船用低速机转速分发系统、方法及设备技术方案

本发明专利技术公开了一种船用低速机转速分发系统、方法及设备。该系统包括：转速模拟装置和转速分发装置；转速模拟装置用于生成转速信息；转速分发装置，包括主控制器和至少一个从控制器，主控制器各从控制器采用EtherCAT网络协议进行组网；主控制器和各从控制器均包括分布式时钟；主控制器和各从控制器串联连接；与主控制器直接相连的从控制器为第一从控制器；第一从控制器采集转速信息与第一本地时钟信息发送至主控制器，使得主控制器根据第一本地时钟信息进行时钟同步并将上述信息转发至各从控制器，使得各从控制器完成时钟同步。解决了向多个控制器分发转速信息时，难以保证通信实时性和转速信息同步性的问题，提高了船舶中转速信息传播的实时性和同步性。

【技术实现步骤摘要】
船用低速机转速分发系统、方法及设备
本专利技术实施例涉及船用低速发动机性能监测
，尤其涉及一种船用低速机转速分发系统、方法及设备。
技术介绍
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，柴油机由于其热效率高、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，故常采用低速柴油机直接驱动螺旋桨。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；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。
技术实现思路
本专利技术提供一种船用低速机转速分发系统、方法及设备，以实现船用低速机转速信息分发的简便性、实时性和同步性。第一方面，本专利技术实施例提供了一种船用低速机转速分发系统，包括：转速模拟装置和转速分发装置；转速模拟装置用于生成转速信息；转速分发装置，包括主控制器和至少一个从控制器，主控制器和至少一个从控制器采用EtherCAT网络协议进行组网；主控制器和至少一个从控制器均包括分布式时钟；主控制器和至少一个从控制器串联连接；其中，将与主控制器直接相连的从控制器确定为第一从控制器；第一从控制器从转速模拟装置采集转速信息，并将转速信息和第一本地时钟信息发送至主控制器，使得主控制器根据第一本地时钟信息进行时钟同步；主控制器将转速信息和第一本地时钟信息转发至各从控制器，使得各从控制器根据第一本地时钟信息进行时钟同步。进一步地，转速模拟装置包括：伺服电机、伺服控制器和编码器，伺服控制器向伺服电机发送转速指令；伺服电机用于以转速指令对应的转速带动编码器旋转；编码器在旋转过程中生成转速信息。进一步地，伺服控制器接收用户通过物理按键输入的信息，并根据信息生成转速指令。进一步地，转速指令通过模拟量输出口或通信接口由伺服控制器发送至伺服电机。进一步地，编码器为低分辨率开路输出的增量式编码器。进一步地，第一从控制器，包括：信息采集模块，用于采集编码器的转速信息，并获取第一从控制器中的第一本地时钟信息；信息传输模块，用于将转速信息及第一本地时钟信息发送至主控制器。进一步地，主控制器，包括：信息接收模块，用于接收第一从控制器发送的转速信息及第一本地时钟信息；时钟同步模块，用于根据第一本地时钟信息对主控制器的本地时钟进行偏移补偿，以使主控制器的本地时钟与第一从控制器的本地时钟同步；信息转发模块，用于将转速信息及第一本地时钟信息转发至各从控制器。进一步地，将与主控制器间接连接的从控制器设置为第二从控制器，第二从控制器包括：信息接收模块，用于接收主控制器发送的转速信息和第一本地时钟信息；偏移补偿模块，用于根据第一本地时钟信息对第二从控制器的本地时钟进行偏移补偿，以使第二从控制器的本地时钟与第一从控制器的本地时钟同步。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种船用低速机转速分发方法，包括：获取转速模拟装置的转速信息以及第一从控制器的第一本地时钟信息；将转速信息和第一本地时钟信息发送至主控制器，以使主控制器根据第一本地时钟信息进行时钟同步；主控制器将转速信息和第一本地时钟信息转发至各从控制器，使得各从控制器根据第一本地时钟信息进行时钟同步。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种设备，该设备包括船用低速机转速分发系统，用以执行本专利技术任意实施例中的船用低速机转速分发方法。本专利技术实施例通过提供一种船用低速机转速分发系统，包括：转速模拟装置和转速分发装置；转速模拟装置用于生成转速信息；转速分发装置，包括主控制器和至少一个从控制器，主控制器和至少一个从控制器采用EtherCAT网络协议进行组网；主控制器和至少一个从控制器均包括分布式时钟；主控制器和至少一个从控制器串联连接；其中，将与主控制器直接相连的从控制器确定为第一从控制器；第一从控制器从转速模拟装置采集转速信息，并将转速信息和第一本地时钟信息发送至主控制器，使得主控制器根据第一本地时钟信息进行时钟同步；主控制器将转速信息和第一本地时钟信息转发至各从控制器，使得各从控制器根据第一本地时钟信息进行时钟同步。通过EtherCAT网络协议进行组网，并通过分布式时钟使得系统中多个控制器均与第一从控制器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器分发转速信息时，难以保证通信实时性和转速信息同步性的问题，同时保证了接收转速信息的各控制器间线缆连接的简便性，提高了船舶中各控制器接收船用低速机转速信息的实时性和同步性。附图说明图1是本专利技术实施例一中的一种船用低速机转速分发系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例一中的一种转速分发装置的结构示例图；图3是本专利技术实施例一中的一种转速模拟装置的结构示意图；图4是本专利技术实施例二中的一种船用低速机转速分发系统的结构示意图；图5是本专利技术实施例二中的一种船用低速机转速分发系统的结构示例图；图6是本专利技术实施例三中的一种船用低速机转速分发方法的流程图；图7是本专利技术实施例四中的一种设备的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术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专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。此外，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种船用低速机转速分发系统的结构示意图，该船用低速机转速分发系统组成包括：转速模拟装置10和转速分发装置11。转速模拟装置10用于生成转速信息。转速分发装置11，包括主控制器111和至少一个从控制器112，主控制器111和至少一个从控制器112采用EtherCAT网络协议进行组网；主控制器111和至少一个从控制器112均包括分布式时钟；主控制器111和至少一个从控制器112串联连接。其中，将与主控制器111直接相连的从控制器112确定为第一从控制器1121，将与主控制器111间接连接的从控制器112设置为第二从控制器1122。示例性的，如图2所示，当从控制器112为三个时，本实施例提供一种转速分发装置的结构示例图，其中包括一个主控制器111，一个第一从控制器1121和两个第二从控制器1122，上述各控制器间均采用串联连接。第一从控制器1121从转速模拟装置10采集转速信息，并将转速信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船用低速机转速分发系统，其特征在于，包括：转速模拟装置和转速分发装置；/n所述转速模拟装置用于生成转速信息；/n所述转速分发装置，包括主控制器和至少一个从控制器，所述主控制器和所述至少一个从控制器采用EtherCAT网络协议进行组网；所述主控制器和所述至少一个从控制器均包括分布式时钟；所述主控制器和所述至少一个从控制器串联连接；其中，将与所述主控制器直接相连的从控制器确定为第一从控制器；/n所述第一从控制器从所述转速模拟装置采集转速信息，并将所述转速信息和第一本地时钟信息发送至所述主控制器，使得所述主控制器根据所述第一本地时钟信息进行时钟同步；所述主控制器将所述转速信息和所述第一本地时钟信息转发至各从控制器，使得各从控制器根据所述第一本地时钟信息进行时钟同步。/n

