專利名稱：耙吸挖泥船動力定位控制系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)連接方式的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種船舶控制網(wǎng)絡(luò)連接方式，尤其是一種耙吸挖泥船動力定位控制系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)連接方式。
背景技術(shù)：
一般水深情況下，船舶的系泊主要采用錨鏈系泊。隨著水深的增加，錨鏈的抓底力將減弱，同時錨鏈的長度和強(qiáng)度都要增加，進(jìn)而重量劇增，布鏈作業(yè)因此也變得復(fù)雜、困難， 造價和安裝費用也大大提高。隨著水深的增加，自然界風(fēng)、浪、流等因素影響，船舶能否精確定位，對船舶深水作業(yè)的準(zhǔn)確度、成本、靈活性、可操控性等問題起著至關(guān)重要的作用。由于通常的錨泊方式在深水的應(yīng)用受到很大限制，不用錨鏈系泊的動力定位系統(tǒng)便應(yīng)運而生。 動力定位系統(tǒng)是一種閉環(huán)的控制系統(tǒng)，其功能是能不斷地檢測出船舶的實際位置與目標(biāo)位置的偏差，再根據(jù)外界的風(fēng)、浪、流等擾動力的影響，計算出使船舶恢復(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，船舶能在水平面上保持作業(yè)所要求的某一具體經(jīng)緯度。近年來，我國港口建設(shè)、航道建設(shè)、填海造地、江河湖泊整治等工程的規(guī)模越來越大，對工期要求也越來越高，如問提高挖泥船的疏浚效率就顯得尤為迫切。耙吸挖泥船動力定位控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對耙吸挖泥船的位置、艏向和軌跡的控制，能使耙吸挖泥船提高疏浚作業(yè)的效率和精度，取得良好的疏浚效益。目前，耙吸挖泥船動力定位控制系統(tǒng)在我國還是空白，我公司自主研發(fā)的耙吸挖泥船動力定位控制系統(tǒng)填補(bǔ)了這一空白。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是耙吸挖泥船動力定位控制系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)連接方式，本發(fā)明提供了一種控制網(wǎng)絡(luò)連接方式，它能夠有效地滿足耙吸挖泥船動力定位特殊控制要求。技術(shù)方案本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，它包括控制計算機(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、疏浚PLC、多串口通訊卡、PR0FIBUS通訊卡、電羅經(jīng)、DGPSU DGPS2、風(fēng)向風(fēng)速儀、運動單元、計程儀、測深儀和疏浚軌跡顯示系統(tǒng)； 所述各部分連接成一個控制網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對耙吸挖泥船的位置、艏向和軌跡控制；所述動力定位PLC用于實現(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、測推控制、耙管控制、狀態(tài)報警等)；艏PLC、動力定位PLC、疏浚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與控制計算機(jī)通過PR0FIBUS通訊卡連接，PR0FIBUS通訊卡插入控制計算機(jī)主板的PCI插槽；所述電羅經(jīng)、DGPS1、DGPS2、風(fēng)向風(fēng)速儀、運動單元、計程儀、測深儀通過多串口通訊卡與控制計算機(jī)連接，多串口通訊卡插入控制計算機(jī)主板的PCI插槽；所述控制計算機(jī)與疏浚軌跡顯示系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)-4連接。有益效果采用上述系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)連接方式，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)點的通訊。PLC與控制計算機(jī)通過PR0FIBUS通訊卡連接采用DP協(xié)議實現(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，達(dá)到了耙吸挖泥船動力定位系統(tǒng)200ms的采樣時間要求。電羅經(jīng)、DGPSU DGPS2、風(fēng)向風(fēng)速儀、運動單元、計程儀、測深儀通通過多串口通訊卡與控制計算機(jī)連接，采用RS-422接口和 NEMA0183協(xié)議，實現(xiàn)了耙吸挖泥船動力定位系統(tǒng)與多種傳感器的連接，能提高通訊速率，節(jié)約成本。耙吸挖泥船動力定位控制系統(tǒng)所需的其它信息(如耙管信息、差壓信息)通過艏 PLC和疏浚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)明耙吸挖泥船動力定位控制系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)連接方式示意圖。
