高船舶電氣裝備自動化和信息化，設(shè)備操作更加簡單和快捷，方便了船員對關(guān)鍵重要輔助電氣設(shè)備的操作以及設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)視。
[0037]更進(jìn)一步地，集中智能控制器中包括:控制模塊、USB/CAN轉(zhuǎn)換模塊、觸摸屏、RS232/RS485接口、I/O模塊、狀態(tài)指示、電源I和電源2。
[0038]控制模塊，用于實現(xiàn)集中智能控制器的數(shù)字運算、邏輯控制以及數(shù)據(jù)通訊功能，向各臺電機(jī)智能啟動器發(fā)送電機(jī)控制指令，并接收各臺電機(jī)智能啟動器上傳的電機(jī)運行技術(shù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)。
[0039]優(yōu)選地，控制模塊可以是工控機(jī)，也可以是PLC控制器，或者其他任何可以實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)字運算、邏輯控制及數(shù)據(jù)通訊功能的控制模塊。
[0040]USB/CAN轉(zhuǎn)換模塊，是控制模塊與CAN現(xiàn)場總線的網(wǎng)關(guān)接口。
[0041 ] 觸摸屏，與控制模塊相連接，用于顯示電機(jī)運行技術(shù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)，并用于輸入電機(jī)控制指令。
[0042]RS232/RS485接口，與控制模塊相連接，是控制模塊與上位機(jī)的網(wǎng)關(guān)接口，控制模塊通過該RS232/RS485接口接收從上位機(jī)輸入的電機(jī)控制指令。
[0043]I/O模塊，與USB/CAN轉(zhuǎn)換模塊相連接，用于實現(xiàn)集中智能控制器的輸入輸出。
[0044]狀態(tài)指示，與I/O模塊相連接，用于實現(xiàn)集中智能控制器顯示量的指示。
[0045]電源I，用于為控制模塊提供穩(wěn)定的直流電源。
[0046]電源2，用于為觸摸屏提供穩(wěn)定的直流電源。
[0047]在本實施方式中，優(yōu)選地，CAN現(xiàn)場總線采用雙絞線、多回路的信息傳輸。
[0048]CAN現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)采用雙絞線、多回路的信息傳輸不僅提高了整個輔助電機(jī)智能控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，也節(jié)省了系統(tǒng)設(shè)計成本及維護(hù)費用，具有通訊可靠、響應(yīng)速度快、減少電纜鋪設(shè)、降低船舶建造成本的諸多優(yōu)勢。通過在電機(jī)智能啟動器中增加智能采集通訊板，使電機(jī)智能啟動器具有電機(jī)運行數(shù)據(jù)檢測、采集、發(fā)送及接收控制指令的功能。具體地說:
[0049]此外，電機(jī)智能啟動器中除了包括必須的斷路器、熔斷器、接觸器、控制變壓器和指示燈等以外，還包括:
[0050]采集通訊板，用于采集電機(jī)運行技術(shù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)并通過CAN現(xiàn)場總線發(fā)送給集中智能控制器，同時通過CAN現(xiàn)場總線接收集中智能控制器發(fā)出的電機(jī)控制指令并轉(zhuǎn)化成電氣執(zhí)行信號輸出給電機(jī)。
[0051]電機(jī)是該基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，根據(jù)電機(jī)智能啟動器的控制指令和電氣輸出運行。
[0052]在本實施方式中，優(yōu)選地，電機(jī)是船舶甲板裝備電機(jī)及船舶輔助電氣設(shè)備電機(jī)。
[0053]具體地，如圖2所示，該基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)由集中智能控制器⑴、電機(jī)智能啟動器⑵、CAN現(xiàn)場總線(13)以及電機(jī)(12)組成。
[0054]集中智能控制器⑴組成包括工控機(jī)⑶、觸摸屏⑷、USB/CAN轉(zhuǎn)換模塊(5)、RS232/RS485接口(6)、I/O模塊(9)、狀態(tài)指示(10)、電源I (7)、電源2(8)。集中智能控制器⑴是整個系統(tǒng)控制的核心單元，通過CAN現(xiàn)場總線(13)向各分布電機(jī)智能啟動器⑵發(fā)送控制指令，接收各分布電機(jī)智能啟動器⑵上傳的電機(jī)運行技術(shù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)，將各電機(jī)運行數(shù)據(jù)及狀態(tài)參數(shù)通過觸摸屏⑷顯示，接收從上位機(jī)或觸摸屏⑷的電機(jī)控制指令。工控機(jī)⑶是控制器進(jìn)行數(shù)字運算、邏輯控制及數(shù)據(jù)通訊的核心部件，觸摸屏⑷負(fù)責(zé)各分布電機(jī)數(shù)據(jù)顯示、控制指令與數(shù)據(jù)的輸入，USB/CAN轉(zhuǎn)換模塊(5)是工控機(jī)與CAN現(xiàn)場總線的網(wǎng)關(guān)接口，RS232/RS485接口(6)是工控機(jī)與上位機(jī)的網(wǎng)關(guān)接口，I/O模塊⑶實現(xiàn)控制器相關(guān)數(shù)字量的輸入輸出，狀態(tài)指示(10)負(fù)責(zé)控制器相關(guān)顯示量的指示，電源I⑴負(fù)責(zé)為工控機(jī)提供穩(wěn)定的直流電源、電源2 (8)負(fù)責(zé)為觸摸屏提供穩(wěn)定的直流電源。
