CN201321899Y - 船用柴油机机旁控制箱主控板 - Google Patents

船用柴油机机旁控制箱主控板 Download PDF

Info

Publication number
CN201321899Y
CN201321899Y CNU200820157246XU CN200820157246U CN201321899Y CN 201321899 Y CN201321899 Y CN 201321899Y CN U200820157246X U CNU200820157246X U CN U200820157246XU CN 200820157246 U CN200820157246 U CN 200820157246U CN 201321899 Y CN201321899 Y CN 201321899Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
marine diesel
analog
diesel engine
control box
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNU200820157246XU
Other languages
English (en)
Inventor
黄鹤
吴帆
张平
刘赟
吕健
周航
张博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
711th Research Institute of CSIC
Original Assignee
711th Research Institute of CSIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 711th Research Institute of CSIC filed Critical 711th Research Institute of CSIC
Priority to CNU200820157246XU priority Critical patent/CN201321899Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201321899Y publication Critical patent/CN201321899Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control By Computers (AREA)

Abstract

本实用新型涉及一种具有网络化、数字化特点的船用柴油机机旁控制箱主控板，包括模拟量输入模块、开关量输入模块、模拟量输出模块、开关量输出模块、主微处理器模块以及CAN通讯模块。模拟量输入模块，用以采集模拟量信号。开关量输入模块用以采集开关量信号。模拟量输出模块用以输出模拟量信号。开关量输出模块用以输出开关量信号。主微处理器模块分别连接所述模拟量输入模块、开关量输入模块、模拟量输出模块以及开关量输出模块，用以采集模拟量信号、开关量信号，根据采集的信号进行数据处理和运算，并输出开关量信号和模拟量信号。CAN通讯模块用以连接该主微处理器模块至一CAN总线。

