專利名稱：通用船舶車鐘自動記錄報警器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬船舶車鐘用的計算機的車鐘信號識別處理及報警技術(shù)。
眾所周知，目前的船舶上分駕駛和輪機二個部分，駕駛員通過車鐘向輪機員發(fā)出各種命令，輪機員及時地按車鐘指示的信號操作。但是，在命令和操作之間可能產(chǎn)生不及時或操作錯誤，有的就可能造成事故，形成海損事件，其后果極為嚴(yán)重。因此在船舶上都要求作車鐘記錄，目前都是人工記錄，記錄下駕駛員發(fā)出的每一命令和各個命令發(fā)出的時間。有的船是一臺主機，有的工程船舶是雙臺主機，再加上情況復(fù)雜時車鐘信號變化頻繁，欲詳盡描述兩臺主機的變化，則人工記錄既不能保證完全，又難保證準(zhǔn)確，而且還浪費人力。若發(fā)生海損事件時船上的車鐘記錄、航海日記、輪機日記是三種必要的法定文件，而人工記錄的車鐘命令的可信度、準(zhǔn)確度都是不高的。國際上計算機在各方面的應(yīng)用發(fā)展十分迅速，國外船舶上正使用“電腦”進行數(shù)據(jù)采集與控制，效果很好。據(jù)調(diào)查知，目前國內(nèi)外的船舶上尚無用微計算機技術(shù)進行車鐘自動記錄和輪機駕駛錯車報警的裝置。
本實用新型的目的為解決上述的技術(shù)問題，保證安全行駛，避免錯車造成的事故和損失，擬采用Z－80微型計算機技術(shù)和它的模／數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)實現(xiàn)車鐘的自動記錄和錯車報警，該記錄及報警應(yīng)準(zhǔn)確可靠，記錄應(yīng)做到月、日、時、分、秒、打印出來，且兩臺主臺同時記錄，并節(jié)約記錄的人力。
按如上構(gòu)思，本通用車鐘自動記錄報警器的特征是它由船舶車鐘自動記錄裝置和船舶主機錯車報警裝置所組成的，它的車鐘自動記錄裝置是由車鐘命令信號識別電路、微型計算機、微型打印機三部分組成的，其車鐘信號識別電路采用了6行4列磁控開關(guān)矩陣電路，用掃描監(jiān)測識別雙車22種車鐘信號；它的船舶主機錯車報警裝置是由主機信號檢測輸入電路、錯車報警輸出電路和車鐘自動記錄裝置所組成的，它的信號檢測輸入電路由繼電器組成的電壓隔離轉(zhuǎn)換電路和雙與非門組成的防抖動電路所構(gòu)成。
本自動記錄報警器的車鐘自動記錄裝置中的車鐘命令信號識別電路是由磁控開關(guān)矩陣電路通過8D鎖存器和驅(qū)動器接到計算機數(shù)據(jù)總線上，磁控開關(guān)矩陣電路通過三態(tài)緩沖器也接到計算機的數(shù)據(jù)總線上。
以下結(jié)合
它的構(gòu)造和工作原理。
圖1是船舶車鐘自動記錄裝置的總體框圖。微型打印機用TP－16型。
圖2是自動記錄裝置中車鐘命令信號識別電路的框圖。
圖3是磁控開關(guān)矩陣的車鐘命令信號識別電路。其中J1～J22為磁控開關(guān)，每一個開關(guān)的動作對應(yīng)著一種車鐘信號。K1、K2接計算機I／O譯碼器。D0～D5接計算機數(shù)據(jù)總線。
