專利名稱：一種船用主機(jī)信號模擬臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船用主機(jī)信號模擬裝置，具體說是一種船用主機(jī)信號模擬臺。
背景技術(shù)：
在工業(yè)自動化領(lǐng)域，由單片機(jī)模塊和工控機(jī)共同組成的工業(yè)測試設(shè)備已經(jīng)廣泛使用。在船舶主柴油機(jī)的仿真方面，一些學(xué)校和科研機(jī)構(gòu)也通過采用相關(guān)數(shù)學(xué)模型開發(fā)了相關(guān)的軟件仿真教學(xué)產(chǎn)品。然而這些船舶主柴油機(jī)的仿真系統(tǒng)，或者只是以軟件形式通過計(jì)算機(jī)對柴油機(jī)工作過程的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，再配以三維動畫進(jìn)行顯示和教學(xué)演示； 或者是擁有實(shí)物硬件來仿真柴油機(jī)工作過程，但主要仿真和顯示其內(nèi)部機(jī)械構(gòu)件的運(yùn)動過程、氣缸內(nèi)部燃燒室中發(fā)火時序和燃燒過程等。因此，現(xiàn)有的船用主柴油機(jī)仿真設(shè)備，多是從機(jī)械和熱力學(xué)方面進(jìn)行柴油機(jī)的過程仿真演示。而真正能用于和主機(jī)遙控系統(tǒng)聯(lián)動測試的主柴油機(jī)仿真測試設(shè)備卻未見報(bào)道。在主機(jī)遙控系統(tǒng)出廠前，很難直接與實(shí)際主機(jī)進(jìn)行連接測試，所以往往是直接上船，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時，很難改動主機(jī)遙控系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種船用主機(jī)信號模擬臺， 從通信接口、信號輸入輸出方面，使主機(jī)遙控系統(tǒng)出廠前，能進(jìn)行主機(jī)遙控系統(tǒng)和船用主機(jī)信號模擬臺的聯(lián)動測試，提早發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行整改，而且能耗小、占用空間小，沒有不必要的機(jī)械部分等的仿真模擬。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是—種船用主機(jī)信號模擬臺，其特征在于，包括傳感器信號模擬單元1，產(chǎn)生若干開關(guān)量信號、4 20mA模擬信號來模擬出主機(jī)遙控系統(tǒng)8常用的傳感器信號，并將傳感器信號通過DP總線傳輸給中心數(shù)據(jù)處理單元4 ；工業(yè)數(shù)據(jù)采集模塊組3，包括若干型號為MAC-Il-M的數(shù)字量采集模塊、型號為 MAC-21-M的模擬量采集模塊，與待測試的主機(jī)遙控系統(tǒng)8直接相連；工業(yè)數(shù)據(jù)采集模塊組3 從待測試的主機(jī)遙控系統(tǒng)8接收信號后，通過DP總線傳輸?shù)街行臄?shù)據(jù)處理單元4 ；中心數(shù)據(jù)處理單元4通過DP總線與總線通訊模塊7連接，總線通訊模塊7內(nèi)設(shè)多種總線協(xié)議并負(fù)責(zé)總線數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，用于與基于不同總線通訊協(xié)議的主機(jī)遙控系統(tǒng)8通訊，總線通訊模塊7內(nèi)設(shè)的總線協(xié)議包括CAN總線協(xié)議、MODBUS總線協(xié)議；中心數(shù)據(jù)處理單元4，通過軟件程序仿真船用主機(jī)運(yùn)行狀態(tài)中各種相關(guān)信號的變化、連鎖、報(bào)警，并將處理后的數(shù)據(jù)通過DP總線經(jīng)由工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊組5和總線通訊模塊 7傳輸給待測試的主機(jī)遙控系統(tǒng)8 ；工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊組5包括若干型號為MAC-10-M的數(shù)字量輸出模塊、型號為 MAC-20-M的模擬量輸出模塊，和待測試的主機(jī)遙控系統(tǒng)8間采用硬接線連接，且具體硬接線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)根據(jù)需求對數(shù)據(jù)地址、數(shù)據(jù)閾值、報(bào)警閾值進(jìn)行設(shè)置；中心數(shù)據(jù)處理單元4處理后的數(shù)據(jù)通過顯示單元6顯示，中心數(shù)據(jù)處理單元4通過設(shè)置單元2根據(jù)不同主機(jī)和具體情況進(jìn)行系統(tǒng)的修改和調(diào)試，所述設(shè)置單元2包括鍵盤和鼠標(biāo)，通過鍵盤和鼠標(biāo)修改系統(tǒng)的某些參數(shù)指標(biāo)，所述參數(shù)指標(biāo)包括采樣頻率、端口數(shù)據(jù)類型，亦用于顯示單元6顯示界面的切換。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述顯示單元6包括液晶顯示器61和顯示盤62，所述顯示盤62上設(shè)有若干指示燈、數(shù)碼管和4 20mA的電流表，液晶顯示器直接和中心數(shù)據(jù)處理單元4連接，顯示盤通過DP總線經(jīng)由I/O接口單元9和中心數(shù)據(jù)處理單元4連接，所述I/O接口單元包括型號為MAC-Il-M的數(shù)字量采集模塊、型號為MAC-21-M的模擬量采集模塊、型號為MAC-10-M的數(shù)字量輸出模塊、型號為MAC-20-M的模擬量輸出模塊。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述由傳感器信號模擬單元1產(chǎn)生的各開關(guān)量信號、 4 20mA模擬信號均通過DP總線經(jīng)由I/O接口單元9傳輸至中心數(shù)據(jù)處理單元4。