船用全回转推进器双冗余控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种控制系统，尤其是一种船用全回转推进器双冗余控制系统，属于全回转推进器控制的技术领域。按照本发明专利技术提供的技术方案，所述船用全回转推进器双冗余控制系统，包括用于控制调速器、离合器以及回转液压系统的第一控制电路以及与所述第一控制系统构成冗余控制的第二控制电路；第一控制电路、第二控制电路通过切换选择电路与调速器、离合器以及回转液压系统连接，通过切换选择电路选择第一控制电路或第二控制电路对调速器、离合器以及回转液压系统进行所需的控制。本发明专利技术结构紧凑，能满足对船用全回转推进器的有效控制，提高控制的可靠性，便于后期的检查与维护，安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
船用全回转推进器双冗余控制系统
本专利技术涉及一种控制系统，尤其是一种船用全回转推进器双冗余控制系统，属于全回转推进器控制的

技术介绍
全回转推进器又称Z型推进器，它能通过传动机构使螺旋桨或导管推进器在水平面内绕竖轴作360°转动，用以推进并操纵船舶。全回转推进器可同时起推进和操纵船舶的作用，能任意改变推力方向，大大增强了船舶的操纵灵活性，但同时也对其控制系统提出了更高的要求，其控制系统要具有更高的可靠性及可维性。目前，全回转推进器均采用一套控制系统，而全回转推进器的操作人员文化程度不高，在远航时，一旦全回转推进器的控制系统出现故障，操作人员则无法解决，只能停船等待救援，严重影响全回转推进器的使用需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种船用全回转推进器双冗余控制系统，其结构紧凑，能满足对船用全回转推进器的有效控制，提高控制的可靠性，便于后期的检查与维护，安全可靠。按照本专利技术提供的技术方案，所述船用全回转推进器双冗余控制系统，包括用于控制调速器、离合器以及回转液压系统的第一控制电路以及与所述第一控制系统构成冗余控制的第二控制电路；第一控制电路、第二控制电路通过切换选择电路与调速器、离合器以及回转液压系统连接，通过切换选择电路选择第一控制电路或第二控制电路对调速器、离合器以及回转液压系统进行所需的控制。所述第一控制电路、第二控制电路通过切换开关与操纵手柄以及控制电源电连接。所述第一控制电路包括第一控制器以及与所述第一控制器连接的第一回转控制电路、第一离合器控制电路以及第一调速控制电路；所述第一回转控制电路、第一离合器控制电路以及第一调速控制电路通过切换选择电路分别控制回转液压系统、离合器以及调速器。所述第二控制电路包括第二控制器以及与所述第二控制器连接的第二回转控制电路、第二离合器控制电路以及第二调速控制电路，所述第二回转控制电路、第二离合器控制电路以及第二调速控制电路通过切换选择电路分别控制回转液压系统、离合器以及调速器。所述第一控制电路包括第一控制器，第二控制电路包括第二控制器，所述第一控制器与第二控制器采用不同的电路结构。所述第二控制器采用MCU芯片U3，所述MCU芯片U3与输入信号处理电路连接，所述输入信号处理电路包括运算放大器U1A、运算放大器U1B、运算放大器U2A、运算放大器U2B、光耦U1以及光耦U2；运算放大器U1A的同相端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电阻R3的一端、电容C2的一端以及电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端通过开关JP3接地，电阻R3的另一端以及电容C2的另一端均接地，运算放大器U1A的反相端与运算放大器U1A的输出端连接，运算放大器U1A的输出端与MCU芯片U3的P1.0输入端连接；运算放大器U1B的同相端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与电阻R4的一端、电阻R6的一端以及电容C3的一端连接，电阻R4的另一端以及电容C3的另一端均接地，电阻R6的另一端通过开关JP2接地，运算放大器U1B的反相端与运算放大器U1B的输出端连接，运算放大器U1B的输出端与MCU芯片U3的P1.1输入端连接；运算放大器U2A的同相端与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与电阻R8的一端、电容C6的一端以及电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端通过开关JP1接地，电容C6的另一端以及电阻R8的另一端均接地，运算放大器U2A的反相端与运算放大器U2A的输出端连接，运算放大器U2A的输出端与MCU芯片U3的P1.2输入端连接；运算放大器U2B的同相端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端与电阻R11的一端、电容C8的一端以及电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