智能化航标旋转灯器及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种智能化航标旋转灯器及控制方法，由灯体（１）和控制器（２）两个部分组成，二者采用线路连接，其特点是灯体（１）的外壳为灯笼（４），灯体（１）的底部设小惯性步进式电机（３），灯体（１）内设透镜支架（６）和光学透镜（５），在灯体（１）的中心设换泡机（７）；控制器（２）内设智能控制模块（８）、人机界面（９）、电源模块（１０）、数据传输模块（１１）、电量传感模块（１２）和接口电路（１３）；是一种透光性能好、换泡机的电流容量大、运输、安装及维护方便的智能化航标旋转灯器，并具有完全遥测遥控和远程技术诊断与维护功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及旋转灯器
，具体地讲是一种。
技术介绍
目前，灯塔上使用的航标旋转灯器，其透镜均为粗纹菲涅尔平板透镜，透光性能差；6头换泡机均采用弹性滑动触点的方式实现电源切换，使电流容量受到限制；步进式旋转灯器为稳定电机转速均设置沉重的惯性盘，使灯器重量大大增加，造成灯器运输和安装的困难；灯器控制均未实现智能化，更没有遥测遥控功能和远程技术诊断功能，难以实现完全的遥测遥控，技术维护也不方便；灯器维修备件供应不及时且价格昂贵直接影响了航标设备维护管理，制约了我国航标技术发展。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种新型的智能化航标旋转灯器。本专利技术的另一目的是提供了一种智能化航标旋转灯器的控制方法。本专利技术主要解决现有的航标旋转灯器透光性能差、换泡机的电流容量受限、运输、安装及维护困难等问题。为了达到上述目的，本专利技术是这样实现的智能化航标旋转灯器，由灯体1和控制器2两个部分组成，二者采用线路连接，其特殊之处在于灯体1的外壳为灯笼4，灯体1的底部设小惯性步进式电机3，灯体1内设透镜支架6，透镜支架6上安装有光学透镜5，光学透镜5在步进式电机3的带动下旋转，在灯体1的中心设换泡机7，换泡机7上安装灯泡；控制器2内设智能控制模块8、人机界面9、电源模块10、数据传输模块11、电量传感模块12和接口电路13。本专利技术的智能化航标旋转灯器，其所述的小惯性步进式电机3的特征在于小惯性步进式电机3为两部，每部有三个电磁铁作为旋转驱动装置，由槽形光耦和齿轮盘组成旋转导向和测速系统，没有沉重的惯性盘，旋转盘由轻质的铝合金材料制作，由软铁笼带动其旋转。本专利技术的智能化航标旋转灯器，其所述的换泡机7由金属良性导体材料制作灯泡支架，既保证了良好导电，又提高了耐高温性能；以电磁继电器与柔性导线结合，在灯泡位置检测电路的控制下完成灯泡电源的自动切换，采用这种方法取代了传统的黄铜弹片，成功地克服了弹片易发生接触不良故障的缺点，提高了换泡机的电流容量，将换泡机7的电流容量提高到10安培以上，灯泡的功率可根据灯塔的射程进行选择；本专利技术的智能化航标旋转灯器，其所述的光学透镜5为细纹菲涅尔平板透镜；每个灯器上可安装1-6面透镜；透镜制作材料采用透光性能很好的聚甲基丙烯酸甲酯；外形尺寸为504×225×5(mm)；中心透射比为95.0％，发散角为0.2°。本专利技术的智能化航标旋转灯器，其所述的控制器2的硬件组成上采用了模块化的结构设计，智能控制模块8为可编程控制器(PLC)，数据传输模块11为GSM网络的短消息传输单元；在功能的实现上依靠预置的软件程序；基于GSM网络的短消息业务(SMS)实现了所有操作控制功能的遥测遥控；基于SMS实现了灯器状态的远程技术诊断和维护。本专利技术的智能化航标旋转灯器的控制方法，其特殊之处是1、按下列步骤进行遥测遥控密码管理1.1开始；1.2初始化密码存储器清零；1.3等待接收遥控指令；1.4当接收到遥控指令后，判断密码是否正确；否，密码错误回复，回到1.3步骤；是，进入下一步；1.5判断指令种类；是密码初始化指令，回到1.2步骤； 是运行控制指令，进入下一步，执行所要求的控制；是修改密码指令，进入下一步1.6；1.6新密码暂存X，进入下一步；1.7请求重发一次；1.8第二次收到新密码Y，进入下一步；1.9判断X是否等于Y；X≠Y，保留原密码、指令错误回复。X＝Y，新密码生效。2、按下列步骤进行远程技术诊断与维护2.1开始；2.2接收遥控指令，进入下一步；2.3判断密码是否正确；否，密码错误回复，回到2.2步骤；是，进入下一步；2.4判断为远程诊断与维护指令后进入下一步；2.5所操作存储器区域初始地址存入IR，进入下一步；2.6所操作存储器地址偏移量存入DR，进入下一步；2.7指令判断；赋值，修改存储器IR+DR内的数据；查询，发存储器IR+DR内的数据。