[發明專利]一種船舶主機遙控系統測試臺

有效

• 申請號: 201010208877.1
• 申請日: 2010-06-25
• 公開（公告）號: CN102298384A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 梁力平
• 申請（專利權）人: 深圳市遠舟科技實業有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 魏殿紳;龐炳良

1.一種船舶主機遙控系統測試臺，其特征在于，包括：

控制驅動板，所述控制驅動板分別連接直流電機M1、直流電機M2和齒輪箱，直流電機M2用于模擬艉軸電機，直流電機M1用于模擬船用主機；

控制驅動板的輸入端接收一路4～20mA模擬信號作為直流電機M1的轉速控制信號、接收5路數字信號作為直流電機M1的工作狀態控制信號，所述5路數字信號為主機啟動信號、主機停車信號、緊急停車信號、超速停車信號、故障降速信號，

齒輪箱接收兩路用于控制直流電機M2的數字信號，所述兩路數字信號為齒輪箱正車信號、齒輪箱倒車信號，齒輪箱對外提供用于連接船舶主機遙控系統的齒輪箱正車反饋接口和齒輪箱倒車反饋接口；

直流電機M1上設有主機測速齒輪，

直流電機M2上設有艉軸測速齒輪，

三個霍爾測速元件與轉速顯示電路連接并顯示其測速結果，其中一個霍爾測速元件對主機測速齒輪進行測速從而得出直流電機M1的轉速以模擬船用主機的轉速，另外兩個霍爾測速元件對艉軸測速齒輪進行測速從而得出直流電機M2的轉速以模擬艉軸電機的轉速和直流電機M2的運行狀態，所述運行狀態是指正轉狀態和反轉狀態。

2.如權利要求1所述的船舶主機遙控系統測試臺，其特征在于：當有改變直流電機M2轉向的信號時，齒輪箱將該信號轉發給控制驅動板，如果控制驅動板判斷出該信號要改變直流電機M2轉向，則控制驅動板先對直流電機M2進行減速，當直流電機M2減速至怠速狀態時控制驅動板再對直流電機M2進行以下的反向驅動從而改變直流電機M2的轉向：

當齒輪箱接收到齒輪箱正車信號時，通過連接控制驅動板的導線給直流電機M2發送相應的信號，使直流電機M2處于正轉狀態，

當齒輪箱接收到齒輪箱倒車信號時，通過連接控制驅動板的導線給直流電機M2發送相應的信號，使直流電機M2處于反轉狀態。

3.如權利要求1或2所述的船舶主機遙控系統測試臺，其特征在于，所述控制驅動板包括：

中央控制單元U1，是型號為STC12C5A的單片機，

JP1為控制信號輸入端口，該端口有一路模擬信號輸入和七路數字信號輸入，所述一路模擬信號為4～20mA電流信號，該模擬信號輸入作為直流電機M1轉速控制信號，所述七路數字信號輸入包括：主機啟動信號、主機停車信號、緊急停車信號、超速停車信號、故障減速信號、齒輪箱正車信號、齒輪箱倒車信號；

主機啟動信號輸入中央控制單元U1的P00管腳，且中央控制單元U1在沒有收到主機停車信號、緊急停車信號、超速停車信號和故障降速信號時，主機轉速控制信號通過P10/T管腳輸入到中央控制單元U1，中央控制單元U1通過對P10/T管腳輸入的主機轉速控制信號進行邏輯分析，并根據邏輯分析的結果從中央控制單元U1的P20、P22和P23管腳分別向帶三線加/減式串行接口的數字電位器U2的CS管腳、管腳和INC管腳發送片選信號、滑動方向控制信號和滑動端控制信號；

帶三線加/減式串行接口的數字電位器U2在收到上述的三個信號之后，從UW管腳輸出對應的主機驅動電壓，該主機驅動電壓通過由運算放大器U4A及其由電阻R41和電阻R42構成的外圍電路組成的電壓放大電路進行電壓放大后，該電壓再經過穩壓管U5及其由二極管D51、D52、D53、D54、D55、電容C51、C52、C53和電阻R51構成的外圍電路組成的穩壓電路后變為驅動電流信號，該驅動電流信號經過閉合狀態的繼電器J1加到直流電機M1上，從而驅動直流電機M1按照所需要的速度進行運轉，繼電器J1和直流電機M1間設有一插座JP3，該插座JP3還用于連接直流電機M2；