[0055]在圖2中，集中智能控制器中的控制模塊優(yōu)選為工控機(jī)。當(dāng)然，這里的工控機(jī)也可以用PLC控制器等進(jìn)行替代，只要替代后可以實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)字運算、邏輯控制及數(shù)據(jù)通訊的功能即可。
[0056]電機(jī)智能啟動器⑵組成除了必需的斷路器、熔斷器、接觸器、控制變壓器、指示燈等以外，增加了采集通訊板(11)。每個分布電機(jī)配置一臺電機(jī)智能啟動器，電機(jī)智能啟動器⑵中的采集通訊板(11)負(fù)責(zé)采集電機(jī)運行數(shù)據(jù)并通過CAN現(xiàn)場總線發(fā)送給集中智能控制器⑴、同時接收來自集中智能控制器⑴發(fā)出的電機(jī)控制指令并轉(zhuǎn)化成電氣執(zhí)行信號輸出。
[0057]CAN現(xiàn)場總線(13)采用雙絞線將集中智能控制器⑴與各分布電機(jī)智能啟動器⑵相連接，構(gòu)成一個整體網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)系統(tǒng)的全數(shù)字化信息傳輸，不僅可以提高輔助電氣系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，也可以節(jié)省系統(tǒng)設(shè)計成本及維護(hù)費用。具有通訊可靠、響應(yīng)速度快、減少電纜鋪設(shè)、降低船舶建造成本的諸多優(yōu)勢。
[0058]電機(jī)(12)是系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按照電機(jī)智能啟動器⑵的控制運行。
[0059]基于CAN總線的多臺驅(qū)動電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)是為了適應(yīng)現(xiàn)代化船舶輔助電氣系統(tǒng)向智能化、信息化方向發(fā)展而開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)化電機(jī)智能控制系統(tǒng)，目的是解決現(xiàn)有船舶輔助電氣設(shè)備自動化程度低、無法實現(xiàn)遠(yuǎn)程智能控制與監(jiān)測及運行數(shù)據(jù)的集中采集和管理等缺陷，最終實現(xiàn)船舶輔助電氣設(shè)備的智能化控制。該發(fā)明是對船舶甲板電氣裝備及船舶輔助電氣系統(tǒng)的設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)采用CAN現(xiàn)場總線技術(shù)，使底層設(shè)備與控制層進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊，實現(xiàn)船舶各輔助電氣設(shè)備的啟動、停止以及運行數(shù)據(jù)的上傳和采集?？刂茖拥挠布晒た貦C(jī)、觸摸屏、電源模塊及通訊模塊組成集中智能控制器，實現(xiàn)信息顯示及集中監(jiān)控功能。CAN現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)采用雙絞線、多回路的信息傳輸不僅可以提高整個電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，也可以減少系統(tǒng)建設(shè)成本及維護(hù)費用。
[0060]本實用新型第二實施方式涉及一種基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)。圖3是該基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0061]第二實施方式是該基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)應(yīng)用于對船舶甲板裝備電機(jī)及船舶輔助電氣設(shè)備電機(jī)上的【具體實施方式】。
[0062]響應(yīng)國家大力扶植與鼓勵海洋漁業(yè)船舶裝備向高效節(jié)能、自動化、信息化的發(fā)展戰(zhàn)略要求，以南海61米電力推進(jìn)燈光圍網(wǎng)漁船為設(shè)計目標(biāo)，采用該基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)，開發(fā)了漁船輔助電氣設(shè)備的分布電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)，對漁船關(guān)鍵輔助電氣設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控，具體如圖3所示。