端通过开关JP4接地，电容C8的另一端以及电阻R11的另一端均接地，运算放大器U2B的反相端与运算放大器U2B的输出端连接，运算放大器U2B的输出端与MCU芯片U3的P1.3输入端连接；光耦U1内发光二极管的阳极端与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端接+5V电压，光耦U1内发光二极管的阴极端与电阻R14的一端以及三极管Q1的发射极端连接，三极管Q1的集电极端接地，电阻R14的另一端接+5V电压，三极管Q1的基极端与电阻R13的一端连接，光耦U1内光电三极管的发射极端接地，光耦U1内光电三极管的集电极端与电阻R16的一端以及MCU芯片U3的端连接，电阻R16的另一端接电压VCC；光耦U2内发光二极管的阳极端与电阻R17的一端连接，光耦U2内发光二极管的阴极端接地，光耦U2内光电三极管的集电极端与电阻R18的一端以及MCU芯片U3的端连接，光耦U2内光电三极管的发射极端接地，电阻R18的另一端接电压VCC。所述第二离合器控制电路包括光耦U4、光耦U5、光耦U6、中间继电器K1、中间继电器K2以及中间继电器K3；所述光耦U4内发光二极管的阳极端与电阻R20的一端连接，电阻R20的另一端接电压VCC，光耦U4内发光二极管的阴极端与MCU芯片U3的P3.5/T1/PWM1端连接，光耦U4内光电三极管的发射极端接地，光耦U4内光电三极管的集电极端与电阻R21一端以及电阻R22的一端连接，电阻R21的另一端接+24V电压，电阻R22的另一端与三极管Q2的基极端连接，三极管Q2的发射极端接+24V电压，三极管Q2的集电极端与二极管D3的阴极端连接；光耦U5内发光二极管的阳极端与电阻R23的一端连接，电阻R23的另一端接电压VCC，光耦U5内发光二极管的阴极端与MCU芯片U3的P2.4端连接，光耦U5内光电三极管的发射极端接地，光耦U5内光电三极管的集电极端与电阻R24的一端以及电阻R25的一端连接，电阻R24的另一端接+24V电压，电阻R25的另一端与三极管Q3的基极端连接，三极管Q3的发射极端接+24V电压，三极管Q3的集电极端与二极管D4的阴极端连接连接；光耦U6内发光二极管的阳极端与电阻R26的一端连接，电阻R26的另一端接电压VCC，光耦U6内发光二极管的阴极端与MCU芯片U3的P2.5连接，光耦U6内光电三极管的发射极端接地，光耦U6内光电三极管的集电极端与电阻R27的一端以及电阻R28的一端连接，电阻R27的另一端接+24V电压，电阻R28的另一端与三极管Q4的基极端连接，三极管Q4的发射极端接+24V电压，三极管Q4的集电极端与二极管D5的阴极端连接；中间继电器K1线圈的正极端与电压VCC连接，中间继电器K1线圈的负极端与MCU芯片U3的SCLK/P1.7端连接，中间继电器K1的一常开触点的正极端接+24V电压，中间继电器K1一常开触点的负极端与二极管D2的阴极端连接，二极管D2的阳极端接地；中间继电器K2线圈的正极端与电压VCC连接，中间继电器K2线圈的负极端与MCU芯片U3的P2.0端连接，中间继电器K2的一常开触点的正极端与+24V电压连接，中间继电器K2一常开触点的负极端与二极管D6的阴极端连接，二极管D6的阳极端接地；中间继电器K3线圈的正极端与电压VCC连接，中间继电器K3线圈的负极端与MCU芯片U3的P2.1端连接，中间继电器K3的一常开触点的正极端与+24V电压连接，中间继电器K3一常开触点的负极端与二极管D7的阴极端连接，二极管D7的阳极端接地。所述第二回本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船用全回转推进器双冗余控制系统，其特征是：包括用于控制调速器(13)、离合器(14)以及回转液压系统(15)的第一控制电路以及与所述第一控制系统构成冗余控制的第二控制电路；第一控制电路、第二控制电路通过切换选择电路(12)与调速器(13)、离合器(14)以及回转液压系统(15)连接，通过切换选择电路(12)选择第一控制电路或第二控制电路对调速器(13)、离合器(14)以及回转液压系统(15)进行所需的控制。

【技术特征摘要】
1.一种船用全回转推进器双冗余控制系统，其特征是：包括用于控制调速器(13)、离合器(14)以及回转液压系统(15)的第一控制电路以及与所述第一控制系统构成冗余控制的第二控制电路；第一控制电路、第二控制电路通过切换选择电路(12)与调速器(13)、离合器(14)以及回转液压系统(15)连接，通过切换选择电路(12)选择第一控制电路或第二控制电路对调速器(13)、离合器(14)以及回转液压系统(15)进行所需的控制。2.根据权利要求1所述的船用全回转推进器双冗余控制系统，其特征是：所述第一控制电路、第二控制电路通过切换开关(3)与操纵手柄(1)以及控制电源(2)电连接。3.根据权利要求1所述的船用全回转推进器双冗余控制系统，其特征是：所述第一控制电路包括第一控制器(4)以及与所述第一控制器(4)连接的第一回转控制电路(6)、第一离合器控制电路(7)以及第一调速控制电路(8)；所述第一回转控制电路(6)、第一离合器控制电路(7)以及第一调速控制电路(8)通过切换选择电路(12)分别控制回转液压系统(15)、离合器(14)以及调速器(13)。