專利名稱：一種船舶航跡定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，尤其是一種船舶航跡定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
船舶在海上航行，要對其艏向、軌跡和位置進(jìn)行控制。船舶在海上作業(yè)時，必須能夠定位在海上某一具體的經(jīng)緯度。海上有風(fēng)和浪影響船舶的定位，有船舶自身作業(yè)力影響船舶的定位。船舶能否精確定位，對作業(yè)的準(zhǔn)確度、作業(yè)成本等問題起著至關(guān)重要的作用。船舶航跡定位系統(tǒng)是閉環(huán)的控制系統(tǒng)，其功能是能不斷地檢測出船舶的實(shí)際位置與目標(biāo)位置的偏差，再根據(jù)外界的風(fēng)和浪等擾動力的影響，計(jì)算出使船舶恢復(fù)到目標(biāo)位置所需動力的大小，并對船舶上各推力器進(jìn)行推力分配，使各推力器產(chǎn)生相應(yīng)的推力，使船舶能在海平面上保持作業(yè)所要求的某一具體經(jīng)緯度。目前，船舶航跡定位系統(tǒng)在我國還是空白，本發(fā)明 填補(bǔ)了這一空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它包括控制計(jì)算機(jī)、交換機(jī)-1、交換機(jī)_2、交換機(jī)_3、交換機(jī)_4、、艏PLC、動力定位PLC、工程作業(yè)PLC、多串口通訊卡、PR0FIBUS通訊卡、電羅經(jīng)、DGPSU DGPS2、風(fēng)向風(fēng)速儀、運(yùn)動單元和工程作業(yè)顯示系統(tǒng)；所述各部分連接成一個船舶航跡定位系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對工程船的位置、艏向和軌跡控制。所述動力定位PLC用于實(shí)現(xiàn)對動力定位系統(tǒng)硬連線設(shè)備的輸入輸出控制，如主推進(jìn)控制、舵機(jī)控制j^PLC、動力定位PLC、工程作業(yè)PLC通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)構(gòu)成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)；動力定位PLC與控制計(jì)算機(jī)通過PR0FIBUS通訊卡連接，PR0FIBUS通訊卡插入控制計(jì)算機(jī)主板的PCI插槽；所述電羅經(jīng)、DGPSU DGPS2、風(fēng)向風(fēng)速儀、運(yùn)動單元通過多串口通訊卡與控制計(jì)算機(jī)連接，多串口通訊卡插入控制計(jì)算機(jī)主板的PCI插槽；所述控制計(jì)算機(jī)與工程作業(yè)顯示系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)_4連接。有益效果采用上述船舶航跡定位系統(tǒng)，PLC環(huán)形網(wǎng)絡(luò)提高了系統(tǒng)的可靠性，各個交換機(jī)連接構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，某個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的交換機(jī)或某段線纜發(fā)生故障，不會影響到其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通訊。PLC與控制計(jì)算機(jī)通過PR0FIBUS通訊卡連接采用DP協(xié)議實(shí)現(xiàn)一對一的連接，避免了通訊詢問，和通過交換機(jī)連接采用TCP/IP協(xié)議相比較，提高了通訊速率。電羅經(jīng)、DGPS1、DGPS2、風(fēng)向風(fēng)速儀、運(yùn)動單元通過多串口通訊卡與控制計(jì)算機(jī)連接，采用RS-422接口和NEMA0183協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了工程船綜合航跡定位系統(tǒng)與多種傳感器的連接，能提高通訊速率，節(jié)約成本。工程船綜合航跡定位系統(tǒng)所需的其它信息通過艏PLC和工程作業(yè)PLC直接送至動力定位系統(tǒng)PLC，避免了線纜的冗余，提高了系統(tǒng)的靈活性和可靠性。


圖1為本發(fā)明船舶航跡定位系統(tǒng)連接示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)的說明。如圖1所示，本發(fā)明采用了四種類型網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)(I)負(fù)責(zé)采集電羅經(jīng)、DGPS1、DGPS2、風(fēng)向風(fēng)速儀、運(yùn)動單元的信息，該網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)級多串口通訊卡，多串口卡插入控制計(jì)算機(jī)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(xié)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(dá)921. 6Kbps的通信速率、芯片內(nèi)建128字節(jié)的FIFO以及芯片內(nèi)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(dú)設(shè)置。