【技术特征摘要】
1.一种船用低速机转速分发系统，其特征在于，包括：转速模拟装置和转速分发装置；
所述转速模拟装置用于生成转速信息；
所述转速分发装置，包括主控制器和至少一个从控制器，所述主控制器和所述至少一个从控制器采用EtherCAT网络协议进行组网；所述主控制器和所述至少一个从控制器均包括分布式时钟；所述主控制器和所述至少一个从控制器串联连接；其中，将与所述主控制器直接相连的从控制器确定为第一从控制器；
所述第一从控制器从所述转速模拟装置采集转速信息，并将所述转速信息和第一本地时钟信息发送至所述主控制器，使得所述主控制器根据所述第一本地时钟信息进行时钟同步；所述主控制器将所述转速信息和所述第一本地时钟信息转发至各从控制器，使得各从控制器根据所述第一本地时钟信息进行时钟同步。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述转速模拟装置包括：伺服电机、伺服控制器和编码器，所述伺服控制器向所述伺服电机发送转速指令；所述伺服电机用于以所述转速指令对应的转速带动所述编码器旋转；所述编码器在旋转过程中生成转速信息。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述伺服控制器接收用户通过物理按键输入的信息，并根据所述信息生成转速指令。


4.根据权利要求2所述的系统，所述转速指令通过模拟量输出口或通信接口由所述伺服控制器发送至所述伺服电机。


5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述编码器为低分辨率开路输出的增量式编码器。


6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一从控制器，包括：
信息采集模块，用于采集所述编码器的转速信息，并获...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯少卿，李韬，
申请(专利权)人：中船动力研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31