CN114895584A - 一种船用低速机的驱动控制装置、方法和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种船用低速机的驱动控制装置、方法和电子设备,该装置包括:信号采集模块、主控制模块、第一从控制模块和多个第二从控制模块;信号采集模块采集第一气缸内飞轮的状态信号;多个第二从控制模块依次连接,第一从控制模块与第一个第二从控制模块连接,主控制模块与第一从控制模块连接,第一从控制模块根据状态信号确定运行信息,并将运行信息和第一本地时钟信号发送至主控制模块;主控制模块将运行信息和第一本地时钟信号发至第二从控制模块并实时同步从控制模块的时钟;第二从控制模块根据第一本地时钟信号和运行信息控制对应的第二气缸的运行状态。本方案可以实现多个气缸的运行信息同步,提高通讯的实时性和气缸运行状态的同步性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及船用低速机控制技术,尤其涉及一种船用低速机的驱动控制装置、方法和电子设备。
背景技术
随着船舶行业的发展,为提高各类船舶的适应性并提供较好的推动力,船用低速机由于其热效率高、经济性好、起动容易被广泛应用于船舶中。为了使螺旋桨具有较高的推进效率,要求有较低的转速,故常采用低速船用低速机直接驱动螺旋桨。
现有技术中对船用低速机转速信号的采集常通过主机带动编码器或安装有霍尔传感器的齿盘进行,而为了增加整个航行过程的稳定性,需将采集到的转速信号分发至船上各控制器中。转速信号的分发常采用两种方式来完成:一种是通过将所有控制器都接入转速信号以完成信号的同步,另一种是通过通信方式来分发转速信号,该通信方式常采用CAN网络或以太网进行。
然而当所有控制器都接入转速信号时,虽然可以保证各控制器间转速信号的同步,但其需要连接的线缆较多,接线复杂同时很难保证各个控制器基于时间控制的一致性;而采用CAN网络或以太网进行通信以分发转速信号时,却很难保证通信的实时性和转速信号的同步性。
发明内容
本发明提供一种船用低速机的驱动控制装置、方法和电子设备,以实现多个气缸的运行信息同步,提高通讯的实时性和气缸运行状态的同步性。
第一方面,本发明实施例提供了一种船用低速机的驱动控制装置,船用低速机的驱动控制装置包括:信号采集模块、主控制模块、第一从控制模块和多个第二从控制模块;
所述信号采集模块用于采集船用低速机中第一气缸内飞轮的状态信号;
多个所述第二从控制模块依次连接,所述第一从控制模块与第一个所述第二从控制模块连接,所述主控制模块与所述第一从控制模块连接,所述第一从控制模块与所述信号采集模块连接,所述第一从控制模块用于根据所述状态信号确定运行信息,并将所述运行信息和第一本地时钟信号发送至所述主控制模块;所述主控制模块用于将所述运行信息和第一本地时钟信号经所述第一从控制模块发送至所述第二从控制模块并实时同步所述第二从控制模块的时钟;所述第二从控制模块用于根据所述第一本地时钟信号和所述运行信息控制船用低速机中对应的第二气缸的运行状态。
可选地,所述主控制模块、所述第一从控制模块和多个所述第二从控制模块之间通过以太网控制自动化技术总线通讯连接。
可选地,所述信号采集模块设置于所述第一气缸的内壁,与所述第一气缸内飞轮的侧面正对,用于采集所述第一气缸的所述状态信号,所述状态信号包括上止点信号和相位信号;
第一从控制模块包括信号处理单元,所述信号处理单元与所述信号采集模块连接,用于根据所述上止点信号和所述相位信号确定所述第一气缸内飞轮的所述运行信息,所述运行信息包括实时转速和实时相位。
可选地,所述信号采集模块包括第一开关信号收发单元和第二开关信号收发单元,所述第一开关信号收发单元和第二开关信号收发单元均用于向所述飞轮的侧面上的相对位置发出第一探测信号,接收反射回来的所述第一探测信号并转发至所述信号处理单元,所述第一探测信号作为所述相位信号。
可选地,所述信号采集模块还包括上止点确定单元,所述上止点确定单元用于向所述飞轮的侧面上的相对位置发出第二探测信号,根据反射回来的所述第二探测信号生成上止点信号并转发至所述信号处理单元。