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，傳感器信號模擬單元1產(chǎn)生的開關(guān)量信號通過按鍵開關(guān)產(chǎn)生，當(dāng)按鍵按下時該信號有效，當(dāng)按鍵不按下時該信號無效，開關(guān)量信號用于模擬以下 5路傳感器信號主機(jī)缸套水壓力低停車信號、高溫水出口溫度高停車信號、曲軸箱油污高停車信號、盤車機(jī)嚙合信號、膨脹水箱壓力低信號；傳感器信號模擬單元1產(chǎn)生的4 20mA模擬信號通過改變可變電阻的阻值產(chǎn)生； 模擬信號用于模擬以下14路傳感器信號氣缸1溫度信號、氣缸2溫度信號、氣缸3溫度信號、氣缸4溫度信號、氣缸5溫度信號、氣缸6溫度信號、主機(jī)滑油壓力信號、滑油濾油前后壓力差信號、主機(jī)淡水壓力信號、主機(jī)海水壓力信號、主機(jī)排氣溫度信號、齒輪箱滑油壓力信號、主機(jī)啟動空氣壓力信號、主機(jī)控制空氣壓力信號。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，工業(yè)數(shù)據(jù)采集模塊組3和待測試的主機(jī)遙控系統(tǒng)8間的連接包括以下兩類連接其一是用來連接主機(jī)遙控系統(tǒng)8中的硬接線信號，至少包括主機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號、 主機(jī)啟動控制信號、主機(jī)停車控制信號、主機(jī)緊急停車控制信號、超速停車信號、齒輪箱正車信號、齒輪箱倒車信號、故障降速信號；其中主機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號是4 20mA模擬信號，其余7路都是開關(guān)量信號；其二是在有其他輔助設(shè)備信號需要加入測試系統(tǒng)中所留的備用連接，所述其他輔助設(shè)備信號包括齒輪箱工作正常信號和齒輪箱工作異常信號。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到主機(jī)缸套水壓低停車信號后，通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊5向主機(jī)遙控系統(tǒng)8發(fā)送主機(jī)停車信號，并通過顯示盤上的指示燈顯示主機(jī)停車；中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到高溫水出口溫度高停車信號后，通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊5向主機(jī)遙控系統(tǒng)8發(fā)送主機(jī)停車信號，并通過顯示盤上的指示燈顯示主機(jī)停車；中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到曲軸箱油污高停車信號后，通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊5 向主機(jī)遙控系統(tǒng)8發(fā)送主機(jī)停車信號，并通過顯示盤上的指示燈顯示主機(jī)停車；中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到盤車機(jī)嚙合信號后，通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊5向主機(jī)遙控系統(tǒng)8發(fā)送盤車機(jī)已嚙合狀態(tài)指示信號；
中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到膨脹水箱壓力低信號后，通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊5向主機(jī)遙控系統(tǒng)8發(fā)送膨脹水箱壓力低指示信號，并通過顯示盤上的指示燈顯示膨脹水箱壓力低報(bào)警。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到氣缸1溫度信號、氣缸2溫度信號、氣缸3溫度信號、氣缸4溫度信號、氣缸5溫度信號、氣缸6溫度信號后，將各氣缸溫度信號發(fā)送至液晶顯示器進(jìn)行顯示，中心數(shù)據(jù)處理單元將各個氣缸的溫度和氣缸溫度正常工作范圍進(jìn)行比較，如果出現(xiàn)溫度異常則將該對應(yīng)氣缸的溫度異常報(bào)警信號通過總線通訊模塊7輸出至主機(jī)遙控系統(tǒng)8進(jìn)行報(bào)警顯示；中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到主機(jī)滑油壓力信號、滑油濾油前后壓力差信號、主機(jī)淡水壓力信號、主機(jī)海水壓力信號、主機(jī)排氣溫度信號、齒輪箱滑油壓力信號后，通過液晶顯示器對各個信號進(jìn)行顯示，同時對各個信號的當(dāng)前值進(jìn)行邏輯判斷，如果信號的邏輯值處于異常范圍，則將對應(yīng)的報(bào)警信號通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊5發(fā)送至主機(jī)遙控系統(tǒng)8進(jìn)行報(bào)警顯示；中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到主機(jī)啟動空氣壓力信號、主機(jī)控制空氣壓力信號后， 將兩個壓力信號發(fā)送到液晶顯示器進(jìn)行顯示，并對主機(jī)啟動空氣壓力信號和主機(jī)控制空氣壓力信號進(jìn)行邏輯判斷，如果信號當(dāng)前值不在正常范圍內(nèi)，中心數(shù)據(jù)處理單元則將對應(yīng)信號的報(bào)警信息通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊5發(fā)送至主機(jī)遙控系統(tǒng)8進(jìn)行報(bào)警顯示。