一種船舶航跡定位系統技術方案

本發明專利技術保護一種船舶航跡定位系統。包括控制計算機、交換機、艏PLC、動力定位PLC、工程作業PLC、多串口通訊卡、PROFIBUS通訊卡、電羅經、DGPS、風向風速儀、運動單元和工程作業顯示系統。動力定位PLC與艏PLC、工程作業PLC通過網絡交換機連接，每個PLC都有一個唯一的IP地址；電羅經、DGPS、風向風速儀、運動單元通過多串口通訊卡與控制計算機連接；PLC通過PROFIBUS通訊卡與控制計算機連接；控制計算機與工程作業顯示系統通過網絡交換機連接；PLC與控制計算機采用DP協議實現一對一通訊。該系統滿足了船舶航跡定位系統的控制要求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種控制系統，尤其是一種船舶航跡定位系統。
技術介紹
船舶在海上航行，要對其艏向、軌跡和位置進行控制。船舶在海上作業時，必須能夠定位在海上某一具體的經緯度。海上有風和浪影響船舶的定位，有船舶自身作業力影響船舶的定位。船舶能否精確定位，對作業的準確度、作業成本等問題起著至關重要的作用。船舶航跡定位系統是閉環的控制系統，其功能是能不斷地檢測出船舶的實際位置與目標位置的偏差，再根據外界的風和浪等擾動力的影響，計算出使船舶恢復到目標位置所需動力的大小，并對船舶上各推力器進行推力分配，使各推力器產生相應的推力，使船舶能在海平面上保持作業所要求的某一具體經緯度。目前，船舶航跡定位系統在我國還是空白，本專利技術 填補了這一空白。
技術實現思路
本專利技術是通過以下技術方案實現的，它包括控制計算機、交換機-1、交換機_2、交換機_3、交換機_4、、艏PLC、動力定位PLC、工程作業PLC、多串口通訊卡、PR0FIBUS通訊卡、電羅經、DGPSU DGPS2、風向風速儀、運動單元和工程作業顯示系統；所述各部分連接成一個船舶航跡定位系統，以實現對工程船的位置、艏向和軌跡控制。所述動力定位PLC用于實現對動力定位系統硬連線設備的輸入輸出控制，如主推進控制、舵機控制j^PLC、動力定位PLC、工程作業PLC通過網絡交換機構成環形網絡；動力定位PLC與控制計算機通過PR0FIBUS通訊卡連接，PR0FIBUS通訊卡插入控制計算機主板的PCI插槽；所述電羅經、DGPSU DGPS2、風向風速儀、運動單元通過多串口通訊卡與控制計算機連接，多串口通訊卡插入控制計算機主板的PCI插槽；所述控制計算機與工程作業顯示系統通過網絡交換機_4連接。有益效果采用上述船舶航跡定位系統，PLC環形網絡提高了系統的可靠性，各個交換機連接構成網絡，某個網絡節點中的交換機或某段線纜發生故障，不會影響到其他網絡節點的通訊。PLC與控制計算機通過PR0FIBUS通訊卡連接采用DP協議實現一對一的連接，避免了通訊詢問，和通過交換機連接采用TCP/IP協議相比較，提高了通訊速率。電羅經、DGPS1、DGPS2、風向風速儀、運動單元通過多串口通訊卡與控制計算機連接，采用RS-422接口和NEMA0183協議，實現了工程船綜合航跡定位系統與多種傳感器的連接，能提高通訊速率，節約成本。工程船綜合航跡定位系統所需的其它信息通過艏PLC和工程作業PLC直接送至動力定位系統PLC，避免了線纜的冗余，提高了系統的靈活性和可靠性。附圖說明圖1為本專利技術船舶航跡定位系統連接示意圖。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術作詳細的說明。如圖1所示，本專利技術采用了四種類型網絡。網絡(I)負責采集電羅經、DGPS1、DGPS2、風向風速儀、運動單元的信息，該網絡采用工業級多串口通訊卡，多串口卡插入控制計算機的PCI插槽，各個傳感器采用屏蔽雙絞線分別連接多串口卡的各個串口，通訊接口為RS-422，通訊協議為NEMA 0183。采用MOXACPl 18EL多串口卡，該多串口卡能連接8路RS-232/RS-422/RS-485信號、各個串口可支持高達921. 6Kbps的通信速率、芯片內建128字節的FIFO以及芯片內建H/W，S/W流控功能，每個串口的的通訊方式和通訊速率可按照需求單獨設置。