可选地,所述第一从控制模块还包括第一信号传输单元和第一驱动单元,所述第一信号传输单元与所述信号处理单元连接,用于转发所述第一本地时钟信号和所述运行信息;
所述第一驱动单元与所述信号处理单元连接,用于根据所述信号处理单元的第一控制信号控制对应所述第一气缸的运行状态。
可选地,所述第二从控制模块包括第二信号传输单元、偏移补偿单元和第二驱动单元,所述第二信号传输单元与所述偏移补偿单元连接,用于接收并转发所述第一本地时钟信号和所述运行信息;
所述偏移补偿单元与所述第二信号传输单元连接,用于根据所述第一本地时钟信号和所述运行信息生成第二控制信号;
所述第二驱动单元与所述偏移补偿单元连接,用于根据所述偏移补偿单元的所述第二控制信号控制对应所述第二气缸的运行状态。
可选地,所述第一信号传输单元和所述第二信号传输单元均包括EtherCAT从站协议芯片和物理接口收发器。
第二方面,本发明实施例还提供了一种船用低速机的驱动控制方法,船用低速机的驱动控制方法包括:
信号采集模块采集船用低速机的第一气缸内飞轮的状态信号;
第一从控制模块根据所述状态信号确定运行信息,并将运行信息和第一本地时钟信号发送至主控制模块;
所述主控制模块将所述运行信息和所述第一本地时钟信号发送至第二从控制模块并实时同步所述第二从控制模块的时钟;
第二从控制模块根据所述第一本地时钟信号和所述运行信息控制对应的第二气缸的运行状态。
第三方面,本发明实施例还提供了一种电子设备,所述电子设备包括:
至少一个处理器;以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序,所述计算机程序被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行第二方面所述的船用低速机的驱动控制方法。
本实施例提供的船用低速机的驱动控制装置、方法和电子设备,设置于船用低速机第一气缸的信号采集模块可以采集第一气缸内飞轮的状态信号,第一从控制模块可以据所述状态信号确定第一气缸内飞轮的运行信息并记录信号采集时的第一时钟信号,主控制模块可以控制第一从控制模块和第二从控制模块保持时钟统一,还可以将第一从控制模块发出的运行信息和第一时钟信号转发至第二从控制模块,第二从控制模块可以根据第一时钟信号与本地时钟的差异控制对应的第二气缸的运行状态,实现了船用低速机多个气缸的运行状态的同步控制,第二从控制模块可以根据第一时钟信号与本地时钟信号的差异确定对应第二气缸此时的运行信息,使得船用低速机的多个气缸的运行信息同步,提高了船用低速机多个气缸对应的控制模块之间通讯的实时性和气缸运行状态的同步性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的船用低速机的一种驱动控制装置的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的船用低速机的另一种驱动控制装置的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的船用低速机的一种信号采集模块和飞轮的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种两个相位开关量信号的波形对比图;
图5为本发明实施例提供的船用低速机的又一种驱动控制装置的结构示意图;
图6为本发明实施例提供的一种船用低速机的驱动控制方法的流程图;
