专利名称：一种远洋拖网渔船渔网控制系统设备的制作方法
技术领域：
一种远洋拖网渔船渔网控制系统设备本实用新型专利涉及渔船拖网控系统技术领域，具体的说是一种远洋拖网渔船渔网控制系统设备。远洋拖网渔船在采用单船拖网的作业形式进行捕捞作业的时候，需要对渔网进行收放控制。在传统的拖网渔船中对拖网的控制设备只是单一的在机械方面收和放的控制， 不会针对具体的情况对渔网收放进行操作进行及时的更改，该大网机控制系统数据传输采用总线技术和以太网技术相结合，提高整个系统的数据传输能力和系统的自动化程度，同时及时针对左右缆绳放缆速度进行调整，使得渔网在展开和收网过程中达到性能最佳。本实用新型的目的就是要解决现有技术的不足，提供一种自动化程度更高的远洋拖网渔船渔网控制系统设备。为实现上述目的设计一种远洋拖网渔船渔网控制系统设备，包括船体、驾驶室、网机室、调速器室和渔网，其特征在于所述的渔船船体内的二层船舱左面设有驾驶室，二层船舱右面设有网机室，网机室墙体外两侧设有摄像机，一层船舱右面设有调速器室，所述的驾驶室和网机室内分别设有大网机控制台，调速器室内设有左、右渔网拖动电机调速控制柜和左、右渔网拖动电机调速器；船尾甲板上两侧设有左、右渔网拖动电机和左、右绞车和左、右滑轮架，在绞车和滑轮架上设有缆绳和缆绳长度传感器，渔网拖动电机的转轴上都设有测速电机，缆绳下连接渔网，所述的两个渔网拖动电机、两个渔网拖动电机测速器和两个绞车构成渔网拖动执行单元；所述的驾驶室的大网机控制台、网机室的大网机控制台、两个渔网拖动调速控制柜和缆绳长度传感器的CAN线端口和CAN总线连接，所述的驾驶室的大网机控制台、网机室的大网机控制台、两个渔网拖动调速控制柜和摄像机的以太网线端口由以太网总线连接， 渔网拖动电机调速控制柜和渔网拖动电机调速器的硬接线端口由硬接线连接，渔网拖动电机调速器的数据输出端口和绞车的电机数据输入端口由数据线连接，电机减速器的数据输入端口和绞车的测速电机数据输出端口由数据线连接，两个绞车的缆绳连接所述的渔网。驾驶室的网机室由硬盘录像机、工业计算机主机、控制指示模块、以太网交换机和信号采集模块组成。网机室的大网机控制台由工业计算机主机、控制指示模块、以太网交换机、信号采集模块组成。调速室内的电机调速控制柜由控制驱动模块、以太网交换机、和信号采集模块组成。
3[0011 ] 网机室墙体外侧上还可以设有观察窗以便观察。本实用新型同现有技术相比，在船尾设有摄像机和缆绳长度传感器能够很好的监控绞车的放缆速度，通过数据线连接的各个设备的信息传输速率更高，驾驶室和控制室分别设有大网机控制台使得操作更加灵活和有效。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的连接框架图图3是本实用新型的连接关系示意图；图4是本实用新型的二次仪表信号传输流程示意图；图中1、驾驶室的大网控制台2、驾驶室3、网机室4、观察窗5、网机室的大网机控制平台6、调速器室7、左渔网拖动电机调速控制柜8、左渔网拖动电机调速器9、右渔网拖动电机调速控制柜10、右渔网拖动电机调速器11、左渔网拖动电机12、左渔网拖动电机测速器13、左绞车14、右渔网拖动电机15、右渔网拖动电机测速器16、右绞车17、 船尾甲板18、左侧摄像机19、右侧摄像机20、渔网21、左缆绳长度传感器22、右缆绳长度传感器23、左缆绳24、右缆绳25、由左右渔网拖动电机、左右侧渔网拖动电机测速器和左右绞车组成的渔网拖动执行单元26、左滑轮架27、右滑轮架。结合附图对本实用新型做进一步说明，这种装置的制造技术对本专业的人来说是非常清楚的。如附