4.根据权利要求1所述的船用全回转推进器双冗余控制系统，其特征是：所述第二控制电路包括第二控制器(5)以及与所述第二控制器(5)连接的第二回转控制电路(9)、第二离合器控制电路(10)以及第二调速控制电路(11)，所述第二回转控制电路(9)、第二离合器控制电路(10)以及第二调速控制电路(11)通过切换选择电路(12)分别控制回转液压系统(15)、离合器(14)以及调速器(13)。5.根据权利要求1所述的船用全回转推进器双冗余控制系统，其特征是：所述第一控制电路包括第一控制器(4)，第二控制电路包括第二控制器(5)，所述第一控制器(4)与第二控制器(5)采用不同的电路结构。6.根据权利要求4所述的船用全回转推进器双冗余控制系统，其特征是：所述第二控制器(5)采用MCU芯片U3，所述MCU芯片U3与输入信号处理电路连接，所述输入信号处理电路包括运算放大器U1A、运算放大器U1B、运算放大器U2A、运算放大器U2B、光耦U1以及光耦U2；运算放大器U1A的同相端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电阻R3的一端、电容C2的一端以及电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端通过开关JP3接地，电阻R3的另一端以及电容C2的另一端均接地，运算放大器U1A的反相端与运算放大器U1A的输出端连接，运算放大器U1A的输出端与MCU芯片U3的P1.0输入端连接；运算放大器U1B的同相端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与电阻R4的一端、电阻R6的一端以及电容C3的一端连接，电阻R4的另一端以及电容C3的另一端均接地，电阻R6的另一端通过开关JP2接地，运算放大器U1B的反相端与运算放大器U1B的输出端连接，运算放大器U1B的输出端与MCU芯片U3的P1.1输入端连接；运算放大器U2A的同相端与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与电阻R8的一端、电容C6的一端以及电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端通过开关JP1接地，电容C6的另一端以及电阻R8的另一端均接地，运算放大器U2A的反相端与运算放大器U2A的输出端连接，运算放大器U2A的输出端与MCU芯片U3的P1.2输入端连接；运算放大器U2B的同相端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端与电阻R11的一端、电容C8的一端以及电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端通过开关JP4接地，电容C8的另一端以及电阻R11的另一端均接地，运算放大器U2B的反相端与运算放大器U2B的输出端连接，运算放大器U2B的输出端与MCU芯片U3的P1.3输入端连接；光耦U1内发光二极管的阳极端与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端接+5V电压，光耦U1内发光二极管的阴极端与电阻R14的一端以及三极管Q1的发射极端连接，三极管Q1的集电极端接地，电阻R14的另一端接+5V电压，三极管Q1的基极端与电阻R13的一端连接，光耦U1内光电三极管的发射极端接地，光耦U1内光电三极管的集电极端与电阻R16的一端以及MCU芯片U3的端连接，电阻R16的另一端接电压VCC；光耦U2内发光二极管的阳极端与电阻R17的一端连接，光耦U2内发光二极管的阴极端接地，光耦U2内光电三极管的集电极端与电阻R18的一端以及MCU芯片U3的端连接，光耦U2内光电三极管的发射极端接地，电阻R18的另一端接电压VCC。7.根据权利要求6所述的船用全回转推进器双冗余控制系统，其特征是：所述第二离合器控制电路(10)包括光耦U4、光耦U5、光耦U6、中间继电器K1、中间继电器K2以及中间继电器K3；所述光耦U4内发光二极管的阳极端与电阻R20的一端连接，电阻R20的另一端接电压VCC，光耦U4内发光二极管的阴极端与MCU芯片U3的P3.5/T1/PWM1端连接，光耦U4内光电三极管的发射极端接地，光耦U4内光电三极管的集电极端与电阻R21一端以及电阻R22的一端连接，电阻R21的另一端接+24V电压，电阻R22的另一端与三极管Q2的基极端连接，三极管Q2的发射极端接+24V电压，三极管Q2的集电极端与二极管D3的阴极端连接；光耦U5内发光二极管的阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：张良，
申请(专利权)人：无锡瑞风船用推进器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32