3、按下列方法驱动小惯性步进式电机3.1脉冲发生器产生占空比可变的电机驱动脉冲驱动电机旋转；3.2电机旋转速度反馈到转速监测器和正脉冲控制器；3.3转速监测器监测到当前电机实际转速，由转速比较器与标称转速进行比较，比较结果传输到负脉冲控制器；3.4负脉冲控制器根据转速比较器的比较结果调整当前输出脉冲的负脉冲的宽度当实际转速高于标称转速时，负脉冲宽度增大，使转速降低；当实际转速低于标称转速时，负脉冲宽度减小，使转速升高；3.5脉冲发生器在输出一个负脉冲结束后自动输出正脉冲；3.6正脉冲控制器控制正脉冲的结束时刻，当实际转速高于标称转速时，正脉冲提前结束，正脉冲宽度减小，使转速降低；当实际转速低于标称转速时，正脉冲拖后结束，正脉冲宽度增大，使转速升高；3.7脉冲发生器输出的脉冲在3.4至3.6的控制下输出的脉冲即有效地稳定了电机的转速，从而使电机在不设置沉重的大惯性盘的条件下仍然能够稳定旋转。本专利技术的与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步，灯器具有良好的实用性能，重量轻、操作简单、维护方便、运行稳定、功能完善；尤其是灯器自身具备了完善的遥测遥控功能和远程技术诊断与维护功能，为航标的维护和管理带来了很大的便利，使之十分适合交通不便的孤岛和高山上的灯塔使用。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的原理组成框图；图3是本专利技术智能化航标旋转灯器的换泡机原理图；图4是本专利技术智能化航标旋转灯器的步进式电机驱动原理图；图5是本专利技术智能化航标旋转灯器的遥测遥控原理图；图6是本专利技术智能化航标旋转灯器的遥控密码管理程序流程图；图7是本专利技术智能化航标旋转灯器的远程技术诊断与维护程序流程图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的具体实施进行进一步的说明。实施例1，如图1和图2所示，加工制成灯体1和控制器2；灯体1的下部采用轻质的铝合金材料作旋转盘，在旋转盘上安装两部小惯性步进式电机3，每部有三个电磁铁作为旋转驱动装置，由槽形光耦和齿轮盘组成旋转导向和测速系统，旋转盘由轻质的铝合金材料制作；灯体1的外壳为灯笼4，灯笼4为软铁笼，软铁笼带动旋转盘旋转，在灯体1内安装透镜支架6，透镜支架6上安装有光学透镜5，光学透镜5为细纹菲涅尔平板透镜，每个灯器上可安装1-6面透镜，透镜制作材料采用透光性能很好的聚甲基丙烯酸甲酯，外形尺寸为504×225×5(mm)，中心透射比为95.0％，发散角为0.2°，光学透镜5在步进式电机3的带动下旋转；在灯体1的中心安装换泡机7，换泡机7上安装灯泡，最多可同时安装6只灯泡，换泡机7由金属良性导体材料制作灯泡支架，电磁继电器与柔性导线结合在灯泡检测系统的控制下实现灯泡更换和电源切换；在控制器2内安装硬件，组成上采用了模块化的结构设计并预置程序，包括智能控制模块8、人机界面9、电源模块10、数据传输模块11、电量传感模块12和接口电路13；智能控制模块8为可编程控制器(PLC)，数据传输模块11为GSM网络的短消息传输单元；在功能的实现上依靠预置的软件程序，基于GSM网络的短消息业务(SMS)实现了所有操作控制功能的遥测遥控，基于SMS实现了灯器状态的远程技术诊断和维护；最后将灯体1和控制器2用线路连接起来，形成智能化航标旋转灯器。本专利技术的，控制器2内的智能控制模块8为可编程控制器(PLC)，它是控制器的核心，根据所预置的控制程序，本文档来自技高网...

【技术保护点】
智能化航标旋转灯器，由灯体（１）和控制器（２）两个部分组成，二者采用线路连接，其特征在于灯体（１）的外壳为灯笼（４），灯体（１）的底部设小惯性步进式电机（３），灯体（１）内设透镜支架（６），透镜支架（６）上安装有光学透镜（５），光学透镜（５）在步进式电机（３）的带动下旋转，在灯体（１）的中心设换泡机（７），换泡机（７）上安装灯泡；控制器（２）内设智能控制模块（８）、人机界面（９）、电源模块（１０）、数据传输模块（１１）、电量传感模块（１２）和接口电路（１３）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文远，张临强，徐津津，赵亚兴，钟建军，辛艺强，李鲜枫，王如政，郜喆，李建涛，云泽雨，刘德波，孙小鹏，岳建军，袁居伟，修金光，
申请(专利权)人：中华人民共和国天津海事局，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]