一種船舶監(jiān)測報警系統(tǒng)信號采集裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種船舶監(jiān)測報警系統(tǒng)信號采集裝置，包括單向繼電器矩陣、數(shù)字量模塊、可編程邏輯控制器，每個單向繼電器由線圈、觸點開關(guān)和觸點開關(guān)前串聯(lián)的單相導電二極管，單向繼電器觸點按矩陣排列，矩陣橫排接單向繼電器觸點開關(guān)前串聯(lián)的二極管正極，矩陣橫排每排接一個數(shù)字量模塊中輸出模塊端口，矩陣豎列接單向繼電器觸點開關(guān)的公共端，矩陣豎列每列接一個數(shù)字量模塊中輸入模塊端口，數(shù)字量模塊輸出采集信號到單向繼電器矩陣，再從單向繼電器矩陣接收相應(yīng)的采集數(shù)據(jù)送可編程邏輯控制器。能夠大幅度減少數(shù)字量模塊、高通訊速率和冗余電源的信號采集裝置，能夠大幅度降低成本、減小該裝置的空間、增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種船舶監(jiān)測報警系統(tǒng)信號采集裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種信號采集技術(shù)，特別涉及一種船舶監(jiān)測報警系統(tǒng)信號采集裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著船舶及海洋工程大型化和自動化的進程，整船的監(jiān)測報警信號數(shù)量成幾何倍 數(shù)增長，機艙的空間被更多的自動化設(shè)備占據(jù)，設(shè)備的成本也隨之提高。優(yōu)化自動化系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性和減少系統(tǒng)的成本將成為發(fā)展的方向。
[0003] 全船監(jiān)測報警系統(tǒng)是自動化系統(tǒng)重要的組成部分，是保證船舶安全運行的保障。 信號采集裝置為全船監(jiān)測報警系統(tǒng)提供信號來源，其安全性、穩(wěn)定性、合理性和經(jīng)濟性對整 個自動化系統(tǒng)的重要性不言而喻。能夠優(yōu)化信號采集裝置的結(jié)構(gòu)，減低其成本，增加其穩(wěn)定 性是未來發(fā)展的趨勢。
[0004] 現(xiàn)有的船舶監(jiān)測報警系統(tǒng)信號采集裝置設(shè)計方案主要有以下特點：
[0005] (1)目前，一般信號采集裝置采用一對一信號采集的模式，每一個外圍設(shè)備的信號 的采集都占用一個數(shù)字量模塊的通道。以一個64個信號采集點的信號采集裝置為例，就需 要8個8點的數(shù)字量模塊，大量的數(shù)字量模塊對于信號采集裝置的空間布置帶來了一定的 壓力，項目的硬件成本也很高。
[0006] (2)目前，一般信號采集裝置采用CAN現(xiàn)場總線通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議交換器和工控機進 行通訊，其速度平均在每秒1?2兆的速度，不能滿足超大型系統(tǒng)的要求。
[0007] (3)目前，一般信號采集裝置和工控機之間存在協(xié)議轉(zhuǎn)換，很難對其可編程控制器 進行遠程診斷和在線修改程序，對于系統(tǒng)的擴展和后期的維護造成了不便。
[0008] (4)目前，一般信號采集裝置采用單電源輸入形式，系統(tǒng)的安全性能存在隱患。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009] 本實用新型是針對現(xiàn)有的船舶監(jiān)測報警系統(tǒng)信號采集裝置存在的問題，提出了一 種船舶監(jiān)測報警系統(tǒng)信號采集裝置，能夠大幅度減少數(shù)字量模塊、高通訊速率和冗余電源 的信號采集裝置，能夠大幅度降低成本、減小該裝置的空間、增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0010] 本實用新型的技術(shù)方案為：一種船舶監(jiān)測報警系統(tǒng)信號采集裝置，包括單向繼電 器矩陣、數(shù)字量模塊、可編程邏輯控制器，每個單向繼電器由線圈、觸點開關(guān)和觸點開關(guān)前 串聯(lián)的單相導電二極管組成，單向繼電器觸點按矩陣排列，矩陣橫排接單向繼電器觸點開 關(guān)前串聯(lián)的二極管正極，矩陣橫排每排接一個數(shù)字量模塊中輸出模塊端口，矩陣堅列接單 向繼電器觸點開關(guān)的公共端，矩陣堅列每列接一個數(shù)字量模塊中輸入模塊端口，數(shù)字量模 塊輸出采集信號到單向繼電器矩陣，再從單向繼電器矩陣接收相應(yīng)的采集數(shù)據(jù)送可編程邏 輯控制器。