图7为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明实施例提供了船用低速机的一种驱动控制装置。图1为本发明实施例提供的船用低速机的一种驱动控制装置的结构示意图,参照图1,船用低速机的驱动控制装置100包括:信号采集模块101、主控制模块102、第一从控制模块103和多个第二从控制模块104;信号采集模块101设置于船用低速机的第一气缸内,用于采集船用低速机中第一气缸内飞轮的状态信号;多个第二从控制模块104依次连接,第一从控制模块103与第一个第二从控制模块104连接,主控制模块102与第一从控制模块103连接,第一从控制模块103与信号采集模块101连接,第一从控制模块103用于根据状态信号确定运行信息,并将运行信息和第一本地时钟信号发送至主控制模块102;主控制模块102用于将运行信息和第一本地时钟信号经第一从控制模块103发送至第二从控制模块104并实时同步第二从控制模块104的时钟;第二从控制模块104用于根据第一本地时钟信号和运行信息控制船用低速机中对应的第二气缸的运行状态。
具体地,船用低速机为船只上使用的低速发动机,示例性地,船用低速机可以为柴油机。信号采集模块101为设置于船用低速机的第一气缸中的传感组件,可以采集第一气缸中飞轮的状态信号,状态信号可以为相位信号和上止点信号,相位信号可以为传感组件根据飞轮上实时与传感组件对应的位置所产生的信号,上止点信号可以为传感组件根据飞轮上止点的位置所产生的信号。第一从控制模块103可以进一步处理信号采集模块101输出的状态信号,根据状态信号确定第一气缸飞轮的运行信息,将运行信息和第一本地时钟信号一同转发至主控制模块102,其中,第一本地时钟信号为第一从控制模块103接收到状态信号时生成的时钟信号,可以记录状态信号产生的时间。主控制模块102为驱动控制装置的总控制模块,经第一从控制模块103与多个第二从控制模块104连接,可以发出时钟同步信号控制第一从控制模块103和多个第二从控制模块104的本地时间保持一致。主控制模块102还可以将运行信息和对应的第一本地时钟信号经第一从控制模块103转发至各个第二从控制模块104。各个第二从控制模块104分别与船用低速机中对应的第二气缸连接,第二从控制模块104与第二气缸数量相同并一一对应链接,第二从控制模块104可以根据第一本地时钟信号确定本地时间与状态信号产生的时间之间的时间差,并根据时间差确定与运行信息对应的本地控制信号,根据本地控制信号控制对应的第二气缸的运行状态,使各个第二气缸内的飞轮的相位和速度均与第一气缸保持一致。
本实施例提供的船用低速机的驱动控制装置,设置于船用低速机第一气缸的信号采集模块可以采集第一气缸内飞轮的状态信号,第一从控制模块可以据所述状态信号确定第一气缸内飞轮的运行信息并记录信号采集时的第一时钟信号,主控制模块可以控制第一从控制模块和第二从控制模块保持时钟统一,还可以将第一从控制模块发出的运行信息和第一时钟信号转发至第二从控制模块,第二从控制模块可以根据第一时钟信号与本地时钟的差异控制对应的第二气缸的运行状态,实现了船用低速机多个气缸的运行状态的同步控制,第二从控制模块可以根据第一时钟信号与本地时钟信号的差异确定对应第二气缸此时的运行信息,使得船用低速机的多个气缸的运行信息同步,提高了船用低速机多个气缸对应的控制模块之间通讯的实时性和气缸运行状态的同步性。
继续参照图1,可选地,主控制模块102、第一从控制模块103和多个第二从控制模块104之间通过以太网控制自动化技术总线通讯连接。
具体地,以太网控制自动化技术总线也称为EtherCAT总线,可以理解为以以太网为基础的现场总线,EtherCAT网络中包括多个通讯节点,当资料帧通过EtherCAT节点时,节点会转发资料帧,再传送至下一个节点,同时在识别出对应此节点的资料时会对其进行相应的处理,并通过在传送到下一节点的资料中插入需要送出资料的方式完成送出资料的操作。主控制模块102、第一从控制模块103和多个第二从控制模块104可以分别作为EtherCAT网络中的一个节点。由于EtherCAT网络中各节点接收及传送资料的时间小于1微秒,且只需一个帧即可提供所处网络上各节点间的资料传送及接收。故采用EtherCAT网络对船用低速机的驱动控制装置100中的主控制模块102、第一从控制模块103和第二从控制模块104进行组网,保证了转速信息在各控制模块之间传输的实时性并提高了网络带宽的利用率。
