[發(fā)明專利]一種海洋機(jī)器人用冷卻水控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610992761.9
• 申請(qǐng)日: 2016-11-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108071477B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭建華;于延凱;劉大勇;張發(fā)年;呂振
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): F01P7/14
• 分類號(hào): F01P7/14;G05D23/19
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

本發(fā)明涉及一種海洋機(jī)器人用冷卻水控制系統(tǒng)，系統(tǒng)包括：冷卻控制器和冷卻管路系統(tǒng)。上層控制計(jì)算機(jī)通過(guò)CAN總線連接冷卻控制器，對(duì)冷卻控制器發(fā)出控制命令，接收冷卻控制器反饋的實(shí)時(shí)信號(hào)，冷卻控制器通過(guò)I/O接口連接各個(gè)支路增壓冷卻泵，與冷卻管路系統(tǒng)實(shí)時(shí)通信，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。方法為：上層控制計(jì)算機(jī)通過(guò)CAN總線向冷卻控制器下達(dá)指令，開(kāi)啟冷卻系統(tǒng)各個(gè)支路冷卻增壓泵，使得冷卻增壓泵工作，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)支路的流量狀態(tài)、溫度狀態(tài)，并故障時(shí)預(yù)警。本發(fā)明系統(tǒng)工作在海洋機(jī)器人使用封閉的環(huán)境中，與陸上冷卻循環(huán)系統(tǒng)相比，其系統(tǒng)集成化及自適應(yīng)性等設(shè)計(jì)更加合理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海洋機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種海洋機(jī)器人用冷卻水控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

海洋機(jī)器人通常采用熱機(jī)發(fā)電機(jī)組、大規(guī)模電池組作為動(dòng)力能源，推進(jìn)裝置采用電推系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)組熱機(jī)表面熱輻射，發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)及其控制器，推進(jìn)裝置的永磁同步電動(dòng)機(jī)及其控制器等大型電力設(shè)備的發(fā)熱都會(huì)影響到整個(gè)海洋機(jī)器人系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，因此海洋機(jī)器人的冷卻水控制系統(tǒng)就顯得尤為重要。

相比于上述陸用冷卻水控制系統(tǒng)，用于海洋機(jī)器人冷卻水控制系統(tǒng)存在特殊要求：(1)自動(dòng)控制問(wèn)題。對(duì)于海洋機(jī)器人來(lái)說(shuō)，在無(wú)人駕駛時(shí)需要自動(dòng)控制冷卻水流量；(2)控制系統(tǒng)集成。對(duì)于海洋機(jī)器人來(lái)說(shuō)，需要控制系統(tǒng)小型化集成。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種新型海洋機(jī)器人用冷卻水控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)通過(guò)自身的控制單元完成海洋機(jī)器人在航行時(shí)動(dòng)力各個(gè)主要設(shè)備的冷卻流量控制。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種海洋機(jī)器人用冷卻水控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

冷卻控制器，通過(guò)CAN總線連接上層控制計(jì)算機(jī)接收控制指令，通過(guò)A/D接口接收冷卻管路系統(tǒng)反饋的溫度信號(hào)和流量信號(hào)，通過(guò)I/O接口輸出控制電壓信號(hào)給冷卻管路系統(tǒng)的冷卻增壓泵、并接收反饋電壓信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻管路系統(tǒng)的冷卻控制；

冷卻管路系統(tǒng)，通過(guò)各個(gè)支路的溫度傳感器和流量傳感器輸出溫度信號(hào)和流量信號(hào)給冷卻控制器的A/D接口，通過(guò)內(nèi)部冷卻增壓泵接收冷卻控制器的I/O接口輸出控制電壓信號(hào)、并輸出反饋電壓信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻管路系統(tǒng)各個(gè)支路冷卻水的冷卻。

所述溫度信號(hào)和流量信號(hào)為4-20mA的模擬電流信號(hào)；所述I/O接口輸出控制電壓信號(hào)為24VDC；所述反饋電壓信號(hào)為5VDC。

所述冷卻控制器包括：電源板、模擬資源版、模擬隔離板、數(shù)字資源板、數(shù)字驅(qū)動(dòng)板、A/D接口、I/O接口、CAN總線；

所述電源板連接模擬資源板，用于對(duì)模擬資源板提供5VDC、12VDC和24VDC的電源電壓；

所述模擬資源板一端連接模擬隔離板，用于向模擬隔離板提供所需24VDC的電源電壓，并且接收通過(guò)模擬隔離板隔離后的溫度信號(hào)和流量信號(hào)，另一端連接數(shù)字資源板，用于向數(shù)字資源板提供所需的5VDC和12VDC的電源電壓，并且與數(shù)字資源板進(jìn)行SPI串口通信，將隔離后的溫度信號(hào)和流量信號(hào)輸出給數(shù)字資源版；

所述模擬隔離板通過(guò)A/D接口連接冷卻管路系統(tǒng)的各個(gè)支路溫度傳感器、支路流量傳感器，用于接收溫度信號(hào)和流量信號(hào)，并將經(jīng)過(guò)隔離后溫度信號(hào)和流量信號(hào)輸出給模擬資源板；

所述數(shù)字資源板連接數(shù)字驅(qū)動(dòng)板，用于向數(shù)字驅(qū)動(dòng)板輸出5VDC控制電壓信號(hào)，并且接收數(shù)字驅(qū)動(dòng)板的5VDC反饋電壓信號(hào)；還用于對(duì)輸入的經(jīng)過(guò)串口通信的隔離后的溫度信號(hào)和流量信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并將故障信息通過(guò)CAN總線輸出給上層控制計(jì)算機(jī)；

所述數(shù)字驅(qū)動(dòng)板通過(guò)I/O接口連接冷卻管路系統(tǒng)的各個(gè)支路冷卻增壓泵，用于輸出24VDC控制電壓信號(hào)，驅(qū)動(dòng)各個(gè)支路冷卻增壓泵工作，以及接收冷卻增壓泵反饋的5VDC反饋電壓信號(hào)。

所述隔離后的溫度信號(hào)和流量信號(hào)為1-5V電壓信號(hào)。