該車鐘信號識別電路是由一個6行4列(X1～X5六根行線，Y1～Y4四根列線)、24個磁控開關(guān)組成的矩陣電路，左車、右車各有11種命令信號，總共22種信號。每一個磁控開關(guān)對應(yīng)著一個八位二進制編碼，當(dāng)車鐘在某一具體位置時，則相應(yīng)的磁控開關(guān)閉合，使磁控開關(guān)所在的行線、列線短路，此時各列線電平的高低由行線電位決定。如J1磁控開關(guān)閉合(左車備車信號)，列線Y4和行線X1短路，Y4的電平由X1決定，若X1＝“1”則Y4＝“1”；若X1＝“0”，則Y4＝“0”。若把列線接到微機的輸入口，行線接到微機的輸出口，在微機軟件控制下使行線X1為低電平“0”，其余5根行線都為高電平“1”，這樣，讀列線狀態(tài)，如果列線Y1、Y2、Y3、Y4全為“1”，則X1這一行沒有磁控開關(guān)閉合(每個磁控開關(guān)對應(yīng)一種車鐘命令，即車鐘搖把停在某一位置、發(fā)出某一命令時則相應(yīng)的磁控開關(guān)閉合)。如果讀出列線狀態(tài)不全為“1”，則列線Yi(i＝1～4)和行線相交的磁控開關(guān)閉合，計算機就可通過軟件識別出車鐘命令的種類。通過計算機同時記下下達該命令的準(zhǔn)確時間。如果X1這一行無磁控開關(guān)閉合，接著使X2為低電平“0”，其余行線都為“1”為高電平，用同樣的方法檢查X2這一行有無磁控開關(guān)閉合。依次類推，可逐行地進行掃描檢查，能及時地識別反映出車鐘命令的種類。
采用磁控開關(guān)矩陣車鐘命令識別電路的新設(shè)計能顯示如下優(yōu)點①它不同于一般的計算機接口設(shè)計，一般的都采用計算機專用接口I／O電路，例如Z－80PTO。如果輸入22個信號最少得使用兩個PIO芯片，不僅成本高而且不便于儀器本身的自檢；②雙主機車鐘信號共22個，采用矩陣掃描電路時只用6根行線、4根列線共10條線即可，提高了整機的可靠性，同時在接線和接插件上降低了成本；③信號線少，且保密性強，外人不易獲取編碼情況；④通用性強，可適用于各種類型車鐘，如鍵盤式車鐘、燈光式車鐘機械式車鐘，而且便于自檢和維修。
圖4是柴油機正倒車信號指示電路。其中HK為行程開關(guān)，K1為常閉，K2為常開。Ds、Zs分別為倒車、正車的信號指示燈。
圖5是錯車報警裝置結(jié)構(gòu)框圖。
圖6是主機信號檢測輸入電路框圖。
圖7是主機信號檢測輸入電路的電路圖。
圖8是報警輸出電路框圖。
圖9是報警輸出電路的電路圖。
在主機的換向機構(gòu)上安裝有HK行程開關(guān)，當(dāng)輪機員把主機換向把搬到正車位置，船前進，K1閉合，ZS燈亮，指出主機在正向位置；后退時換向把反轉(zhuǎn)K2閉合，Ds燈亮，表示主機為倒車運轉(zhuǎn)。一般國內(nèi)船舶都沒有裝主機正倒車的信號裝置。
本裝置錯車報警裝置是由三個部分組成的。
主機信號檢測輸入電路，是由繼電器組成的電壓隔離轉(zhuǎn)換電路和雙與非門組成的防抖動電路所組成。它從正、倒車指示燈Ds和Zs的兩端取出正倒車的信號，并將它輸入到起隔離及電壓轉(zhuǎn)換作用的繼電器，繼電器的觸點接到雙與非門的防抖動電路上，以消除繼電器觸點的抖動。正車時，Zs燈亮K1閉合，A為“0”，B為“1”，這時輸出C為“1”，D點為“0”，此時D1發(fā)光管燈亮表示正車。若倒車時Ds亮，K2閉合，B為“0”而A為“1”，此時C點輸出為“0”，D為“1”，D2燈亮表示倒車。C點輸出的電平送到計算機PIO接口，由計算機軟件識別。與此同時計算機采集車鐘命令的信號。軟件規(guī)定車鐘的前進檔即正車為“0”倒車為“1”。因此軟件還將主機換向信號求反，將正車時輸入信號“1”變成“0”。再將兩信號由異或關(guān)系判斷，兩者信號相同時，判斷輸出為“0”，若兩者信號不同時，判斷輸出為“1”，這高電位經(jīng)過一定延時(考慮到輪機員操作的時間)作為報警輸出。報警指示電路發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光(由軟件控制作間斷發(fā)光)，經(jīng)功率驅(qū)動電路即繼電器的觸點控制220V的報警燈和報警鈴。