[0011] 本實用新型的有益效果在于：本實用新型船舶監(jiān)測報警系統(tǒng)信號采集裝置，使用 觸點回路帶有二極管模塊的單向繼電器，可以有效的隔離外圍設(shè)備信號，并能滿足該裝置 的要求，該方法大大節(jié)約了空間的同時大幅度地降低了裝置的成本；工業(yè)以太網(wǎng)模塊的使 用，把該裝置融入了以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中，不僅能實現(xiàn)高速傳輸數(shù)據(jù)，也增加了在線修改維護程 序和遠程診斷的功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1為本實用新型船舶監(jiān)測報警系統(tǒng)信號采集裝置使用示意圖；
[0013] 圖2為本實用新型單向繼電器原理圖；
[0014] 圖3為本實用新型矩陣式信號采集示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 如圖1所示，本實用新型船舶監(jiān)測報警系統(tǒng)信號采集裝置使用示意圖，船舶監(jiān)測 報警系統(tǒng)信號采集裝置依次包括單向繼電器矩陣、數(shù)字量模塊、可編程邏輯控制器，可編程 邏輯控制器再通過工業(yè)以太網(wǎng)模塊將數(shù)據(jù)輸出，實現(xiàn)遠程診斷。單向繼電器接需采集數(shù)據(jù) 的外圍設(shè)備，數(shù)字量模塊輸出采集信號到單向繼電器矩陣，再從單向繼電器矩陣接收相應(yīng) 的采集數(shù)據(jù)送可編程邏輯控制器。
[0016] 本實用新型一種單向繼電器結(jié)構(gòu)示意如圖2,包括一副24V直流線圈、一幅(常開 常閉可選擇）的觸點和觸點前串聯(lián)的一個具有單向?qū)ǘO管。其作用，一是，通過外圍設(shè) 備的信號串入單向繼電器線圈回路，有效地隔離了外圍設(shè)備，并把信號擴展至矩陣信號回 路。二是，電流只能從單向流過繼電器的觸點，可以防止矩陣信號回路的錯誤采集，比如D01 輸出且K2斷開時(如圖3)，如果沒有電流單向?qū)üδ?，電流可以K1->K5->K6造成錯誤的 DI2信號。
[0017] 信號采集和處理是本實用新型的最大特點，采用矩陣式信號采集的方法。以簡單 的4X4矩陣為例，如圖3所示矩陣式信號采集示意圖，可編程邏輯控制器每隔50毫秒(根 據(jù)矩陣的大小確定相應(yīng)的時間）依次控制D01，D02, D03, D04數(shù)字量輸出模塊輸出一個高電 平。以D01輸出高電平為例，通過單向繼電器隔離后不會串入其他信號，只能采集4個信號 (Κ1，Κ2, Κ3, Κ4)，如果4個信號中任意信號狀態(tài)閉合，則可編程邏輯控制器通過相應(yīng)數(shù)字量 輸入模塊（DI1，DI2, DI3, DI4)監(jiān)測到相應(yīng)信號，比如Κ1觸點閉合時，數(shù)字量入模塊DI1為 高電平，可編程邏輯控制器獲取信號，把K1=TRUE保存在程序中。每隔50毫秒后，D02, D02， D03依次輸出高電平，可編程邏輯控制器獲取相應(yīng)信號點的狀態(tài)，并把這個狀態(tài)保存在程序 中。
[0018] 本實用新型實際采用1個8位數(shù)字量輸入模塊和1個8位數(shù)字量輸出模塊，配合 單向繼電器組成8X8信號采集矩陣，可編程邏輯控制器每隔400毫秒完成采集64個信號 點的狀態(tài)，能夠滿足船舶自動化設(shè)備的采樣時間要求。和傳統(tǒng)的8個8位數(shù)字量輸入模塊 采集64個信號點的系統(tǒng)相比，節(jié)約了 6個模塊，具有很高的經(jīng)濟價值。
[〇〇19] 可編程邏輯控制器通過工業(yè)以太網(wǎng)把采集的信號狀態(tài)實時傳輸?shù)焦た貦C，并通過 界面給船員做監(jiān)測報警系統(tǒng)的顯示。
【權(quán)利要求】
1. 一種船舶監(jiān)測報警系統(tǒng)信號采集裝置，其特征在于，包括單向繼電器矩陣、數(shù)字量 模塊、可編程邏輯控制器，每個單向繼電器由線圈、觸點開關(guān)和觸點開關(guān)前串聯(lián)的單相導電 二極管組成，單向繼電器觸點按矩陣排列，矩陣橫排接單向繼電器觸點開關(guān)前串聯(lián)的二極 管正極，矩陣橫排每排接一個數(shù)字量模塊中輸出模塊端口，矩陣堅列接單向繼電器觸點開 關(guān)的公共端，矩陣堅列每列接一個數(shù)字量模塊中輸入模塊端口，數(shù)字量模塊輸出采集信號 到單向繼電器矩陣，再從單向繼電器矩陣接收相應(yīng)的采集數(shù)據(jù)送可編程邏輯控制器。
【文檔編號】G05B19/05GK203870433SQ201420120328
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】胡斌, 吳國棟, 王碩豐 申請人:中國船舶重工集團公司第七0四研究所