網絡(2)之間采用工業級交換機構成環形網絡，交換機之間通過多模光纖連接，工業交換機采用SiemensX204-2，X204-2帶寬為100Mb，有4個RJ-45接口，RJ45接口為 IOMb/1OOMb自適應，2組光纖接口，管理型，有獨立IP，DC24V雙路供電，有報警輸出，導軌安裝，工作溫度為-10°C——60°C。每套PLC的CP443通訊模塊采用超5類屏蔽雙絞線連接一個獨立的交換機，每套PLC有一個獨立的IP地址，PLC之間的通訊接口為RJ45，通訊協議為TCP/IP。船舶航跡定位系統需要的艏PLC和工程作業PLC數據，通過網絡⑵傳送到動力定位PLC，動力定位PLC通過網絡(3)傳送到控制計算機，控制計算機控制工程作業狀態時，先通過網絡(3)傳送到動力定位PLC，然后通過網絡(2)傳送到工程作業PLC，實現對船舶工程作業狀態的控制。網絡(3)負責控制計算機與PLC的數據交換，執行數據的發送和指令的接收。控制計算機接收動力定位PLC反饋的狀態數據，并向動力定位PLC發出控制指令。動力定位PLC采用同軸電纜與CP5611 PR0FIBUS通訊卡連接，CP5611插入控制計算機的PCI插槽，采用DP協議，通訊率可以達到19. 2Mbps。此通訊采取一對一的方式，減少了詢問時間，與TCP/IP相比具有通訊速率高和穩定的特點。網絡(4)負責系統與工程作業顯示系統的數據交換，控制計算機從工程作業顯示系統接收作業信息，通過交換機_4連接，工程作業顯示系統與控制計算機的通訊接口為RJ45，通訊協議為TCP/IP。數據交換特性 動力定位PLC到控制計算機的采樣周期小于O. 2s ；DGPS數據到控制計算機的采集周期小于O. 15s ；電羅經數據到控制計算機的采集周期小于O. 2s ;控制計算機的控制指令到工程作業PLC和艏PLC的數據小于O. 2s。權利要求1.一種船舶航跡定位系統，其特征在于，包括控制計算機、交換機-1、交換機-2、交換機_3、交換機-4、艏PLC、動力定位PLC、工程作業PLC、多串口通訊卡、PR0FIBUS通訊卡、電羅經、DGPSl、DGPS2、風向風速儀、運動單元和工程作業顯示系統。2.根據權利要求1所述的一種船舶航跡定位系統，其特征在于，動力定位PLC與艏 PLC、工程作業PLC通過網絡交換機連接，每個PLC都有一個唯一的IP地址；電羅經、DGPS1、 DGPS2、風向風速儀、運動單元通過多串口通訊卡與控制計算機連接；PLC通過PR0FIBUS通訊卡與控制計算機連接；控制計算機與工程作業顯示系統通過網絡交換機_4連接。3.根據權利要求1所述的一種船舶航跡定位系統，其特征在于，PLC與控制計算機采用 DP協議實現一對一通訊。全文摘要本專利技術保護一種船舶航跡定位系統。包括控制計算機、交換機、艏PLC、動力定位PLC、工程作業PLC、多串口通訊卡、PROFIBUS通訊卡、電羅經、DGPS、風向風速儀、運動單元和工程作業顯示系統。動力定位PLC與艏PLC、工程作業PLC通過網絡交換機連接，每個PLC都有一個唯一的IP地址；電羅經、DGPS、風向風速儀、運動單元通過多串口通訊卡與控制計算機連接；PLC通過PROFIBUS通訊卡與控制計算機連接；控制計算機與工程作業顯示系統通過網絡交換機連接；PLC與控制計算機采用DP協議實現一對一通訊。該系統滿足了船舶航跡定位系統的控制要求。文檔編號G05D1/02GK102999044SQ20111027647公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月19日 優先權日2011年9月19日專利技術者王柳艷 申請人:王柳艷本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種船舶航跡定位系統，其特征在于，包括控制計算機、交換機?1、交換機?2、交換機?3、交換機?4、艏PLC、動力定位PLC、工程作業PLC、多串口通訊卡、PROFIBUS通訊卡、電羅經、DGPS1、DGPS2、風向風速儀、運動單元和工程作業顯示系統。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王柳艷，
申請(專利權)人：王柳艷，
類型：發明
國別省市：