图1、图2和图3所示，整个大网机系统由位于驾驶室的大网机控制台、位于网机室的大网机控制台和位于调速室的左、右电机调速控制柜构成，整个大网机控制系统通过对电机调速器的控制从而达到控制电机工作状态，进而实现控制绞车拖动渔网工作状态的目的。驾驶室的大网机控制台由硬盘录像机、工业计算机主机、控制指示模块、以太网交换机和信号采集模块构成。硬盘录像机接受船尾的视频信号，并将视频信号通过显示器显示出来，以方便驾驶室船员实时查看船尾渔网的收放情况，并将历史视频数据保存以方便后续查看；工业计算机主机为驾驶室的大网机控制台的中央数据处理单元，工业计算机主机处理由现场来的实时传感器信号，并对信号进行相关的处理运算，工业计算机将处理完成的信号通过控制指示模块进行数据信息显示；控制指示模块的作用是产生控制操纵信号并且实现控制对象工作状态的显示，控制指令模块发出的指令包括对左右缆绳的控制信号和操控请求信号；以太网交换机的作用是对系统中涉及到以太网数据的设备进行以太网数据交换和传输；信号采集模块是完成现场信号的实时采集工作，信号采集模块将现场传感器信号采集传输至大网机控制系统的工业计算机主机进行信号处理，并通过大网机控制系统的显示部分进行相关信号的显示。驾驶室的大网机控制台和大网机室的大网机控制台在操纵功能上面没有过多的差异，大网机的的控制台和驾驶室的大网机控制台相比减少了硬盘录像机部分。大网机室的控制台由工业计算机主机、控制指示模块、以太网交换机、信号采集模块组成，其中工业
4计算机主机为网机室控制台的数据处理中心，工业计算机主机完成大网机控制台的数据运算处理工作，工业计算主机将系统中相关的数据如现场传感器信号、操纵信号等处理之后将相关的控制指令(如调速指令)发送至执行单元或者将显示信息(工作单元工作状态等)通过显示部分显示出来；控制指示模块，该模块的主要工作是产生控制操纵信号并显示相关设备的工作状态，产生的控制信号包括渔网缆绳操纵信号、渔网缆绳调速信号等相关操纵控制信号；以太网交换机的作用是对系统中涉及到以太网数据的设备进行以太网数据交换和传输；信号采集模块是完成现场传感器信号的采集工作，并传输至工业计算机主机进行信号处理，并通过控制台的显示部分显示相关信号的处理结果。在调速器室设有左右两个调速控制柜，这两个调速控制柜分别完成接收控制信号和将大网机控制指令发送至调速器，调速器在接收到控制指令之后完成对执行拖动渔网的电机控制。调速控制柜有控制驱动模块、以太网交换机、和信号采集模块组成，其中控制驱动模块为接收大网机控制台发送来的操纵指这令并将操纵指令发送至调速器，调速器接收到操纵指令后执行指令达到控制渔网收放速度和渔网收放状态；以太网交换机为对系统中涉及到以太网数据的设备进行以太网数据交换和传递；信号采集模块为采集设备工作的状态信号并通过显示部分显示出来。驾驶室的大网机控制台和网机室的大网机控制台通过权力选择来决定，具体解决方法是通过权力申请，正常操作情况下网机室操纵权力高于驾驶室，操纵权属于网机室。如果驾驶室希望获得操纵权，则向网机室的大网机控制台发送操纵请求，网机室的大网机控制台在接收到由驾驶室发送来的操纵请求后，如果同意将操纵权限授予驾驶室，则驾驶室将获得操纵权限并且驾驶室操纵。如果网机室的控制台在获得驾驶室的操纵请求后不予回复或者是拒绝释放操纵权限，则驾驶室无法获得操纵权。如图4所示，整个大网机控制系统的数据传输方式有两种，一种是CAN总线形式， 一种是以以太网形式，CAN总线形式的数据，下面就系统的工作流程和数据传输方向进行相关描述。在驾驶室大网机控制台、大网机室大网机控制台以及调速器室的两个调速器柜面板上面都采用了二次仪表对主要的模拟量进行显示，显示的对象是左电机转速、左电机电枢电流、左电机励磁电流、右电机转速、右电机电枢电流和右电机励磁电流，这几个模拟量都是渔网拖动电机的重要工作状态参数，这些参数通过传感器将其转化为4 20mA的模拟电流信号，通过采用SJ120-MA模拟量采集模块将这些状态参数采集上来，SJ120-MA采集模块将所采集上来的数据打包成以太网数据包并通过以太网广播协议将数据包传输至以太网上面，从而完成现场数据的采集和数据包的发送过程。