Description

船用柴油机机旁控制箱主控板
技术领域
本实用新型涉及一种自动控制领域，尤其涉及船用柴油机机旁控制箱主控板。
背景技术
随着自动化控制技术的不断发展，采用网络化和数字化的新型船用电路板设计正在逐渐取代传统的设计模式。新型船用电路板要求在硬件和软件设计上都遵循标准化和模块化的设计理念。通过简单配置软、硬件功能就可以适用于不同类型的柴油机。另外，船用自动化领域普遍要求采用CAN现场总线技术，通过网络协议转换后接入以太网进行传输，实现信息共享。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种网络化、数字化的船用柴油机机旁控制箱主控板。
本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是一种船用柴油机机旁控制箱主控板，包括模拟量输入模块、开关量输入模块、模拟量输出模块、开关量输出模块、主微处理器模块以及CAN通讯模块。模拟量输入模块，用以采集模拟量信号。开关量输入模块用以采集开关量信号。模拟量输出模块用以输出模拟量信号。开关量输出模块用以输出开关量信号。主微处理器模块分别连接所述模拟量输入模块、开关量输入模块、模拟量输出模块以及开关量输出模块，用以采集模拟量信号、开关量信号，根据采集的信号进行数据处理和运算，并输出开关量信号和模拟量信号。CAN通讯模块用以连接该主微处理器模块至一CAN总线。
在本实用新型的一实施例中，上述的船用柴油机机旁控制箱主控板还包括：脉冲量输入模块、从微处理器模块以及SPI总线传输模块。脉冲量输入模块用以采集脉冲量信号，并根据脉冲信号获得一频率信号。从微处理器模块连接该脉冲量输入模块，从微处理器模块采集该频率信号并通过SPI总线传输给该主微处理器模块。SPI总线传输模块连接于该主微处理器模块与该从微处理器模块之间。
在本实用新型的一实施例中，上述的船用柴油机机旁控制箱主控板还包括电源隔离过滤模块，用于电气分离该主控板的数字电源和模拟电源，以及数字接地和模拟接地。
在本实用新型的一实施例中，该CAN通讯模块为冗余CAN通讯模块，所述CAN总线为两路独立总线。
在本实用新型的一实施例中，该模拟量输出模块包括ADUM1200隔离模块和LM324放大器。
在本实用新型的一实施例中，该模拟量输入模块由LM324放大器和外围电路构成。
在本实用新型的一实施例中，该开关量输入模块由光隔PS2801-4和外围电阻构成。
在本实用新型的一实施例中，该开关量输出模块包括继电器，其中继电器线圈两端并联续流二极管。
本实用新型由于采用以上技术方案，使之与传统的船用柴油机机旁控制箱主控板相比，具有网络化、数字化的特点，因此能更好地适应船用自动控制技术的需求。
附图说明
为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明，其中：
图1是根据本实用新型一实施例的船用柴油机机旁控制箱主控板结构框图。
图2是本实用新型的电源模块及电源过滤电路图。
图3是本实用新型的微处理器模块电路图。
图4是本实用新型的ADC模拟量输入模块电路图。
图5是本实用新型的模拟量输出模块电路图。
图6是本实用新型的脉冲量输入模块及从微处理器电路图。
图7是本实用新型的开关量输入模块电路图。
图8是本实用新型的开关量输出模块电路图。
具体实施方式
参照图1所示，本实用新型所提供的机旁控制箱主控板100主要由主、从微处理器模块101、102、电源模块110、电源隔离过滤模块(如图2所示)112、CAN通讯模块120、模拟量输入模块130、模拟量输出模块140、脉冲量输入模块150、SPI总线传输模块160、开关量输入模块170和开关量输出模块180构成。下面参照具体的电路图分别说明各个模块的实例。
主微处理器模块101是以PHILIP LPC2129为核心的微处理器模块。LPC2129是基于一个实时仿真和跟踪的32位ARM7TDMI-STM CPU，并带有256K字节(KB)的高速Flash存储器，128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率(60Hz工作频率)下运行。16KB片内静态RAM；Embedded ICE-RT可实现断点和观察点，当使用片内Real Monitor软件对前台任务进行调试时，中断服务程序可继续运行；嵌入式跟踪宏单元(ETM)支持对执行代码进行无干扰的高速实时跟踪；2个互连的CAN接口，带有先进的验收滤波器；4路10位A/D转换器，转换时间低至2.44μs。多个串行接口，包括2个16C550工业标准UART、高速I2C接口(400kbit/s)和2个SPI接口；2个32位定时器(带4路捕获和4路比较通道)、PWM单元(6路输出)、实时时钟和看门狗；多达46个通用I/O口(可承受5V电压)，9个边沿或电平触发的外部中断引脚。
主微处理器模块101和从微处理器模块102之间通过SPI总线传输模块160连接，作为整体微处理器，用于采集开关量信号、脉冲信号、模拟量信号，根据采集的数据进行数据处理和运算，并输出开关量信号和模拟量信号。其中从微处理模块102主要用来采集脉冲量，并将频率信号通过SPI总线传递给主微处理模块101。