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，中心數(shù)據(jù)處理單元4在接收到主機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號后， 對該信號進(jìn)行邏輯分析和計(jì)算，最后得出在當(dāng)前主機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號的輸入下主機(jī)的轉(zhuǎn)速是多少，并通過數(shù)碼管顯示出主機(jī)的轉(zhuǎn)速；中心數(shù)據(jù)處理單元4在接收到主機(jī)啟動信號后，通過I/O接口單元傳送到顯示盤， 通過顯示盤上的指示燈顯示主機(jī)啟動；中心數(shù)據(jù)處理單元4在接收到主機(jī)停車控制信號、主機(jī)緊急停車控制信號、超速停車信號、故障減速信號后，通過I/O接口單元將主機(jī)停車信號傳送到顯示盤，通過顯示盤上的指示燈顯示主機(jī)停車，同時將數(shù)碼管顯示的主機(jī)轉(zhuǎn)速信息改變?yōu)? ；中心數(shù)據(jù)處理單元4在接收到齒輪箱正車信號或齒輪箱倒車信號后，通過I/O接口單元將齒輪箱的工作轉(zhuǎn)臺信息傳送到顯示盤，通過顯示盤上的指示燈顯示齒輪箱正或齒輪箱倒車。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述中心數(shù)據(jù)處理單元4，以工控機(jī)為底層硬件基礎(chǔ)， 通過軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理；中心數(shù)據(jù)處理單元接收處理兩種數(shù)據(jù)，一種是端口數(shù)據(jù)，一種是總線數(shù)據(jù)，端口數(shù)據(jù)是通過硬接線來實(shí)現(xiàn)的，所述端口數(shù)據(jù)來源于I/O接口單元、工業(yè)數(shù)據(jù)采集模塊組、工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊組；總線數(shù)據(jù)是指在中心數(shù)據(jù)處理單元和船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)8之間通過總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，所述總線數(shù)據(jù)來源于總線通訊模塊，總線數(shù)據(jù)是由總線通訊模塊將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成指定的總線協(xié)議進(jìn)行傳輸；中心數(shù)據(jù)處理單元向船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)發(fā)送總線數(shù)據(jù)時，中心數(shù)據(jù)處理單元會先把總線數(shù)據(jù)發(fā)送給總線通訊模塊，總線通訊模塊將接收到的總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成與指定的總線協(xié)議相應(yīng)的總線通訊數(shù)據(jù)，再通過連接總線通訊模塊和船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)的總線發(fā)送給船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)，同樣的，中心數(shù)據(jù)處理單元在接收船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)的總線數(shù)據(jù)時，總線數(shù)據(jù)會先被船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)發(fā)送至總線通訊模塊，總線通訊模塊將總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成中心數(shù)據(jù)處理單元能夠處理的數(shù)據(jù)組并將這些數(shù)據(jù)組發(fā)送給中心數(shù)據(jù)處理單元。本發(fā)明所述的船用主機(jī)信號模擬臺，從通信接口、信號輸入輸出方面，使主機(jī)遙控系統(tǒng)出廠前，能進(jìn)行主機(jī)遙控系統(tǒng)和船用主機(jī)信號模擬臺的聯(lián)動測試，提早發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行整改，而且能耗小、占用空間小，沒有不必要的機(jī)械部分等的仿真模擬。


本發(fā)明有如下附圖圖1船用主機(jī)信號模擬臺的實(shí)施例，圖2船用主機(jī)信號模擬臺的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成框圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明是使用單片機(jī)和工控機(jī)結(jié)合的船用主機(jī)信號模擬臺，能和主機(jī)遙控系統(tǒng)8 進(jìn)行聯(lián)動測試，圖2為本發(fā)明所述的船用主機(jī)信號模擬臺的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成框圖，包括傳感器信號模擬單元1，產(chǎn)生若干開關(guān)量信號、4 20mA模擬信號來模擬出主機(jī)遙控系統(tǒng)8常用的傳感器信號，并將傳感器信號通過DP總線傳輸給中心數(shù)據(jù)處理單元4 ；所述 DP 總線是 PROFIBUS-DP (ProfiBus Decentralized Periphery)總線的簡稱，傳感器信號模擬單元1包括若干按鍵開關(guān)和可變電阻，所述開關(guān)量信號通過按鍵開關(guān)產(chǎn)生，當(dāng)按鍵按下時該信號有效，當(dāng)按鍵不按下時該信號無效，開關(guān)量信號用于模擬以下5路傳感器信號主機(jī)缸套水壓力低停車信號、高溫水出口溫度高停車信號、曲軸箱油污高停車信號、盤車機(jī)嚙合信號、膨脹水箱壓力低信號； 