采用本錯車報警裝置能體現(xiàn)的優(yōu)越性①自動地把車鐘信號和主機操作信號聯(lián)在一起。經(jīng)判斷比較，對錯車的情況能及時報警，保證了行駛的安全；②錯車信號取得后經(jīng)一定延時才發(fā)出報警信號，正確地考慮了輪機人員操作所需的時間，也保證了報警信號的準(zhǔn)確性；③報警信號明顯醒目，對糾正錯車操作有一定好處；④儀器內(nèi)增加了倒正車信號指示和報警指示，增加了自檢的功能，維修方便。
實施例本自動記錄報警器規(guī)定了命令的種類、打印代號及與磁控開關(guān)相對應(yīng)的號碼備車 ST、BY J1停車 STOP J2微速前進 D、S、AH J3低速前進 S·AH J4中速前進 H·AH J5全速前進 F·AH J6
完車 F、W、E J7微速后退 D、S、AS J8低速后退 S、AS J9中速后退 H、AS J10全速后退 F、AS J11雙臺主機時左車鐘命令為P，右車鐘命令為S，右車鐘相應(yīng)的各種命令的磁控開關(guān)為J12～J22。
在本實施例中微機為Z－80型，打印用TP－16微型打印機。8D鎖存器為74LS273。驅(qū)動器為MC75452P。三態(tài)緩沖器為74LS244。
本裝置的試制樣品裝在工程船舶上試運行三個月，證明功能穩(wěn)定，記錄準(zhǔn)確，節(jié)約人力，保證安全。其社會及經(jīng)濟效益是相當(dāng)可觀的。
權(quán)利要求1.一種智能化的自動儀表通用車鐘自動記錄報警器，其特征在于它是由船舶車鐘自動記錄裝置和船舶主機錯車報警裝置所組成的；它的車鐘自動記錄裝置是由車鐘命令信號識別電路、微型計算機微型打印機三部分組成，其車鐘命令信號識別電路中采用了6行4列磁控開關(guān)矩陣電路掃描監(jiān)測識別雙車共22種車鐘命令信號；它的船舶主機錯車報警裝置是由主機信號檢測輸入電路、錯車報警輸出電路和車鐘自動記錄裝置部分所組成的，其主機信號檢測輸入電路是由繼電器組成的電壓隔離轉(zhuǎn)換電路和由雙與非門組成的防抖動電路所構(gòu)成的。
2.按照權(quán)利要求1所述的自動記錄報警器，其特征在于它的車鐘自動記錄裝置中的車鐘命令信號識別電路是由磁控開關(guān)矩陣電路通過8D鎖存器和驅(qū)動器接到計算機數(shù)據(jù)總線上，磁控開關(guān)矩陣電路通過三態(tài)緩沖器也接到計算機的數(shù)據(jù)總線上。
專利摘要本方案屬于船舶車鐘信號的計算機檢測、控制及報警技術(shù)。為解決人工記錄車鐘信號不準(zhǔn)確及駕駛和輪機人員分設(shè)出現(xiàn)錯車可能造成巨大損失的問題，特提供本車鐘信號自動記錄報警器。它由車鐘記錄及錯車報警的兩部分所組成。在記錄裝置中采用了磁控開關(guān)矩陣識別信號電路。報警裝置將車鐘命令和主機操作兩信號經(jīng)軟件異或邏輯比較，遇有錯車經(jīng)一定延時發(fā)出報警信號。其樣品經(jīng)試用證明功能穩(wěn)定記錄準(zhǔn)確，節(jié)約人力，保證安全。
文檔編號G07C1/00GK2035509SQ8821351
公開日1989年4月5日 申請日期1988年8月26日 優(yōu)先權(quán)日1988年8月26日
發(fā)明者張洪明 申請人:天津市航道局設(shè)計研究所