EtherCAT网络还具有分布式时钟功能,可使EtherCAT网络中各节点对应的设备使用相同的系统时间,从而控制各设备的任务同步执行。在本发明实施例中通过EtherCAT网络的分布式时钟功能实现了主控制模块102、第一从控制模块103和第二从控制模块104之间的时钟同步。具体地,将与主控制模块102直接相连的第一从控制模块103的本地时钟作为参考时钟,以该参考时钟的时间信息来同步第二从控制模块104的本地时钟。
本实施例提供的船用低速机的驱动控制装置,主控制模块、第一从控制模块和第二从控制模块之间的通讯连接采用EtherCAT网络连接,每个模块作为EtherCAT网络中的一个节点,主控制模块具有时钟同步功能,可以使各个第二从控制模块的本地时钟均与第一从控制模块保持一致,实现了船用低速机的驱动控制装置中各个模块的时钟同步,解决了使用网络通信向多个从控制模块分发运行信息时,难以保证通信实时性和运行信息同步性的问题,保证了接收运行信息的各个第二从控制模块之间通讯连接的线缆简洁性,提高了船用低速机中各气缸对应的从控制模块接收运行信息的实时性和同步性。
图2为本发明实施例提供的船用低速机的另一种驱动控制装置的结构示意图,图3为本发明实施例提供的船用低速机的一种信号采集模块和飞轮的结构示意图,图4为本发明实施例提供的一种两个相位开关量信号的波形对比图,参照图2,可选地,信号采集模块101设置于第一气缸的内壁,与第一气缸内飞轮的侧面正对,用于采集第一气缸的状态信号,状态信号包括上止点信号和相位信号。
第一从控制模块103包括信号处理单元201、第一信号传输单元202和第一驱动单元203,信号处理单元201与信号采集模块101连接,用于根据上止点信号和相位信号确定第一气缸内飞轮的运行信息,运行信息包括实时转速和实时相位。第一信号传输单元202与信号处理单元201连接,用于转发第一本地时钟信号和运行信息;第一驱动单元203与信号处理单元201连接,用于根据信号处理单元201的第一控制信号控制对应第一气缸的运行状态。
第二从控制模块104包括第二信号传输单元205、偏移补偿单元204和第二驱动单元206,第二信号传输单元205与偏移补偿单元204连接,用于接收并转发第一本地时钟信号和运行信息;偏移补偿单元204与第二信号传输单元205连接,用于根据第一本地时钟信号和运行信息生成第二控制信号;第二驱动单元206与偏移补偿单元204连接,用于根据偏移补偿单元204的第二控制信号控制对应第二气缸的运行状态。
具体地,结合图3,信号采集模块101包括第一开关信号收发单元207和第二开关信号收发单元208,第一开关信号收发单元207和第二开关信号收发单元208均用于向飞轮的侧面上的相对位置发出第一探测信号,接收反射回来的第一探测信号并转发至信号处理单元201,第一探测信号作为相位信号。第一开关信号收发单元207和第二开关信号收发单元208相互对应。第一开关信号单元和第二开关信号收发单元208可以为激光测距装置,可以按照预设方向向飞轮的侧面发出探测激光信号(本发明实施例中的第一探测信号),并将旋转的飞轮反射回来的探测激光转换为电信号的形式并发送至信号处理单元201。信号处理单元201可以对第一开关信号收发单元207和第二开关信号收发单元208发出第一探测信号进行滤波处理后进行信号分析,可通过现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable GateArray,FPGA)对状态信号进行采集和处理,也可通过其他方式对状态信号进行采集和处理,本发明实施例对此不进行限制。在信号分析的过程中,信号处理单元201可以根据第一开关信号收发单元207和第二开关信号收发单元208发出两个第一探测信号可以分别确定出飞轮侧面上与第一开关信号收发单元207实时对应的位置的开关量信号和飞轮侧面上与第二开关信号收发单元208实时对应的位置的开关量信号,开关量信号中的高电平信号表示该开关信号收发单元实时对应的位置为飞轮的凸起处,开关量信号中的低电平信号表示该开关信号收发单元实时对应的位置为飞轮的凹陷处。结合图4,由于第一开关信号收发单元207和第二开关信号收发单元208对应飞轮侧面的不同位置,则在飞轮旋转的过程中两个开关量信号的相位存在时间差△t,信号处理单元201可以根据两个开关量信号的相位的时间差△t的确定第一气缸中飞轮的旋转方向,还可以根据任一开关量信号中高电平的持续时间确定飞轮的转速,实时转速包括转速和旋转方向。