由于直流電機M1和直流電機M2的轉速存在著如下的比例關系：直流電機M1轉速∶直流電機M2轉速＝3∶1，所以中央控制單元U1通過對直流電機M1的轉速信號進行分析判斷就可以計算出直流電機M2控制轉速，中央控制單元U1通過P23、P22和P21管腳分別向帶三線加/減式串行數字電位器U3的INC管腳、管腳和CS管腳分別發送滑動端控制、滑動方向信號控制信號線和片選信號；

帶三線加/減式串行數字電位器U3在收到上述的三個信號之后，從UW管腳輸出對應的直流電機M2驅動電壓信號，該直流電機M2驅動電壓信號經過運算放大器U4B及其由電阻R43和R44構成的外圍電路組成的電壓放大電路進行電壓放大后，該電壓再經過由穩壓管U6及其由二極管D61、D62、D63、D64、D65、電容C61、C62、C63和電阻R61構成的外圍電路組成的穩壓電路后變為驅動電流信號，該驅動電流信號通過繼電器J2和J3組成的轉向選擇通道實現直流電機M2的正轉控制和反轉控制，繼電器J2和J3的通道選擇由齒輪箱正車信號輸入和齒輪箱倒車信號輸入所決定，當齒輪箱正車信號輸入有效時選擇繼電器J2通道實現直流電機M2正轉，當齒輪箱倒車信號有效時選擇繼電器J3通道實現直流電機M2反轉；

發光二極管LD121～LD124和LD72～LD74及每個指示燈對應的型號為74HC132的施密特觸發器或者型號為74S86的STTL型四2輸入異或門組成的電路是數字輸入信號狀態顯示，當某一路數字輸入信號存在時，則其相應的發光二極管亮起；

施密特觸發與非門U10B、發光二極管LD101和電阻R101組成了齒輪箱正車指示電路，施密特觸發與非門U10A、發光二極管LD102和電阻R102組成了齒輪箱倒車指示電路；

當齒輪箱正車信號輸入中央控制單元U1時，中央控制單元P25管腳和P26管腳分別輸出高電平和低電平，P25管腳輸出的高電平經過施密特觸發與非門U10B后變成低電平輸出，則發光二極管LD101發光指示此時齒輪箱為正車狀態，P26管腳輸出的低電平經過施密特觸發與非門U10A輸出高電平，則發光二極管LD102不發光；

當齒輪箱倒車信號輸入中央控制單元U1時，中央控制單元P25管腳和P26管腳分別輸出低電平和高電平，P25管腳輸出的低電平經過施密特觸發與非門U10B后變成高電平輸出，則發光二極管LD101不發光，P26管腳輸出的高電平經過施密特觸發與非門U10A輸出低電平，則發光二極管LD102發光指示此時齒輪箱為倒車狀態；

繼電器J4、繼電器J5、二極管D4、二極管D5、電阻R84、電阻R85和插座JP4組成齒輪箱反饋電路，插座JP4用于連接船舶主機遙控系統，是齒輪箱正車反饋接口和齒輪箱倒車反饋接口；當直流電機M2正轉時，繼電器J4吸合導通，繼電器J5不吸合導通，使得插座JP4的1、2管腳短路導通，插座JP4的3、4管腳通過電阻R85連接；當直流電機M2反轉時，繼電器J4不吸合導通，繼電器J5吸合導通，使得插座的1、2管腳通過電阻R84連接，插座3、4管腳短路導通；

可控光電耦合器0C1和485收發芯片U9及其由電阻R91、R92、R93、R94、R95、R97、R98、R99、R910、R911、電容C91、施密特觸發器U10D和二極管D91、VD91、VD92構成的外圍電路組成485通信模塊，該485通信模塊與中央控制單元U1的RXD、TXD管腳連接；

穩壓芯片U11、二極管D111、D112、發光二極管LD111、電容C111、C112、C113、電阻R111和電感L111組成的是一個開關電源模塊，該模塊將船用24V直流電變成穩定的5V直流電供驅動電路使用；其中，VCC對應5V直流電，VDD對應24V直流電；

由電容C11、電容C12、晶體振蕩器XT11和電阻R1組成的RC振蕩電路，該RC振蕩電路與中央控制單元U0的X1、X2管腳連接提供中央控制單元U0工作所需的時鐘頻率；

電源VCC與地之間設置了6個濾波電容C301、C303～C307，電源VDD與地之間設置了1個濾波電容C302，使得整個控制器不會受電源的尖峰或電壓突變影響，增強控制器整體的供電安全。