[發(fā)明專利]控制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410714929.0
• 申請(qǐng)日: 2014-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN104590525A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊文;龔征華;李剛強(qiáng);章郁泱;周冠澤;沈國(guó)海;李俊舟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七〇八研究所
• 主分類號(hào): B63H21/21
• 分類號(hào): B63H21/21
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 朱俊躍

技術(shù)領(lǐng)域

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)

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—?dú)?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—?dú)?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)。

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(guò)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。

電—?dú)饨Y(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(guò)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(guò)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

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

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；

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；

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)；

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)；

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)。

優(yōu)選地，所述執(zhí)行單元包括

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，

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。

優(yōu)選地，所述控制單元包括

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)；

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；

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。

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)。

優(yōu)選地，所述采集單元包括角度傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器；

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；

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。

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(guò)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(guò)通訊模塊傳輸至所述轉(zhuǎn)速設(shè)定單元。

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)。

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。

優(yōu)選地，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為推拉軟軸。

優(yōu)選地，還包括