一個按鍵開關(guān)用于產(chǎn)生一個開關(guān)量信號，即二者是一一對應(yīng)的關(guān)系；所述4 20mA模擬信號通過改變可變電阻的阻值產(chǎn)生，即通過改變可變電阻的阻值從而達(dá)到電流值的改變；模擬信號用于模擬以下14路傳感器信號氣缸1溫度信號、氣缸2溫度信號、氣缸3溫度信號、氣缸4溫度信號、氣缸5溫度信號、氣缸6溫度信號、主機(jī)滑油壓力信號、滑油濾油前后壓力差信號、主機(jī)淡水壓力信號、主機(jī)海水壓力信號、主機(jī)排氣溫度信號、齒輪箱滑油壓力信號、主機(jī)啟動空氣壓力信號、主機(jī)控制空氣壓力信號；一個可變電阻用于產(chǎn)生一個4 20mA模擬信號，即二者是一一對應(yīng)的關(guān)系；工業(yè)數(shù)據(jù)采集模塊組3，包括若干型號為MAC-Il-M的數(shù)字量采集模塊、型號為 MAC-21-M的模擬量采集模塊，與待測試的主機(jī)遙控系統(tǒng)8直接相連，和待測試的主機(jī)遙控系統(tǒng)8間的連接具體包括以下兩類連接其一是用來連接主機(jī)遙控系統(tǒng)8中的硬接線信號，通過硬接線給出的信號通常為比較重要的信號，根據(jù)船用標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范的要求(中國船級社等多家船級社的鋼制船舶入級規(guī)范)，主機(jī)遙控系統(tǒng)8中部分信號必須通過硬接線的方式直接提供給主機(jī)，具體的信號會根據(jù)不同的主機(jī)型號有所不同，至少包括主機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號、主機(jī)啟動控制信號、主機(jī)停車控制信號、主機(jī)緊急停車控制信號、超速停車信號、齒輪箱正車信號、齒輪箱倒車信號、故障降速信號；其中主機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號是4 20mA模擬信號，其余7路都是開關(guān)量信號；其二是在有其他輔助設(shè)備信號需要加入測試系統(tǒng)中所留的備用連接，所述其他輔助設(shè)備信號包括齒輪箱工作正常信號和齒輪箱工作異常信號，齒輪箱工作正常信號和齒輪箱工作異常信號與主機(jī)的控制相關(guān)，可能會臨時要求接入進(jìn)行測試，工業(yè)數(shù)據(jù)采集模塊組3從待測試的主機(jī)遙控系統(tǒng)8接收信號后，通過DP總線傳輸?shù)街行臄?shù)據(jù)處理單元4;中心數(shù)據(jù)處理單元4通過DP總線與總線通訊模塊7連接，總線通訊模塊7內(nèi)設(shè)多種總線協(xié)議并負(fù)責(zé)總線數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，用于與基于不同總線通訊協(xié)議的主機(jī)遙控系統(tǒng)8通訊，總線通訊模塊7內(nèi)設(shè)的總線協(xié)議包括CAN總線協(xié)議、MODBUS總線協(xié)議；中心數(shù)據(jù)處理單元4，通過軟件程序仿真船用主機(jī)運(yùn)行狀態(tài)中各種相關(guān)信號的變化、連鎖、報(bào)警，并將處理后的數(shù)據(jù)通過DP總線經(jīng)由工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊組5和總線通訊模塊 7傳輸給待測試的主機(jī)遙控系統(tǒng)8 ；工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊組5包括若干型號為MAC-10-M的數(shù)字量輸出模塊、型號為 MAC-20-M的模擬量輸出模塊，和待測試的主機(jī)遙控系統(tǒng)8間采用硬接線連接，且具體硬接線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)根據(jù)需求對數(shù)據(jù)地址、數(shù)據(jù)閾值、報(bào)警閾值進(jìn)行設(shè)置；中心數(shù)據(jù)處理單元4處理后的數(shù)據(jù)通過顯示單元6顯示，待測主機(jī)遙控系統(tǒng)8與作為測試設(shè)備的船用主機(jī)信號模擬臺進(jìn)行測試中，對于不同的測試信號，中心數(shù)據(jù)處理單元4中程序會通過仿真計(jì)算得出待測主機(jī)遙控系統(tǒng)8應(yīng)有的數(shù)據(jù)反饋，并在顯示單元6中進(jìn)行顯示，操作者對照待測主機(jī)遙控系統(tǒng)8實(shí)際反饋數(shù)據(jù)，即可完成系統(tǒng)的測試；中心數(shù)據(jù)處理單元4通過設(shè)置單元2根據(jù)不同主機(jī)和具體情況進(jìn)行系統(tǒng)的修改和調(diào)試，所述設(shè)置單元2包括鍵盤和鼠標(biāo)，通過鍵盤和鼠標(biāo)修改系統(tǒng)的某些參數(shù)指標(biāo)，所述參數(shù)指標(biāo)包括采樣頻率、端口數(shù)據(jù)類型，亦用于顯示單元6顯示界面的切換。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，如圖1所示，所述顯示單元6包括液晶顯示器61和顯示盤62，所述顯示盤62上設(shè)有若干指示燈、數(shù)碼管和4 20mA的電流表，液晶顯示器直接和中心數(shù)據(jù)處理單元4連接，顯示盤通過DP總線經(jīng)由I/O接口單元9和中心數(shù)據(jù)處理單元 4連接，所述I/O接口單元包括型號為MAC-Il-M的數(shù)字量采集模塊、型號為MAC-21-M的模擬量采集模塊、型號為MAC-10-M的數(shù)字量輸出模塊、型號為MAC-20-M的模擬量輸出模塊。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，如圖1所示，所述由傳感器信號模擬單元1產(chǎn)生的各開關(guān)量信號、4 20mA模擬信號均通過DP總線經(jīng)由I/O接口單元9傳輸至中心數(shù)據(jù)處理單元 4。