继续结合图2和图3,信号采集模块101还包括上止点确定单元209,上止点确定单元209用于向飞轮的侧面上的相对位置发出第二探测信号,根据反射回来的第二探测信号生成上止点信号并转发至信号处理单元201。上止点确定单元209可以为精度更高的激光测距装置,激光发射口正对飞轮的侧面,可以发出第二探测信号并接收飞轮侧面反射回来的第二探测信号,根据反射回来的第二探测信号确定测量激光发射口与飞轮侧面对应位置的距离,并在距离等于预设最小值时生成上止点信号。信号处理单元201可以根据上止点信号确定第一气缸中飞轮的实时相位。
第一信号传输单元202和第二信号传输单元205可以为EtherCAT网络中的从站模块。第一信号传输单元202可以将信号处理单元201确定的实时转速、实时相位和第一本地时钟信号转发至主控制模块102,第一信号传输单元202还可以接收主控制模块102输出的运行信息和第一本地时钟信号并转发至第一个第二从控制模块104。第二信号传输单元205可以接收主控制模块102输出的运行信息和第一本地时钟信号并转发至下一个第二从控制模块104。偏移补偿单元204可以包括数据处理芯片,可以根据本地时钟信号与第一本地时钟信号的差异确定对应的第二气缸与第一气缸之间的相位差,进而根据第一气缸的运行信息和相位差确定第二控制信号。
第一驱动单元203和第二驱动单元206可以为控制器,第一驱动单元203与信号处理单元201连接,可以根据信号处理单元201的第一控制信号控制对应第一气缸的运行状态。第一驱动单元203控制第一气缸运行状态的方式可以是控制第一气缸的排气装置和喷油装置的工作状态。相似地,第二驱动单元206与偏移补偿单元204连接,可以根据偏移补偿单元204的第二控制信号控制对应第二气缸的运行状态。第二驱动单元206控制第二气缸运行状态的方式可以是控制第二气缸的排气装置和喷油装置的工作状态,以保证第二气缸中飞轮的转速和相位与第一气缸保持一致。
本实施例提供的船用低速机的驱动控制装置中的信号采集模块,第一从控制模块获取第一气缸的转速和相位信息以及第一从控制模块的第一本地时钟信号,将转速、相位信息和第一本地时钟信号发送至主控制模块,主控制模块将转速、相位信息和第一本地时钟信息转发至各第二从控制模块,使得第二从控制模块根据第一本地时钟信息进行相位同步,实现了船用低速机中多个气缸的运行状态的同步控制,第二从控制模块可以根据第一时钟信号与本地时钟信号的差异确定对应第二气缸此时的运行信息,使得船用低速机的多个气缸的运行信息同步,提高了船用低速机多个气缸对应的控制模块之间通讯的实时性和气缸运行状态的同步性。
图5为本发明实施例提供的船用低速机的又一种驱动控制装置的结构示意图,参照图5,可选地,第一信号传输单元202和第二信号传输单元205均包括EtherCAT从站协议芯片501和物理接口收发器502。主控制模块102包括主控制芯片503、以太网芯片504和物理接口收发器502。
示例性地,主控制模块102可以包括一个物理接口收发器502、一个以太网芯片504和一个主控制芯片503。主控制芯片503用于对整个主控制模块102进行控制和管理,以太网芯片504用于接收运行信息和时钟信息并对其进行转发。第一从控制模块103包括两个物理接口收发器502、EtherCAT从站协议芯片501和第一从控制芯片(信号处理单元201的具体实施方式),第一从控制芯片用于对整个第一从控制模块103进行控制和管理,第一从控制模块103中的EtherCAT从站协议芯片501用于第一从控制模块103与主控制模块102及后续第二从控制模块104间的通信,同时,第一从控制芯片接收信号采集模块101采集到的状态信号。