網(wǎng)絡(luò)(2)之間采用工業(yè)級交換機(jī)構(gòu)成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，交換機(jī)之間通過多模光纖連接，工業(yè)交換機(jī)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(yīng)，2組光纖接口，管理型，有獨(dú)立IP，DC24V雙路供電，有報(bào)警輸出，導(dǎo)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(dú)立的交換機(jī)，每套PLC有一個獨(dú)立的IP地址，PLC之間的通訊接口為RJ45，通訊協(xié)議為TCP/IP。船舶航跡定位系統(tǒng)需要的艏PLC和工程作業(yè)PLC數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)⑵傳送到動力定位PLC，動力定位PLC通過網(wǎng)絡(luò)(3)傳送到控制計(jì)算機(jī)，控制計(jì)算機(jī)控制工程作業(yè)狀態(tài)時，先通過網(wǎng)絡(luò)(3)傳送到動力定位PLC，然后通過網(wǎng)絡(luò)(2)傳送到工程作業(yè)PLC，實(shí)現(xiàn)對船舶工程作業(yè)狀態(tài)的控制。網(wǎng)絡(luò)(3)負(fù)責(zé)控制計(jì)算機(jī)與PLC的數(shù)據(jù)交換，執(zhí)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和指令的接收?？刂朴?jì)算機(jī)接收動力定位PLC反饋的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并向動力定位PLC發(fā)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(jì)算機(jī)的PCI插槽，采用DP協(xié)議，通訊率可以達(dá)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(wěn)定的特點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)(4)負(fù)責(zé)系統(tǒng)與工程作業(yè)顯示系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，控制計(jì)算機(jī)從工程作業(yè)顯示系統(tǒng)接收作業(yè)信息，通過交換機(jī)_4連接，工程作業(yè)顯示系統(tǒng)與控制計(jì)算機(jī)的通訊接口為RJ45，通訊協(xié)議為TCP/IP。數(shù)據(jù)交換特性 動力定位PLC到控制計(jì)算機(jī)的采樣周期小于O. 2s ；DGPS數(shù)據(jù)到控制計(jì)算機(jī)的采集周期小于O. 15s ；電羅經(jīng)數(shù)據(jù)到控制計(jì)算機(jī)的采集周期小于O. 2s ;控制計(jì)算機(jī)的控制指令到工程作業(yè)PLC和艏PLC的數(shù)據(jù)小于O. 2s。
權(quán)利要求
1.一種船舶航跡定位系統(tǒng)，其特征在于，包括控制計(jì)算機(jī)、交換機(jī)-1、交換機(jī)-2、交換機(jī)_3、交換機(jī)-4、艏PLC、動力定位PLC、工程作業(yè)PLC、多串口通訊卡、PR0FIBUS通訊卡、電羅經(jīng)、DGPSl、DGPS2、風(fēng)向風(fēng)速儀、運(yùn)動單元和工程作業(yè)顯示系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶航跡定位系統(tǒng)，其特征在于，動力定位PLC與艏 PLC、工程作業(yè)PLC通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接，每個PLC都有一個唯一的IP地址；電羅經(jīng)、DGPS1、 DGPS2、風(fēng)向風(fēng)速儀、運(yùn)動單元通過多串口通訊卡與控制計(jì)算機(jī)連接；PLC通過PR0FIBUS通訊卡與控制計(jì)算機(jī)連接；控制計(jì)算機(jī)與工程作業(yè)顯示系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)_4連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶航跡定位系統(tǒng)，其特征在于，PLC與控制計(jì)算機(jī)采用 DP協(xié)議實(shí)現(xiàn)一對一通訊。
全文摘要
本發(fā)明保護(hù)一種船舶航跡定位系統(tǒng)。包括控制計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、艏PLC、動力定位PLC、工程作業(yè)PLC、多串口通訊卡、PROFIBUS通訊卡、電羅經(jīng)、DGPS、風(fēng)向風(fēng)速儀、運(yùn)動單元和工程作業(yè)顯示系統(tǒng)。動力定位PLC與艏PLC、工程作業(yè)PLC通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接，每個PLC都有一個唯一的IP地址；電羅經(jīng)、DGPS、風(fēng)向風(fēng)速儀、運(yùn)動單元通過多串口通訊卡與控制計(jì)算機(jī)連接；PLC通過PROFIBUS通訊卡與控制計(jì)算機(jī)連接；控制計(jì)算機(jī)與工程作業(yè)顯示系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接；PLC與控制計(jì)算機(jī)采用DP協(xié)議實(shí)現(xiàn)一對一通訊。該系統(tǒng)滿足了船舶航跡定位系統(tǒng)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(yōu)先權(quán)日2011年9月19日
發(fā)明者王柳艷 申請人:王柳艷