[發明專利]一種全回轉槳雙PLC容錯切換控制系統

在審

• 申請號: 201710701259.2
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107450519A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 鄭銳聰;邱湘瑤;林思聰;劉海輝
• 申請（專利權）人: 廣州海工船舶設備有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 北京連城創新知識產權代理有限公司11254
• 代理人: 郝學江

技術領域

本發明屬于船舶全回轉槳控制領域，具體涉及一種全回轉槳雙PLC容錯切換控制系統。

背景技術

全回轉舵槳(舵槳裝置集舵與槳的作用合成一體，取代常規的舵和槳)在我國的應用越來越多。其優異的機動性能，便于操作、維修、節能等優點受到了廣大船東的歡迎。但船況現場環境比較惡劣，溫度變化大以及水氣重，且存在震動和沖擊等影響，電磁干擾以及供電質量相對較差，時常影響船舶的正常穩定運行，存在嚴重的安全隱患。因此，高可靠性的機電傳動電控系統便成為非常重要且急需解決的研究課題。

目前投入市場使用的全回轉舵槳PLC由于船舶經歷海浪的顛簸、運行過程中受強電磁的干擾、潮濕空氣的腐蝕、操作人員的失誤等往往會造成PLC暫時性故障或者損壞。如果這些情況發生在船艇緊急避讓或進出港口的時候，會面臨巨大的安全風險。傳統全回轉舵槳存在的隱患故障主要為：作為船舶推進轉舵控制系統的首要樞紐，我們無論中控箱和駕駛臺的推進轉舵控制元器件均直接或通過數據線連接到中控箱PLC。一旦中控箱PLC出現故障，整個船舶控制系統將癱瘓，嚴重影響船舶的操作。PLC系統相對復雜，萬一出現故障非專業人員檢查起來很困難，同時更換PLC重新調試功能相對復雜。一旦航行過程中緊急情況時候PLC出現故障，如果故障不能及時排除，將可能導致重大的經濟損失和安全事故的發生。

因此，如何設計一種能夠提高穩定性和可靠性的全回轉槳的控制系統成為本領域亟需解決的問題。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種全回轉槳雙PLC容錯切換控制系統，采用雙PLC的容錯控制，當中控箱PLC故障時自動或手動切換至備用PLC，切換過程船舶推進轉舵穩定，提高了控制系統的穩定性和可靠性；重要的部件采用了一主一備兩路輸出，進一步提高了可靠性；控制方法操作簡單、切換過程穩定，適用于各種類型船舶的推進轉舵系統。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案為：

一種全回轉槳雙PLC容錯切換控制系統，包括：駕控臺、中控箱PLC、備用PLC、舵角反饋器、變頻器箱和步進箱，其中，

所述駕控臺與所述中控箱PLC連接，所述駕控臺與所述舵角反饋器連接，用于在駕控臺的顯示界面實時顯示舵角信息；

所述中控箱PLC與分別與所述舵角反饋器、所述變頻器箱和步進箱連接；

所述備用PLC分別與所述中控箱PLC、駕控臺連接，用于檢測中控箱PLC工作狀態并實時同步至駕控臺的顯示界面實時顯示；

所述備用PLC分別與所述變頻器箱、所述舵角反饋器和所述步進箱連接，用于當中控箱PLC故障時，替換所述中控箱PLC繼續通過變頻器箱和步進箱控制全回轉槳運行。

進一步的，所述備用PLC、所述中控箱PLC與所述舵角反饋器、所述步進箱、所述變頻器箱和所述駕控臺的連接方式為雙路連接，包括主連接線和備用連接線。

進一步的，所述步進箱內設置有步進電機和轉舵減速機，所述步進電機用于驅動轉舵機構，所述轉舵減速機用于增大轉舵機構的扭矩。

進一步的，所述變頻器箱內設置有變頻器和變頻電機，所述變頻器控制變頻電機變速，所述變頻電機通過主軸與船舶的螺旋槳連接，用于旋轉產生推力。

優選的，所述駕控臺設置有容錯切換開關，所述駕控臺的顯示界面顯示所述中控箱PLC故障時，啟動容錯切換開關切換至所述備用PLC。

優選的，還包括延時繼電器和報警裝置，中控箱PLC發生故障后的若干秒后，若未自動切換至備用PLC或者操作人員未啟動容錯切換開關，則報警裝置開始報警。

進一步的，所述駕控臺設置有單片機，所述架空臺發出指令，經過單片機讀取后轉換為數字信號傳送到中控箱PLC。

優選的，所述中控箱PLC與所述備用PLC相同。

優選的，所述中控箱PLC或所述備用PLC對所述操作手柄和所述舵角反饋器發送的信號進行濾波容錯處理。

同時，本發明提供了一種全回轉槳雙PLC容錯切換控制系統進行PLC切換的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1)備用PLC檢測到中控箱PLC故障時，將其顯示于駕控臺界面顯示并觸發報警裝置；

2)自動將出故障的中控箱PLC切換為備用PLC，若駕控臺顯示未切換成功則手動打開容錯切換開關進行切換；

3)駕控臺向備用PLC發送指令，備用PLC繼續控制步進驅動系統對全回轉槳進行驅動。

本發明的有益效果在于：