后续各个第二从控制模块104均包括1或2个物理接口收发器502、第二从控制芯片(偏移补偿单元204的具体实施方式)和EtherCAT从站协议芯片501。其中,当主控制模块102以资料帧的形式向与其连接的第二从控制模块104发送信息时,若某一第二从控制模块104检测到其下游不存在其他第二从控制模块104时,该第二从控制模块104的第二从控制芯片控制其向下游通信的物理接口收发器502关闭并回传以太网帧。在上述信息传送过程中,以第一从控制模块103的本地时钟作为参考时钟,将第一从控制模块103的本地时间信息携带于发送信息中传递至主控制模块102并由主控制模块102转发至各第二从控制模块104,以实现驱动控制装置中各模块之间时钟信息的同步。
本实施例提供的船用低速机的驱动控制装置,通过分布式时钟使得多个第二从控制模块均与第一从控制模块的本地时钟进行时钟同步,解决了使用网络通信向多个控制模块分发转速信息和相位信息时,难以保证通信实时性和转速相位信息同步性的问题,同时保证了接收转速信息的各从控制模块间线缆连接的简洁性,提高了船舶中各控制模块接收船用低速机转速信息和相位信息的实时性和同步性。
本发明实施例还提供了一种船用低速机的驱动控制方法。图6为本发明实施例提供的一种船用低速机的驱动控制方法的流程图,参照图6,船用低速机的驱动控制方法包括:
S701、信号采集模块采集船用低速机的第一气缸内飞轮的状态信号。
S702、第一从控制模块根据状态信号确定运行信息,并将运行信息和第一本地时钟信号发送至主控制模块。
S703、主控制模块将运行信息和第一本地时钟信号发送至第二从控制模块并实时同步第二从控制模块的时钟。
S704、第二从控制模块根据第一本地时钟信号和运行信息控制对应的第二气缸的运行状态。
本发明实施例还提供了一种电子设备,该电子设备用于实施前述船用低速机的驱动控制方法。图7为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图,参照图7,电子设备包括:至少一个处理器701;以及与至少一个处理器701通信连接的存储器702;其中,存储器702存储有可被至少一个处理器701执行的计算机程序,计算机程序被至少一个处理器701执行,以使至少一个处理器701能够执行前述的船用低速机的驱动控制方法。处理器701可以包括信号采集模块、第一从控制模块、主控制模块和第二从控制模块。
本发明实施例提供的船用低速机的驱动控制装置、方法和电子设备,设置于船用低速机第一气缸的信号采集模块可以采集第一气缸内飞轮的状态信号,第一从控制模块可以据状态信号确定第一气缸内飞轮的运行信息并记录信号采集时的第一时钟信号,主控制模块可以控制第一从控制模块和第二从控制模块保持时钟统一,还可以将第一从控制模块发出的运行信息和第一时钟信号转发至第二从控制模块,第二从控制模块可以根据第一时钟信号与本地时钟的差异控制对应的第二气缸的运行状态,实现了船用低速机多个气缸的运行状态的同步控制,第二从控制模块可以根据第一时钟信号与本地时钟信号的差异确定对应第二气缸此时的运行信息,使得船用低速机的多个气缸的运行信息同步,提高了船用低速机多个气缸对应的控制模块之间通讯的实时性和气缸运行状态的同步性。
上述产品可执行本发明任意实施例所提供的方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种船用低速机的驱动控制装置,其特征在于,包括:信号采集模块、主控制模块、第一从控制模块和多个第二从控制模块;
所述信号采集模块用于采集船用低速机中第一气缸内飞轮的状态信号;
多个所述第二从控制模块依次连接,所述第一从控制模块与第一个所述第二从控制模块连接,所述主控制模块与所述第一从控制模块连接,所述第一从控制模块与所述信号采集模块连接,所述第一从控制模块用于根据所述状态信号确定运行信息,并将所述运行信息和第一本地时钟信号发送至所述主控制模块;所述主控制模块用于将所述运行信息和第一本地时钟信号经所述第一从控制模块发送至所述第二从控制模块并实时同步所述第二从控制模块的时钟;所述第二从控制模块用于根据所述第一本地时钟信号和所述运行信息控制船用低速机中对应的第二气缸的运行状态。