参照图3所示，主微处理器模块101通过CAN通讯模块120连接到CAN总线(现场总线)，以便与其他设备通讯。CAN通讯模块120较佳地为具有双CAN接口的冗余通讯模块，用于向两路独立总线CAN1、CAN2提供差动发送功能和差动接收功能，并按标准自动完成物理层和数据链路层的所有功能。CAN通讯模块120可由两片型号为CTM1050的CAN控制器组成。CTM1050是一款带隔离的高速CAN收发器芯片，该芯片内部集成了所有必需的CAN隔离及CAN收、发器件，具有隔离、ESD保护功能；完全符合ISO 11898标准的CAN收发器；速率最高达1Mbit/s；高低温特性好，能满足工业级产品技术要求。
参照图2所示，本主控板的电源模块110由FKC08-24S05的电源模块和二极管组成的桥路、两个电容构成。电源过滤模块112用于把主控板上的数字电源与模拟电源分开，并把数字接地与模拟接地分开，为数模转换提供稳定的电源，电源过滤模块120由两个电感、两个电阻、两个电容组成。
ADC模拟量输入模块130用于模拟量信号的输入转换，参照图4所示，ADC模拟量输入模块130由一片型号为LM324的放大器和外围电路组成。
模拟量输出模块140用于处理4-20mA信号的输出。模拟量输出模块140通过调整PWM信号的占空比来控制输出模拟量的大小。参照图5所示，模拟量输出模块140用ADUM1200隔离模块和LM324放大器构成。PWM输出信号先通过ADUM1200数字隔离器之后，再用LM324放大器将信号放大后通过一片2N3904三极管输出。
脉冲量输入模块150用于采集脉冲信号，根据脉冲信号的高低电平变换来测量频率，该频率由从微处理器模块102采集处理后通过SPI总线传递给主微处理器模块。脉冲量输入模块150及从微处理器模块102的组成如图6所示，其中从微处理器模块102以外的部份组成脉冲量输入模块150。
参照图7所示，开关量输入模块170有16路开关量输入，由4片光隔PS2801-4(四路)和外围电阻构成，其中PS2801-4起到了良好的隔离作用。
参照图8所示，开关量输出模块180可处理8路开关量输出，该模块由74LS00四与非门(两片)、光隔PS2801-4、二极管1N4004、24V继电器以及若干个电阻、电容构成。值得一提的是，为防止继电器线圈瞬间断电瞬间产生较高的感应电压，在继电器线圈两端应并联整流二极管1N4004。
本实用新型由于选用CAN总线，且各模块由贴片技术制造，使本实用新型印刷电路板尺寸小、功能全，具有高精度和高稳定性等特点。特别是本实用新型采用现场总线技术，使得该系统更能适应新型机旁监测控制系统的需要。
本实用新型提供具有以上数字化特点的机旁控制箱主控板，应用于模块化的船用柴油机机旁监测控制系统中。船用柴油机机旁控制系统采用触摸按键、液晶屏显示的形式，可根据用户需求进行参数配置设定、修改；具有友好的人机界面，操作简单直观、方便。可实现柴油机的正常和热、冷机起动、柴油机起动失败和3次自起动控制、正常停车和安全保护停车、停车失败处理、起动联锁判断、起动部位转换、越控停车或降速等控制功能。机旁控制模式分为遥控和机旁两种，遥控模式是指遥控信号由监控模块、标显台、遥控模块等远程控制平台发令，机旁控制箱主控模块实施；机旁模式是指在机旁控制箱面板上由点击按钮直接发令，机旁控制箱实施。由机旁控制箱检测到的数据通过CAN总线发送到显示模块进行显示或通过转换成模拟量和开关量输出供仪表和操作灯显示。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种船用柴油机机旁控制箱主控板，其特征在于包括：
模拟量输入模块，用以采集模拟量信号；
开关量输入模块，用以采集开关量信号；
模拟量输出模块，用以输出模拟量信号；
开关量输出模块，用以输出开关量信号；
主微处理器模块，分别连接所述模拟量输入模块、开关量输入模块、模拟量输出模块以及开关量输出模块，用以采集模拟量信号、开关量信号，根据采集的信号进行数据处理和运算，并输出开关量信号和模拟量信号；以及
CAN通讯模块，用以连接该主微处理器模块至一CAN总线。
2.如权利要求1所述的船用柴油机机旁控制箱主控板，其特征在于还包括：
脉冲量输入模块，用以采集脉冲量信号，并根据脉冲信号获得一频率信号；
从微处理器模块，连接该脉冲量输入模块，从微处理器模块采集该频率信号并通过SPI总线传输给该主微处理器模块；以及
SPI总线传输模块，连接于该主微处理器模块与该从微处理器模块之间。
3.如权利要求1所述的船用柴油机机旁控制箱主控板，其特征在于，还包括电源隔离过滤模块，用于电气分离该主控板的数字电源和模拟电源，以及数字接地和模拟接地。
4.如权利要求1所述的船用柴油机机旁控制箱主控板，其特征在于，该CAN通讯模块为冗余CAN通讯模块，所述CAN总线为两路独立总线。
5.如权利要求1所述的船用柴油机机旁控制箱主控板，其特征在于，该模拟量输出模块包括ADUM1200隔离模块和LM324放大器。
6.如权利要求1所述的船用柴油机机旁控制箱主控板，其特征在于，该模拟量输入模块由LM324放大器和外围电路构成。
7.如权利要求1所述的船用柴油机机旁控制箱主控板，其特征在于，该开关量输入模块由光隔PS2801-4和外围电阻构成。
8.如权利要求1所述的船用柴油机机旁控制箱主控板，其特征在于，该开关量输出模块包括继电器，其中继电器线圈两端并联续流二极管。
CNU200820157246XU 2008-12-17 2008-12-17 船用柴油机机旁控制箱主控板 Expired - Fee Related CN201321899Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU200820157246XU CN201321899Y (zh) 2008-12-17 2008-12-17 船用柴油机机旁控制箱主控板