[0063]該型漁船輔助設(shè)備電機(jī)共40臺，系統(tǒng)僅對涉及漁船操縱安全、輔助動力、制冷等關(guān)鍵重要的10臺設(shè)備電機(jī)進(jìn)行了集中智能監(jiān)控設(shè)計。在本實施方式中，集中智能控制器通過一根CANopen通信電纜與各分布電機(jī)智能啟動器進(jìn)行通訊連接，實現(xiàn)在駕控室就能夠?qū)Ω鞣植茧姍C(jī)運行數(shù)據(jù)及狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并對各分布設(shè)備電機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作控制，提高漁船裝備自動化和信息化水平，使設(shè)備操作簡單化，方便了船員對關(guān)鍵重要輔助電氣設(shè)備的操作以及設(shè)備運行狀態(tài)的掌握。
[0064]基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)由集中智能控制器⑴、電機(jī)智能啟動器⑵、CAN現(xiàn)場總線(13)以及電機(jī)(12)組成。
[0065]集中智能控制器⑴的組成包括研華工控機(jī)⑶、觸摸屏⑷、USB/CAN轉(zhuǎn)換模塊(5)、RS232/RS485接口(6)、I/O模塊⑶、狀態(tài)指示(10)、電源I (7)、電源2 (8)。集中智能控制器⑴是整個系統(tǒng)控制的核心單元，向各分布電機(jī)智能啟動器⑵發(fā)送控制指令，接收各分布電機(jī)智能啟動器⑵上傳的電機(jī)運行技術(shù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)，將各電機(jī)運行數(shù)據(jù)及狀態(tài)參數(shù)通過觸摸屏顯示，接收從上位機(jī)或觸摸屏的電機(jī)控制指令。工控機(jī)⑶是控制器數(shù)字運算、邏輯控制及數(shù)據(jù)通訊的核心部件，觸摸屏⑷負(fù)責(zé)各分布電機(jī)數(shù)據(jù)顯示及控制指令及數(shù)據(jù)輸入，USB/CAN轉(zhuǎn)換模塊(5)是工控機(jī)與CAN總線的網(wǎng)關(guān)接口，RS232/RS485接口(6)是工控機(jī)與上位機(jī)的網(wǎng)關(guān)接口，I/O模塊⑶實現(xiàn)控制器部分?jǐn)?shù)字量的輸入輸出，狀態(tài)指示(1Φ負(fù)責(zé)控制器相關(guān)顯示量的指示。
[0066]電機(jī)智能啟動器⑵內(nèi)部配置了電機(jī)運行數(shù)據(jù)采集通訊板，負(fù)責(zé)采集電機(jī)運行數(shù)據(jù)并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給集中智能控制器⑴、同時通過CAN現(xiàn)場總線(13)接收來自集中智能控制器⑴發(fā)出的電機(jī)控制指令并轉(zhuǎn)化成電氣執(zhí)行信號。每個分布電機(jī)對應(yīng)配置一臺電機(jī)智能啟動器。
[0067]CAN現(xiàn)場總線(13)采用雙絞線將集中智能控制器⑴與各分布的電機(jī)智能啟動器⑵相連接，構(gòu)成一個整體的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)全數(shù)字化信息傳輸，提高了漁船輔助電氣系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，并節(jié)省了系統(tǒng)設(shè)計成本及維護(hù)費用。具有通訊可靠、響應(yīng)速度快、減少電纜鋪設(shè)、降低船舶建造成本的諸多優(yōu)勢。
[0068]各種輔助電機(jī)(12)是系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按照電機(jī)智能啟動器⑵的控制運行。
[0069]從當(dāng)前用戶需求出發(fā)，針對原有船舶電氣輔助系統(tǒng)各分布電機(jī)獨立就地控制存在的缺點與不足，通過在電機(jī)啟動器增加智能采集通訊板，使電機(jī)啟動器具有電機(jī)運行數(shù)據(jù)檢測、采集、發(fā)送及接收控制指令的功能；在輔助電氣系統(tǒng)中增加以工控機(jī)為核心的集中智能控制器作為系統(tǒng)主控單元；采用CAN現(xiàn)場總線作為集中智能控制器與各分布電機(jī)啟動器的網(wǎng)絡(luò)骨干，實現(xiàn)分布電機(jī)的集中智能網(wǎng)絡(luò)化控制，便于操作人員集中監(jiān)視與控制各分布電機(jī)并建立設(shè)備運行數(shù)據(jù)庫。以上技術(shù)有利于提高設(shè)備運行的自動化、信息化水平，提高系統(tǒng)運行的安全性和可靠性，同時簡化了系統(tǒng)操作及維護(hù)工作量，并為用戶提供科學(xué)的維護(hù)解決方案。
[0070]采用網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)實現(xiàn)對船舶甲板裝備電機(jī)及船舶輔助電氣設(shè)備電機(jī)的智能控制與管理，提高漁船裝備自動化和信息化，設(shè)備操作更加簡單和快捷，方便了船員對關(guān)鍵重要輔助電氣設(shè)備的操作以及設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)視，實現(xiàn)船舶輔助電氣設(shè)備向智能化、信息化的方向發(fā)展，有利于打造高效節(jié)能、安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用的現(xiàn)代化漁船裝備。
