[實用新型]基于矩陣控制編程的仿真同步表

有效

• 申請號: 201520995745.6
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN205375889U
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 任長合;張紹麒;謝小平;沈軍;高龍崗;曹在陽
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍鎮江船艇學院
• 主分類號: G09B9/06
• 分類號: G09B9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及培訓演示教具/船舶操作操作運行仿真技術領域，特別是一種基于矩陣控制編程的仿真同步表。

背景技術

同步表作為船舶電站手動并車操作的關鍵部件，主要用于觀測待并發電機的輸出電壓與電網電壓的頻率差和相位差，其仿真的準確性將直接影響到船舶輪機模擬器的訓練效果。然而在目前情況下，基于單片機電路設計的船舶輪機模擬器電站仿真同步表有兩種型式：(1)采用S7-200PLC輸入輸出模塊直接驅動控制LED燈；(2)采用基于單片機作為核心的譯碼電路驅動控制LED燈。由于型式(1)占用輸入輸出點多，使其經濟性大大降低，在信號傳輸的可靠性及實時性等方面存在較大缺陷；型式(2)電路復雜，集成度不高，體積大，且程序設計不夠成熟。而通過微控制器MCU控制的同步表組成結構復雜，成本高，不適合與目前應用較普遍的基于PLC數據采集模塊的輪機模擬器進行直接通訊。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對以上缺點，采用電子集成線路將仿真同步表模塊化，能夠與采用西門子S7-200系列PLC作為數據采集模塊的船舶輪機模擬器電站直接通訊，減少占用的輸入輸出點資源，靈敏度高、可靠性和實時性好，能夠有效解決現有仿真同步表在并車過程中存在延時，導致經常并車失敗的問題。

基于該目的，本實用新型采用的技術方案如下：一種基于矩陣控制編程的仿真同步表，包括依次連接的PLC控制模塊、單片機控制主電路和同步表表頭；所述PLC控制模塊包括相互連接的電源模塊、CPU、通訊模塊和輸入輸出模塊；所述單片機控制主電路包括單片機和電壓控制模塊，所述單片機和電壓控制模塊連接；所述電源模塊連接電壓控制模塊，所述輸入輸出模塊連接單片機。可編程序控制器PLC連接單片機控制主電路，再通過矩陣式接線印刷電路連接表頭LED燈構成硬件系統，單片機控制主電路電源由PLC提供的24V電源經降壓緩沖后提供。PLC內置控制程序采用矩陣控制方式編程，將電站模型提供的數據經過計算處理后驅動表頭LED燈的亮滅，模擬實船并車顯示效果。

進一步地，所述仿真同步表表頭與實船LED燈式同步表外觀一致，由表盤、殼體和37個LED燈組成；所述LED燈包括36個紅色相差指示燈和1個綠色合閘指示燈，所述36個紅色相差指示燈均勻分布在表盤正面，用于顯示PLC控制模塊計算的頻率差和相位差信號。

進一步地，所述綠色合閘指示燈設于所述表盤的正中12點處。

進一步地，所述輸入輸出模塊包括數字量輸入輸出模塊和模擬量輸入輸出模塊。

進一步地，所述PLC模塊采用西門子S7-200PLC。

進一步地，所述單片機采用AT89C51單片機。

進一步地，所述單片機控制電路與所述仿真同步表表頭LED燈之間通過矩陣式接線法連接。

相比較現有技術，本實用新型具有的有益效果：

(1)節省了PLC輸出點資源，降低了仿真主配電板成本，使模擬器有更加廣闊的市場前景；

(2)由于控制電路得到了簡化，且單片機芯片和LED的反應時間均為ns級，仿真同步表的指示延時得到了很大改善，使電站模擬訓練更加逼真；

(3)采用模塊化設計，提高了仿真同步表的維護性，同時仿真主配電板的穩定性也得到了增強。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例以及附圖對本實用新型作進一步描述。

一種基于矩陣控制編程的仿真同步表，包括依次連接的PLC控制模塊、單片機控制主電路和同步表表頭；所述PLC控制模塊包括相互連接的電源模塊、CPU、通訊模塊和輸入輸出模塊；所述單片機控制主電路包括單片機和電壓控制模塊，所述單片機和電壓控制模塊連接；所述電源模塊連接電壓控制模塊，所述輸入輸出模塊連接單片機；所述單片機控制主電路通過矩陣式接線印刷電路連接仿真同步表表頭；所述仿真同步表表頭與實船LED燈式同步表外觀一致，由表盤、殼體和37個LED燈組成；所述LED燈包括36個紅色相差指示燈和1個綠色合閘指示燈，所述36個紅色相差指示燈均勻分布在表盤正面，用于顯示PLC控制模塊計算的頻率差和相位差信號；所述綠色合閘指示燈設于所述表盤的正中12點處；所述輸入輸出模塊包括數字量輸入輸出模塊和模擬量輸入輸出模塊。

所述PLC模塊采用西門子S7-200PLC，所述單片機采用AT89C51單片機。

各模塊的詳細功能如下：

同步表表頭