一种船用气囊隔振控制系统及方法技术方案

本发明专利技术属于船舶减振领域，公开了一种船用气囊隔振控制系统及方法，系统包括多个气囊，气囊分为多组，每组气囊包括并列设置的双气囊，双气囊分别连接进气管和排气管；设置于气囊进气管和排气管上的电磁进气阀和电磁排气阀，电磁进气阀和电磁排气阀连接HART总线；双气囊上分别设置压力传感器和高度传感器；气囊控制器连接到HART总线上，接收压力传感器和高度传感器的数据，并控制电磁阀进气或排气。本发明专利技术使用多组双气囊，可以减小组内的某个气囊发生漏气或破损对其它组气囊的影响，避免控制器频繁调整各个气囊的高度；使用HART协议在同一电缆进行双向数字通信时，实现修改量程、维护、诊断等功能，提高系统运行效率。提高系统运行效率。提高系统运行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种船用气囊隔振控制系统及方法


[0001]本专利技术属于船舶减振
，尤其涉及一种船用气囊隔振控制系统及方法。

技术介绍

[0002]船舶的振动与噪声源于发动机和螺旋桨等，振动和噪声对船舶隐身性能有很大的影响。如果船舶的振动噪声能降低6dB以上，隐身性能能够大大提升。如何有效控制船舶的振动和噪声，提高船舶的隐身性能是一个难题。使用隔振气囊是一个不错的解决方向。气囊通过柔性支撑，可以衰减主机振动向船舶主体的传递。
[0003]现有的气囊隔振控制系统将多个气囊隔振器设置在船舶的公共浮筏平台上，多气囊隔振器平行于动力装置输出轴中心线且对称设置，有效减小船上设备的震动产生的噪声。但现有的气囊隔振控制系统每个位置上只设置一个气囊，某个气囊的高度变化会导致浮筏平台对中高度的变化，从而引起控制器对其它的气囊的高度进行调整。
[0004]传统的气囊隔振控制系统的总线结构不能适应一对多的结构，可靠性不高，互换性不好，不具有互操作性，是非统一组态的封闭式系统，也不利于软件升级。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提出了一种船用气囊隔振控制系统，使用多组气囊，每组气囊包括两个并列设置的气囊，组内的某个气囊发生漏气或破损，另一个气囊可以起作用，不会导致该组气囊的高度立刻变化，进而引起其它位置的气囊组高度变化，避免控制器频繁调整各个气囊的高度。同时利用可寻址远程传感器高速通道(HART，Highway Addressable Remote Transducer)协议优点，在兼容传统电流环通信的同时利用同一电缆进行双向数字通信，实现修改量程、维护、诊断等功能，提高系统运行效率。
[0006]本专利技术第一方面公开的船用气囊隔振控制系统，包括多个气囊，所述气囊分为多组，每组气囊包括并列设置的双气囊，双气囊分别连接进气管和排气管，所述进气管和排气管连接气源；所述控制系统还包括：
[0007]设置于气囊进气管和排气管上的电磁进气阀和电磁排气阀，所述电磁进气阀和电磁排气阀连接HART总线，控制气囊进气和排气；
[0008]双气囊上分别设置独立的压力传感器，所述压力传感器连接到HART总线上，检测气囊压力；
[0009]双气囊上分别设置独立的高度传感器，所述高度传感器连接到HART总线上，检测气囊的高度；
[0010]气囊控制器连接到HART总线上，接收压力传感器和高度传感器的数据，并控制所述电磁进气阀和电磁排气阀进行进气或排气。
[0011]进一步的，所述压力传感器和高度传感器先通过A/D转换器完成模数转换，再连接到HART通信模块，将数据通过HART总线传输到所述气囊控制器。
[0012]进一步的，每组气囊共用一个A/D转换器和HART通信模块。
[0013]进一步的，所述气囊分为8组，对称设置在船舶公共浮筏平台的两条平行轴上。
[0014]本专利技术第二方面公开的船用气囊隔振控制方法，气囊控制器比较每组内的双气囊的压力和高度，当组内双气囊之间高度的差值小于第一阈值时，将两个气囊的高度取平均值作为该组气囊高度，将该组气囊的高度都调整到所述平均值；当组内双气囊之间高度的差值大于第一阈值时，比较其它组气囊的高度，如果某条平行轴上的气囊高度呈递增或递减，则选择这些气囊高度中的中值为基准值，高度高于基准值的气囊放气，高度低于基准值的气囊进气，直到该平行轴上的所有气囊高度都调整到基准值。
[0015]进一步的，当组内双气囊之间高度的差值大于第一阈值时，且某条平行轴上的气囊高度呈不规律变化，比较连续三个检测周期的各组气囊压力变化，选择这些气囊组中压力变化最小的那组气囊的平均高度值为基准值，高度高于基准值的气囊放气，高度低于基准值的气囊进气，直到该平行轴上的所有气囊高度都调整到基准值。