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到主機(jī)缸套水壓低停車信號后，通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊5向主機(jī)遙控系統(tǒng)8發(fā)送主機(jī)停車信號，并通過顯示盤上的指示燈顯示主機(jī)停車；中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到高溫水出口溫度高停車信號后，通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊5向主機(jī)遙控系統(tǒng)8發(fā)送主機(jī)停車信號，并通過顯示盤上的指示燈顯示主機(jī)停車；中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到曲軸箱油污高停車信號后，通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊5向主機(jī)遙控系統(tǒng)8發(fā)送主機(jī)停車信號，并通過顯示盤上的指示燈顯示主機(jī)停車；中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到盤車機(jī)嚙合信號后，通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊5向主機(jī)遙控系統(tǒng)8發(fā)送盤車機(jī)已嚙合狀態(tài)指示信號；中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到膨脹水箱壓力低信號后，通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊5向主機(jī)遙控系統(tǒng)8發(fā)送膨脹水箱壓力低指示信號，并通過顯示盤上的指示燈顯示膨脹水箱壓力低報(bào)警。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到氣缸1溫度信號、氣缸2溫度信號、氣缸3溫度信號、氣缸4溫度信號、氣缸5溫度信號、氣缸6溫度信號后，將各氣缸溫度信號發(fā)送至液晶顯示器進(jìn)行顯示，中心數(shù)據(jù)處理單元將各個氣缸的溫度和氣缸溫度正常工作范圍進(jìn)行比較，如果出現(xiàn)溫度異常則將該對應(yīng)氣缸的溫度異常報(bào)警信號通過總線通訊模塊7輸出至主機(jī)遙控系統(tǒng)8進(jìn)行報(bào)警顯示；中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到主機(jī)滑油壓力信號、滑油濾油前后壓力差信號、主機(jī)淡水壓力信號、主機(jī)海水壓力信號、主機(jī)排氣溫度信號、齒輪箱滑油壓力信號后，通過液晶顯示器對各個信號進(jìn)行顯示，同時對各個信號的當(dāng)前值進(jìn)行邏輯判斷，如果信號的邏輯值處于異常范圍，則將對應(yīng)的報(bào)警信號通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊5發(fā)送至主機(jī)遙控系統(tǒng)8進(jìn)行報(bào)警顯示；中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到主機(jī)啟動空氣壓力信號、主機(jī)控制空氣壓力信號后， 將兩個壓力信號發(fā)送到液晶顯示器進(jìn)行顯示，并對主機(jī)啟動空氣壓力信號和主機(jī)控制空氣壓力信號進(jìn)行邏輯判斷，如果信號當(dāng)前值不在正常范圍內(nèi)，中心數(shù)據(jù)處理單元則將對應(yīng)信號的報(bào)警信息通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊5發(fā)送至主機(jī)遙控系統(tǒng)8進(jìn)行報(bào)警顯示。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，中心數(shù)據(jù)處理單元4在接收到主機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號后， 對該信號進(jìn)行邏輯分析和計(jì)算，最后得出在當(dāng)前主機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號的輸入下主機(jī)的轉(zhuǎn)速是多少，并通過數(shù)碼管顯示出主機(jī)的轉(zhuǎn)速；中心數(shù)據(jù)處理單元4在接收到主機(jī)啟動信號后，通過I/O接口單元傳送到顯示盤， 通過顯示盤上的指示燈顯示主機(jī)啟動；中心數(shù)據(jù)處理單元4在接收到主機(jī)停車控制信號、主機(jī)緊急停車控制信號、超速停車信號、故障減速信號后，通過I/O接口單元將主機(jī)停車信號傳送到顯示盤，通過顯示盤上的指示燈顯示主機(jī)停車，同時將數(shù)碼管顯示的主機(jī)轉(zhuǎn)速信息改變?yōu)? ；中心數(shù)據(jù)處理單元4在接收到齒輪箱正車信號或齒輪箱倒車信號后，通過I/O接口單元將齒輪箱的工作轉(zhuǎn)臺信息傳送到顯示盤，通過顯示盤上的指示燈顯示齒輪箱正或齒輪箱倒車。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述中心數(shù)據(jù)處理單元4，以工控機(jī)為底層硬件基礎(chǔ)， 通過軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理；中心數(shù)據(jù)處理單元接收處理兩種數(shù)據(jù)，一種是端口數(shù)據(jù)，一種是總線數(shù)據(jù)，端口數(shù)據(jù)是通過硬接線來實(shí)現(xiàn)的，所述端口數(shù)據(jù)來源于I/O接口單元、工業(yè)數(shù)據(jù)采集模塊組、工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊組；總線數(shù)據(jù)是指在中心數(shù)據(jù)處理單元和船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)8之間通過總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，所述總線數(shù)據(jù)來源于總線通訊模塊，總線數(shù)據(jù)是由總線通訊模塊將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成指定的總線協(xié)議進(jìn)行傳輸。