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU200820157246XU CN201321899Y (zh) 2008-12-17 2008-12-17 船用柴油机机旁控制箱主控板

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201321899Y true CN201321899Y (zh) 2009-10-07

Family

ID=41159283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNU200820157246XU Expired - Fee Related CN201321899Y (zh) 2008-12-17 2008-12-17 船用柴油机机旁控制箱主控板

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201321899Y (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102970012A (zh) * 2012-11-22 2013-03-13 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 具有诊断功能的开关量输出模块
CN104062965A (zh) * 2014-07-08 2014-09-24 武汉理工大学 船舶柴油机机旁监测控制系统
CN104599183A (zh) * 2014-11-28 2015-05-06 西安交通大学 一种用于程序化交易的通信装置
CN105971746A (zh) * 2016-05-10 2016-09-28 武汉理工大学 船用中速微喷引燃型双燃料发动机控制系统
CN107340744A (zh) * 2017-08-21 2017-11-10 天津凌天科技有限公司 用于舰船电子设备的参数设定模块
CN109669430A (zh) * 2017-10-17 2019-04-23 株洲中车时代电气股份有限公司 一种内燃机车柴油机系统监控装置
CN109917739A (zh) * 2019-03-11 2019-06-21 安庆船用电器有限责任公司 船用柴油机plc控制屏系统

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102970012A (zh) * 2012-11-22 2013-03-13 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 具有诊断功能的开关量输出模块
CN102970012B (zh) * 2012-11-22 2015-04-15 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 具有诊断功能的开关量输出模块
CN104062965A (zh) * 2014-07-08 2014-09-24 武汉理工大学 船舶柴油机机旁监测控制系统
CN104599183A (zh) * 2014-11-28 2015-05-06 西安交通大学 一种用于程序化交易的通信装置
CN104599183B (zh) * 2014-11-28 2018-06-26 西安交通大学 一种用于程序化交易的通信装置
CN105971746A (zh) * 2016-05-10 2016-09-28 武汉理工大学 船用中速微喷引燃型双燃料发动机控制系统
CN105971746B (zh) * 2016-05-10 2019-10-25 武汉理工大学 船用中速微喷引燃型双燃料发动机控制系统
CN107340744A (zh) * 2017-08-21 2017-11-10 天津凌天科技有限公司 用于舰船电子设备的参数设定模块
CN109669430A (zh) * 2017-10-17 2019-04-23 株洲中车时代电气股份有限公司 一种内燃机车柴油机系统监控装置
CN109917739A (zh) * 2019-03-11 2019-06-21 安庆船用电器有限责任公司 船用柴油机plc控制屏系统
CN109917739B (zh) * 2019-03-11 2024-05-17 安庆船用电器有限责任公司 船用柴油机plc控制屏系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201321899Y (zh) 船用柴油机机旁控制箱主控板
CN105785958B (zh) 基于智慧工厂的多功能数据采集器、采集系统及方法
CN101345629B (zh) 一种双现场总线接口转换器
CN201540330U (zh) 数字式多功能网络电测仪表
CN2786671Y (zh) 基于can总线的分布式潜水电机监控系统
CN201717635U (zh) 基于dsp及fpga芯片的有源电力滤波器控制系统
CN103034220A (zh) 一种发电厂一体化控制器
CN202583795U (zh) 一种可热插拔的plc多接口通讯模块
CN201656556U (zh) 基于双Profibus-DP总线接口的400V低压保护测控装置
CN201218959Y (zh) Can总线数据记录仪
CN201278008Y (zh) 一种变压器综合监控仪
CN203430525U (zh) 一种基于控制器的盾构分布式plc控制系统
CN103490797A (zh) 一种基于电力线的智能通讯系统
CN205427040U (zh) 一种单相静止式多费率电能表
CN202304874U (zh) 一种热工型能效数据采集终端
CN206096885U (zh) 一种二次供水设备能耗数字采集控制系统
CN202587019U (zh) 一种可热插拔的以太网通讯模块
CN201184970Y (zh) 船舶机舱数据采集嵌入板
CN204408027U (zh) 一种智能化配电系统
CN201047911Y (zh) 一种带Profibus-DP总线接口的远程IO模拟量模块
CN202586501U (zh) 电力智能监控装置
CN202837497U (zh) 一种基于spi总线的串行开关量采集系统
CN102527170A (zh) 基于无线及电力线载波通信技术的ffu群控系统
CN202583796U (zh) 一种可热插拔的多通道模拟量输出模块
CN204334390U (zh) 一种用于同步电动机励磁控制的控制板

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20091007

Termination date: 20141217

EXPY Termination of patent right or utility model