2.根据权利要求1所述的船用低速机的驱动控制装置,其特征在于,所述主控制模块、所述第一从控制模块和多个所述第二从控制模块之间通过以太网控制自动化技术总线通讯连接。
3.根据权利要求1所述的船用低速机的驱动控制装置,其特征在于,所述信号采集模块设置于所述第一气缸的内壁,与所述第一气缸内飞轮的侧面正对,用于采集所述第一气缸的所述状态信号,所述状态信号包括上止点信号和相位信号;
第一从控制模块包括信号处理单元,所述信号处理单元与所述信号采集模块连接,用于根据所述上止点信号和所述相位信号确定所述第一气缸内飞轮的所述运行信息,所述运行信息包括实时转速和实时相位。
4.根据权利要求3所述的船用低速机的驱动控制装置,其特征在于,所述信号采集模块包括第一开关信号收发单元和第二开关信号收发单元,所述第一开关信号收发单元和第二开关信号收发单元均用于向所述飞轮的侧面上的相对位置发出第一探测信号,接收反射回来的所述第一探测信号并转发至所述信号处理单元,所述第一探测信号作为所述相位信号。
5.根据权利要求4所述的船用低速机的驱动控制装置,其特征在于,所述信号采集模块还包括上止点确定单元,所述上止点确定单元用于向所述飞轮的侧面上的相对位置发出第二探测信号,根据反射回来的所述第二探测信号生成上止点信号并转发至所述信号处理单元。
6.根据权利要求3所述的船用低速机的驱动控制装置,其特征在于,所述第一从控制模块还包括第一信号传输单元和第一驱动单元,所述第一信号传输单元与所述信号处理单元连接,用于转发所述第一本地时钟信号和所述运行信息;
所述第一驱动单元与所述信号处理单元连接,用于根据所述信号处理单元的第一控制信号控制对应所述第一气缸的运行状态。
7.根据权利要求6所述的船用低速机的驱动控制装置,其特征在于,所述第二从控制模块包括第二信号传输单元、偏移补偿单元和第二驱动单元,所述第二信号传输单元与所述偏移补偿单元连接,用于接收并转发所述第一本地时钟信号和所述运行信息;
所述偏移补偿单元与所述第二信号传输单元连接,用于根据所述第一本地时钟信号和所述运行信息生成第二控制信号;
所述第二驱动单元与所述偏移补偿单元连接,用于根据所述偏移补偿单元的所述第二控制信号控制对应所述第二气缸的运行状态。
8.根据权利要求7所述的船用低速机的驱动控制装置,其特征在于,所述第一信号传输单元和所述第二信号传输单元均包括EtherCAT从站协议芯片和物理接口收发器。
9.一种船用低速机的驱动控制方法,其特征在于,包括:
信号采集模块采集船用低速机的第一气缸内飞轮的状态信号;
第一从控制模块根据所述状态信号确定运行信息,并将所述运行信息和第一本地时钟信号发送至主控制模块;
所述主控制模块将所述运行信息和所述第一本地时钟信号发送至第二从控制模块并实时同步所述第二从控制模块的时钟;
第二从控制模块根据所述第一本地时钟信号和所述运行信息控制对应的第二气缸的运行状态。
10.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:
至少一个处理器;以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序,所述计算机程序被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行权利要求9中任一项所述的船用低速机的驱动控制方法。
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
WO2023197505A1 (zh) * | 2022-04-15 | 2023-10-19 | 中船动力研究院有限公司 | 船用低速机的驱动控制装置、方法和电子设备 |
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