所述總線協(xié)議可以是自定義的，也可以是常用的協(xié)議，常用的總線有 CAN總線協(xié)議、Profibus總線協(xié)議等，自定義的協(xié)議可以是根據(jù)自己的使用習(xí)慣或者是數(shù)據(jù)要求自行定義通訊總線協(xié)議。中心數(shù)據(jù)處理單元向船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)發(fā)送總線數(shù)據(jù)時，中心數(shù)據(jù)處理單元會先把總線數(shù)據(jù)發(fā)送給總線通訊模塊，總線通訊模塊將接收到的總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成與指定的總線協(xié)議相應(yīng)的總線通訊數(shù)據(jù)，再通過連接總線通訊模塊和船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)的總線發(fā)送給船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)，同樣的，中心數(shù)據(jù)處理單元在接收船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)的總線數(shù)據(jù)時，總線數(shù)據(jù)會先被船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)發(fā)送至總線通訊模塊，總線通訊模塊將總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成中心數(shù)據(jù)處理單元能夠處理的數(shù)據(jù)組并將這些數(shù)據(jù)組發(fā)送給中心數(shù)據(jù)處理單元。
權(quán)利要求
1.一種船用主機(jī)信號模擬臺，其特征在于，包括傳感器信號模擬單元(1)，產(chǎn)生若干開關(guān)量信號、4 20mA模擬信號來模擬出主機(jī)遙控系統(tǒng)(8)常用的傳感器信號，并將傳感器信號通過DP總線傳輸給中心數(shù)據(jù)處理單元(4)；工業(yè)數(shù)據(jù)采集模塊組(3)，包括若干型號為MAC-Il-M的數(shù)字量采集模塊、型號為 MAC-21-M的模擬量采集模塊，與待測試的主機(jī)遙控系統(tǒng)(8)直接相連；工業(yè)數(shù)據(jù)采集模塊組C3)從待測試的主機(jī)遙控系統(tǒng)(8)接收信號后，通過DP總線傳輸?shù)街行臄?shù)據(jù)處理單元 ⑷；中心數(shù)據(jù)處理單元⑷通過DP總線與總線通訊模塊(7)連接，總線通訊模塊(7)內(nèi)設(shè)多種總線協(xié)議并負(fù)責(zé)總線數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，用于與基于不同總線通訊協(xié)議的主機(jī)遙控系統(tǒng)(8) 通訊，總線通訊模塊(7)內(nèi)設(shè)的總線協(xié)議包括CAN總線協(xié)議、MODBUS總線協(xié)議；中心數(shù)據(jù)處理單元，通過軟件程序仿真船用主機(jī)運(yùn)行狀態(tài)中各種相關(guān)信號的變化、 連鎖、報(bào)警，并將處理后的數(shù)據(jù)通過DP總線經(jīng)由工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊組( 和總線通訊模塊 (7)傳輸給待測試的主機(jī)遙控系統(tǒng)(8)；工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊組(5)包括若干型號為MAC-10-M的數(shù)字量輸出模塊、型號為 MAC-20-M的模擬量輸出模塊，和待測試的主機(jī)遙控系統(tǒng)(8)間采用硬接線連接，且具體硬接線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)根據(jù)需求對數(shù)據(jù)地址、數(shù)據(jù)閾值、報(bào)警閾值進(jìn)行設(shè)置；中心數(shù)據(jù)處理單元(4)處理后的數(shù)據(jù)通過顯示單元(6)顯示，中心數(shù)據(jù)處理單元(4)通過設(shè)置單元( 根據(jù)不同主機(jī)和具體情況進(jìn)行系統(tǒng)的修改和調(diào)試，所述設(shè)置單元( 包括鍵盤和鼠標(biāo)，通過鍵盤和鼠標(biāo)修改系統(tǒng)的某些參數(shù)指標(biāo)，所述參數(shù)指標(biāo)包括采樣頻率、端口數(shù)據(jù)類型，亦用于顯示單元(6)顯示界面的切換。
2.如權(quán)利要求1所述的船用主機(jī)信號模擬臺，其特征在于所述顯示單元(6)包括液晶顯示器(61)和顯示盤(62)，所述顯示盤(6 上設(shè)有若干指示燈、數(shù)碼管和4 20mA的電流表，液晶顯示器直接和中心數(shù)據(jù)處理單元(4)連接，顯示盤通過DP總線經(jīng)由I/O接口單元(9)和中心數(shù)據(jù)處理單元(4)連接，所述I/O接口單元包括型號為MAC-II-M的數(shù)字量采集模塊、型號為MAC-21-M的模擬量采集模塊、型號為MAC-10-M的數(shù)字量輸出模塊、型號為MAC-20-M的模擬量輸出模塊。