[0071]需要說明的是，在本專利的權(quán)利要求和說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0072]雖然通過參照本實用新型的某些優(yōu)選實施方式，已經(jīng)對本實用新型進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本實用新型的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng),其特征在于，包括:集中智能控制器、CAN現(xiàn)場總線、η臺電機(jī)智能啟動器和η臺電機(jī)，其中η為大于等于2的整數(shù)； 每臺電機(jī)對應(yīng)配置一臺電機(jī)智能啟動器； 集中智能控制器通過CAN現(xiàn)場總線與各臺電機(jī)智能啟動器相連接； 集中智能控制器，用于向各臺電機(jī)智能啟動器發(fā)送電機(jī)控制指令，并接收各臺電機(jī)智能啟動器上傳的電機(jī)運行技術(shù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)； 電機(jī)智能啟動器，用于采集電機(jī)運行技術(shù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給集中智能控制器，同時接收集中智能控制器發(fā)出的電機(jī)控制指令并轉(zhuǎn)化成電氣執(zhí)行信號輸出給電機(jī)； 電機(jī)，根據(jù)電機(jī)智能啟動器的控制指令運行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述集中智能控制器中包括:控制模塊和USB/CAN轉(zhuǎn)換模塊； 控制模塊，用于實現(xiàn)集中智能控制器的數(shù)字運算、邏輯控制以及數(shù)據(jù)通訊功能，向各臺電機(jī)智能啟動器發(fā)送電機(jī)控制指令，并接收各臺電機(jī)智能啟動器上傳的電機(jī)運行技術(shù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)； USB/CAN轉(zhuǎn)換模塊，是控制模塊與CAN現(xiàn)場總線的網(wǎng)關(guān)接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊是工控機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊是PLC控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述集中智能控制器中還包括:觸摸屏、RS232/RS485接口、電源I和電源2 ; 觸摸屏，與所述控制模塊相連接，用于顯示電機(jī)運行技術(shù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)，并用于輸入電機(jī)控制指令； RS232/RS485接口，與所述控制模塊相連接，是控制模塊與上位機(jī)的網(wǎng)關(guān)接口，控制模塊通過該RS232/RS485接口接收從上位機(jī)輸入的電機(jī)控制指令； 電源1，用于為所述控制模塊提供穩(wěn)定的直流電源； 電源2，用于為所述觸摸屏提供穩(wěn)定的直流電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述集中智能控制器中還包括:ι/ο|旲塊和狀態(tài)指不； I/o模塊，與USB/CAN轉(zhuǎn)換模塊相連接，用于實現(xiàn)集中智能控制器的輸入輸出； 狀態(tài)指示，與I/O模塊相連接，用于實現(xiàn)集中智能控制器顯示量的指示。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述CAN現(xiàn)場總線采用雙絞線、多回路的信息傳輸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)智能啟動器中包括: 采集通訊板，用于采集電機(jī)運行技術(shù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)并通過CAN現(xiàn)場總線發(fā)送給集中智能控制器，同時通過CAN現(xiàn)場總線接收集中智能控制器發(fā)出的電機(jī)控制指令并轉(zhuǎn)化成電氣執(zhí)行信號輸出給電機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)智能啟動器中還包括:斷路器、熔斷器、接觸器、控制變壓器和指示燈。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線的多臺電機(jī)集中智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)是船舶甲板電氣裝備電機(jī)及船舶輔助電氣設(shè)備電機(jī)。
【文檔編號】G05B19/418GK204129506SQ201420460752
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】徐龍?zhí)? 程衛(wèi)東, 吳登云 申請人:北車船舶與海洋工程發(fā)展有限公司