具體實施例方式下面結(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)(1)負(fù)責(zé)采集電羅經(jīng)、DGPSU DGPS2、風(fēng)向風(fēng)速儀、運動單元、計程儀和測深儀的信息，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MOXA CP118EL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1 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設(shè)置。網(wǎng)絡(luò)( 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 10Mb/100Mb自適應(yīng)，2組光纖接口，管理型，有獨立IP，DC24V雙路供電，有報警輸出，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立的交換機(jī)，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(xié)議為TCP/IP。耙吸挖泥船動力定位控制系統(tǒng)需要的艏PLC和疏浚PLC數(shù)據(jù)(比如耙管狀態(tài)數(shù)據(jù)、差壓值數(shù)據(jù))通過網(wǎng)絡(luò)( 傳送到動力定位PLC，動力定位PLC通過網(wǎng)絡(luò)C3)傳送到控制計算機(jī)，控制計算機(jī)控制耙管等狀態(tài)時，先通過網(wǎng)絡(luò)( 傳送到動力定位PLC，然后通過網(wǎng)絡(luò)(2)傳送到疏浚PLC，實現(xiàn)對耙管的控制。網(wǎng)絡(luò)(3)負(fù)責(zé)控制計算機(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。控制計算機(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。網(wǎng)絡(luò)(4)負(fù)責(zé)動力定位系統(tǒng)與疏浚軌跡顯示系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，控制計算機(jī)從疏浚軌跡顯示系統(tǒng)接收耙吸挖泥船將要疏浚的軌跡，通過交換機(jī)4連接，疏浚軌跡顯示系統(tǒng)與控制計算機(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到控制計算機(jī)的采樣周期小于0. 2s ；DGPS數(shù)據(jù)到控制計算機(jī)的采集周期小于0. 15s ；電羅經(jīng)數(shù)據(jù)到控制計算機(jī)的采集周期小于0. 2s ；控制計算機(jī)的控制指令到疏浚PLC和艏PLC的數(shù)據(jù)小于0. 2s ；保證了動力定位系統(tǒng)通訊速率的要求。
權(quán)利要求
1.一種耙吸挖泥船動力定位控制系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)連接方式，其特征在于，包括控制計算機(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、疏浚PLC、多串口通訊卡、PR0FIBUS通訊卡、電羅經(jīng)、DGPS1、DGPS2、風(fēng)向風(fēng)速儀、運動單元、計程儀、測深儀和疏浚軌跡顯示系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耙吸挖泥船動力定位控制系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)連接方式，其特征在于，動力定位PLC與艏PLC、疏浚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)、DGPSU DGPS2、風(fēng)向風(fēng)速儀、運動單元、計程儀和測深儀通過多串口通訊卡與控制計算機(jī)連接；PLC通過PR0FIBUS通訊卡與控制計算機(jī)連接；控制計算機(jī)與疏浚軌跡顯示系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)-4連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耙吸挖泥船動力定位控制系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)連接方式，其特征在于，PLC與控制計算機(jī)采用DP協(xié)議實現(xiàn)一對一通訊。
全文摘要
本發(fā)明保護(hù)一種耙吸挖泥船動力定位控制系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)連接方式。包括控制計算機(jī)、交換機(jī)、艏PLC、動力定位PLC、疏浚PLC、多串口通訊卡、PROFIBUS通訊卡、電羅經(jīng)、DGPS、風(fēng)向風(fēng)速儀、運動單元、計程儀、測深儀和疏浚軌跡顯示系統(tǒng)。動力定位PLC與艏PLC、疏浚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、運動單元、計程儀和測深儀通過多串口通訊卡與控制計算機(jī)連接；PLC通過PROFIBUS通訊卡與控制計算機(jī)連接；控制計算機(jī)與疏浚軌跡顯示系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接；PLC與控制計算機(jī)采用DP協(xié)議實現(xiàn)一對一通訊，滿足了挖泥船動力定位控制系統(tǒng)控制要求。
文檔編號G05B19/418GK102455693SQ20101052038
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者俞孟蕻, 張洪濤, 李軍, 李阿福, 袁偉 申請人:鎮(zhèn)江市億華系統(tǒng)集成有限公司