3.如權(quán)利要求2所述的船用主機(jī)信號模擬臺，其特征在于所述由傳感器信號模擬單元⑴產(chǎn)生的各開關(guān)量信號、4 20mA模擬信號均通過DP總線經(jīng)由I/O接口單元(9)傳輸至中心數(shù)據(jù)處理單元G)。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的船用主機(jī)信號模擬臺，其特征在于傳感器信號模擬單元(1)產(chǎn)生的開關(guān)量信號通過按鍵開關(guān)產(chǎn)生，當(dāng)按鍵按下時該信號有效，當(dāng)按鍵不按下時該信號無效，開關(guān)量信號用于模擬以下5路傳感器信號主機(jī)缸套水壓力低停車信號、高溫水出口溫度高停車信號、曲軸箱油污高停車信號、盤車機(jī)嚙合信號、膨脹水箱壓力低信號；傳感器信號模擬單元(1)產(chǎn)生的4 20mA模擬信號通過改變可變電阻的阻值產(chǎn)生；模擬信號用于模擬以下14路傳感器信號氣缸1溫度信號、氣缸2溫度信號、氣缸3溫度信號、 氣缸4溫度信號、氣缸5溫度信號、氣缸6溫度信號、主機(jī)滑油壓力信號、滑油濾油前后壓力差信號、主機(jī)淡水壓力信號、主機(jī)海水壓力信號、主機(jī)排氣溫度信號、齒輪箱滑油壓力信號、 主機(jī)啟動空氣壓力信號、主機(jī)控制空氣壓力信號。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的船用主機(jī)信號模擬臺，其特征在于工業(yè)數(shù)據(jù)采集模塊組( 和待測試的主機(jī)遙控系統(tǒng)(8)間的連接包括以下兩類連接其一是用來連接主機(jī)遙控系統(tǒng)(8)中的硬接線信號，至少包括主機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號、主機(jī)啟動控制信號、主機(jī)停車控制信號、主機(jī)緊急停車控制信號、超速停車信號、齒輪箱正車信號、齒輪箱倒車信號、故障降速信號；其中主機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號是4 20mA模擬信號，其余 7路都是開關(guān)量信號；其二是在有其他輔助設(shè)備信號需要加入測試系統(tǒng)中所留的備用連接，所述其他輔助設(shè)備信號包括齒輪箱工作正常信號和齒輪箱工作異常信號。
6.如權(quán)利要求4所述的船用主機(jī)信號模擬臺，其特征在于中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到主機(jī)缸套水壓低停車信號后，通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊(5)向主機(jī)遙控系統(tǒng)(8)發(fā)送主機(jī)停車信號，并通過顯示盤上的指示燈顯示主機(jī)停車；中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到高溫水出口溫度高停車信號后，通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊 (5)向主機(jī)遙控系統(tǒng)(8)發(fā)送主機(jī)停車信號，并通過顯示盤上的指示燈顯示主機(jī)停車；中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到曲軸箱油污高停車信號后，通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊(5)向主機(jī)遙控系統(tǒng)(8)發(fā)送主機(jī)停車信號，并通過顯示盤上的指示燈顯示主機(jī)停車；中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到盤車機(jī)嚙合信號后，通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊(5)向主機(jī)遙控系統(tǒng)(8)發(fā)送盤車機(jī)已嚙合狀態(tài)指示信號；中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到膨脹水箱壓力低信號后，通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊(5)向主機(jī)遙控系統(tǒng)(8)發(fā)送膨脹水箱壓力低指示信號，并通過顯示盤上的指示燈顯示膨脹水箱壓力低報(bào)警。
7.如權(quán)利要求4所述的船用主機(jī)信號模擬臺，其特征在于中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到氣缸1溫度信號、氣缸2溫度信號、氣缸3溫度信號、氣缸4溫度信號、氣缸5溫度信號、 氣缸6溫度信號后，將各氣缸溫度信號發(fā)送至液晶顯示器進(jìn)行顯示，中心數(shù)據(jù)處理單元將各個氣缸的溫度和氣缸溫度正常工作范圍進(jìn)行比較，如果出現(xiàn)溫度異常則將該對應(yīng)氣缸的溫度異常報(bào)警信號通過總線通訊模塊(7)輸出至主機(jī)遙控系統(tǒng) (8)進(jìn)行報(bào)警顯示；中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到主機(jī)滑油壓力信號、滑油濾油前后壓力差信號、主機(jī)淡水壓力信號、主機(jī)海水壓力信號、主機(jī)排氣溫度信號、齒輪箱滑油壓力信號后，通過液晶顯示器對各個信號進(jìn)行顯示，同時對各個信號的當(dāng)前值進(jìn)行邏輯判斷，如果信號的邏輯值處于異常范圍，則將對應(yīng)的報(bào)警信號通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊( 發(fā)送至主機(jī)遙控系統(tǒng)(8)進(jìn)行報(bào)警顯示；中心數(shù)據(jù)處理單元在接收到主機(jī)啟動空氣壓力信號、主機(jī)控制空氣壓力信號后，將兩個壓力信號發(fā)送到液晶顯示器進(jìn)行顯示，并對主機(jī)啟動空氣壓力信號和主機(jī)控制空氣壓力信號進(jìn)行邏輯判斷，如果信號當(dāng)前值不在正常范圍內(nèi)，中心數(shù)據(jù)處理單元則將對應(yīng)信號的報(bào)警信息通過工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊( 發(fā)送至主機(jī)遙控系統(tǒng)(8)進(jìn)行報(bào)警顯示。