[0016]进一步的，当组内双气囊的压力差大于第二阈值时，某个气囊发生破损，所述气囊控制器向上位机报警。
[0017]本专利技术的有益效果如下：
[0018]使用多组双气囊，可以减小组内的某个气囊发生漏气或破损造成对其它组气囊的影响，避免控制器频繁调整各个气囊的高度。
[0019]使用HART协议在同一电缆进行双向数字通信时，实现修改量程、维护、诊断等功能，提高系统运行效率。
附图说明
[0020]图1本专利技术的船用气囊隔振系统结构图；
[0021]图2本专利技术的船用气囊隔振方法流程图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明，但不以任何方式对本专利技术加以限制，基于本专利技术教导所作的任何变换或替换，均属于本专利技术的保护范围。
[0023]实施例1
[0024]如图1所示，本实施例中公开的船用气囊隔振控制系统，包括16个气囊，气囊分为8组，对称设置在船舶公共浮筏平台的两条平行轴上。气囊分为多组，每组气囊包括并列设置的双气囊，如气囊组1包括气囊1和气囊1
’
两个气囊，两个气囊分别连接进气管和排气管，进气管和排气管连接气源；控制系统还包括：
[0025]设置于气囊进气管和排气管上的电磁进气阀和电磁排气阀，电磁进气阀和电磁排气阀连接HART总线，控制气囊进气和排气；
[0026]双气囊上分别设置独立的压力传感器和高度传感器，压力传感器和高度传感器连接到HART总线上，分别检测气囊压力和高度；本实施例中高度传感器为电涡流位移传感器，可以精确检测到气囊的高度。
[0027]气囊控制器连接到HART总线上，接收压力传感器和高度传感器的数据，并控制电磁进气阀和电磁排气阀进行进气或排气。
[0028]每组气囊共用一个A/D转换器和HART通信模块。压力传感器和高度传感器先通过
A/D转换器完成模数转换，再连接到HART通信模块，将数据通过HART总线传输到所述气囊控制器。
[0029]HART通信模块包括HART调制解调电路和载波检测电路，高度传感器和压力传感器采集的差分采样信号数据经过A/D转换器变为数字信号后，发送到HART调制解调电路；HART调制解调电路将调制的工业标准数字信号叠加到4～20mA模拟信号上通过总线进行传输。HART协议需要的带宽窄，响应时间段，是一种通用的智能仪表的工业标准，可以快速实现现场信号的传输。
[0030]每组气囊包括两个并列设置的气囊，当一个气囊发生漏气或破损时，另一个气囊可以继续工作，不会引起对中高度的较大变化。
[0031]每个气囊上的压力传感器和高度传感器实时检测其压力和高度值，并将压力值和高度值实时发送给气囊控制器，气囊控制器根据压力和高度值调整各气囊的高度，实现动力装置输出轴轴系对中和公共浮筏水平姿态的调整。
[0032]气囊控制器还连接上位机，上位机包括监控终端和服务器。上位机可对气囊控制器进行数据配置，如采样频率的设置等。通过HART总线，气囊控制器也可快速检测各类传感器和执行机构如电动阀的故障，从而快速向上位机进行报警，在监控终端显示故障信息。通过HART总线结构，上位机也可快速对气囊本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船用气囊隔振控制系统，包括多个气囊，其特征在于，所述气囊分为多组，每组气囊包括并列设置的双气囊，双气囊分别连接进气管和排气管，所述进气管和排气管连接气源；所述控制系统还包括：设置于气囊进气管和排气管上的电磁进气阀和电磁排气阀，所述电磁进气阀和电磁排气阀连接HART总线，控制气囊进气和排气；双气囊上分别设置独立的压力传感器，所述压力传感器连接到HART总线上，检测气囊压力；双气囊上分别设置独立的高度传感器，所述高度传感器连接到HART总线上，检测气囊的高度；气囊控制器连接到HART总线上，接收压力传感器和高度传感器的数据，并控制所述电磁进气阀和电磁排气阀进行进气或排气。2.根据权利要求1所述的船用气囊隔振控制系统，其特征在于，所述压力传感器和高度传感器先通过A/D转换器完成模数转换，再连接到HART通信模块，将数据通过HART总线传输到所述气囊控制器。3.根据权利要求2所述的船用气囊隔振控制系统，其特征在于，每组气囊共用一个A/D转换器和HART通信模块。4.根据权利要求1所述的船用气囊隔振控制系统，其特征在于，所述气囊分为8组，对称设置在船...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭高辉，周熙盛，王虎，马倩倩，
申请(专利权)人：湖南弘辉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：