8.如權(quán)利要求5所述的船用主機(jī)信號模擬臺，其特征在于中心數(shù)據(jù)處理單元(4)在接收到主機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號后，對該信號進(jìn)行邏輯分析和計(jì)算，最后得出在當(dāng)前主機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號的輸入下主機(jī)的轉(zhuǎn)速是多少，并通過數(shù)碼管顯示出主機(jī)的轉(zhuǎn)速；中心數(shù)據(jù)處理單元(4)在接收到主機(jī)啟動信號后，通過I/O接口單元傳送到顯示盤，通過顯示盤上的指示燈顯示主機(jī)啟動；中心數(shù)據(jù)處理單元(4)在接收到主機(jī)停車控制信號、主機(jī)緊急停車控制信號、超速停車信號、故障減速信號后，通過I/O接口單元將主機(jī)停車信號傳送到顯示盤，通過顯示盤上的指示燈顯示主機(jī)停車，同時將數(shù)碼管顯示的主機(jī)轉(zhuǎn)速信息改變?yōu)? ；中心數(shù)據(jù)處理單元(4)在接收到齒輪箱正車信號或齒輪箱倒車信號后，通過I/O接口單元將齒輪箱的工作轉(zhuǎn)臺信息傳送到顯示盤，通過顯示盤上的指示燈顯示齒輪箱正或齒輪箱倒車。
9.如權(quán)利要求1或2或3所述的船用主機(jī)信號模擬臺，其特征在于所述中心數(shù)據(jù)處理單元(4)，以工控機(jī)為底層硬件基礎(chǔ)，通過軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理； 中心數(shù)據(jù)處理單元接收處理兩種數(shù)據(jù)，一種是端口數(shù)據(jù)，一種是總線數(shù)據(jù)， 端口數(shù)據(jù)是通過硬接線來實(shí)現(xiàn)的，所述端口數(shù)據(jù)來源于I/O接口單元、工業(yè)數(shù)據(jù)采集模塊組、工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊組；總線數(shù)據(jù)是指在中心數(shù)據(jù)處理單元和船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)(8)之間通過總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，所述總線數(shù)據(jù)來源于總線通訊模塊，總線數(shù)據(jù)是由總線通訊模塊將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成指定的總線協(xié)議進(jìn)行傳輸；中心數(shù)據(jù)處理單元向船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)發(fā)送總線數(shù)據(jù)時，中心數(shù)據(jù)處理單元會先把總線數(shù)據(jù)發(fā)送給總線通訊模塊，總線通訊模塊將接收到的總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成與指定的總線協(xié)議相應(yīng)的總線通訊數(shù)據(jù)，再通過連接總線通訊模塊和船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)的總線發(fā)送給船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)，同樣的，中心數(shù)據(jù)處理單元在接收船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)的總線數(shù)據(jù)時，總線數(shù)據(jù)會先被船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)發(fā)送至總線通訊模塊，總線通訊模塊將總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成中心數(shù)據(jù)處理單元能夠處理的數(shù)據(jù)組并將這些數(shù)據(jù)組發(fā)送給中心數(shù)據(jù)處理單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種船用主機(jī)信號模擬臺，包括中心數(shù)據(jù)處理單元；中心數(shù)據(jù)處理單元接收處理兩種數(shù)據(jù)，端口數(shù)據(jù)和總線數(shù)據(jù)，端口數(shù)據(jù)通過硬接線來實(shí)現(xiàn)的，來源于I/O接口單元、工業(yè)數(shù)據(jù)采集模塊組、工業(yè)數(shù)據(jù)輸出模塊組；總線數(shù)據(jù)是指在中心數(shù)據(jù)處理單元和船舶主機(jī)遙控系統(tǒng)之間通過總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，所述總線數(shù)據(jù)來源于總線通訊模塊；中心數(shù)據(jù)處理單元處理后的數(shù)據(jù)通過顯示單元顯示。本發(fā)明所述的船用主機(jī)信號模擬臺，從通信接口、信號輸入輸出方面，使主機(jī)遙控系統(tǒng)出廠前，能進(jìn)行主機(jī)遙控系統(tǒng)和船用主機(jī)信號模擬臺的聯(lián)動測試，提早發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行整改，而且能耗小、占用空間小，沒有不必要的機(jī)械部分等的仿真模擬。
文檔編號G08C19/00GK102346958SQ20101024417
公開日2012年2月8日 申請日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
發(fā)明者劉邦輝 申請人:深圳市遠(yuǎn)舟科技實(shí)業(yè)有限公司