在驾驶室大网机控制台、大网机室大网机控制台以及调速器的两个调速器柜内部都有二次仪表驱动模块SJ-350模块，这个模块通过以太网接收到有SJ120-MA模块发送来的以太网数据包，读取数据包中的有效信息并通过二次仪表将显示出来，从而达到在驾驶室的大网机控制台、大网机室的大网机控制台以及调速器室的两个调速器柜实时显示渔网拖动电机的工作状态。同时位于驾驶室的大网机控制台和位于大网机室的大网机控制台中的工业计算机主机也通过以太网接收到渔网图东电机工作状态参数，并将渔网拖动电机工作参数通过监测软件显示出来。缆绳长度传感器将现场的缆绳长度信号通过485通信接口传输至SJ503模块将 485数据转换成CAN总线数据，SJ503模块通过CAN总线广播协议将缆绳长度信号发送至位
5于网机控制室控制台的缆绳长度显示单元和驾驶室网机控制台的缆绳长度显示单元进行数据显示，同时控制台通过CAN总线接收到缆绳长度传感器的信号，通过对信号进行判断， 根据缆绳的长度判断放缆的作业时候左、右缆绳是否处于缆绳超长状态或者收揽作业时候左、右缆绳是否处于收揽末尾状态，如果处于缆绳超长状态则发出缆绳超长报警并进行缆绳超长停车作业，如果处于缆绳末尾状态则发出左右网板靠近停车信号。大网机系统通过完成对渔网拖动电机的控制实现对渔网的控制，大网机系统中只有驾驶室的大网机控制和大网机室的大网机控制台可以产生对渔网拖动电机的控制信号， 而这两个地方所产生的控制信号通过控制权所属从而确定控制信号是否有效。控制信号包括左、右电机收放缆控制，左右渔网拖动电机速度档位控制，急停控制等操纵，其中渔网拖动电机速度档位信号为分为操纵杆操作模式和按键控制模式两种，这两种操纵方式以及驾驶室大网机控制台操纵权限通过一个3位旋钮开关来进行选择，当旋钮开关为操纵杆模式时操纵权属于网机室，并且只能通过操纵杆对渔网拖动电机进行控制；当旋钮开关为按钮控制模式时操纵权属于网机室，并且此时只能通过点动按钮对渔网拖动电机进行调试控制；当旋钮开关为驾驶室大网机模式时，此时操纵权属于驾驶室大网机控制台，具体的控制模式由驾驶室控制台进行下一步决定。当系统处于操纵杆控制模式的时候，在大网机室大网机控制台上将通过指示灯显示此时系统处于操纵杆控制模式。大网机室的大网机控制台有两个操纵杆，通过操纵左右两个操纵杆的前进、后退和停止从而分别控制左右两个渔网拖动电机的正转、反转和停机， 进而实现了左右两个渔网缆绳的放、收和停止作业。左右两个渔网拖动电机的工作状态分别对应着左右两个操纵杆当前的控制档位，左右两个操纵杆分别将电机的速度档位分为27 个档，即在操纵杆控制状态下渔网拖动电机运行速度有27种，渔网拖动电机设定速度与操纵杆档位速度权码值一一对应，即VN = VFS*D/27，其中VN为设定转速；VFS为额定转速。 由于左右操纵杆分别对应着左右两个渔网拖动电机，所以在操纵杆控制模式下左右两个渔网拖动电机的工作状态可以不一样。系统如果进入操纵杆控制模式的时候自检发现左右两个操纵杆不是同时在停止状态将会自动屏蔽操纵杆发出的任何控制信号，只有当系统进入操纵杆控制模式之后左右两个操纵杆同时处于停止状态，系统才会正式的进入操纵杆控制模式，系统将识别在此之后的操纵杆产生的控制信号。当系统处于按键控制模式时，在大网机室大网机控制台上将通过指示灯显示此时系统处于按键控制模式。在按键控制模式下，操纵杆控制模式失效，即在按键控制模式下就算对左右两个操纵杆进行操纵作业也不会对渔网拖动电机产生有效控制信号。按键控制模式下一下控制开关产生的控制信号有效收揽运行、放缆运行、停止、1档、2档、3档、4档和5档，这8路控制信号都为开关量控制信号，通过指示灯的按键实现开关量控制信号的产生。其中收揽运行、放缆运行和停止信号电路上面互锁，1档 5档这5路开关量信号在电路上面互锁，1档的设定速度为额度转速的二十七分之三，2档的设定速度为额定转速的二十七分之七，3档的设定速度为额定转速的二十七分之十四，4档的设定转速为额定转速的二十七分之二十，5档的设定转速为额定转速的二十七分之二十四。五档速度设定按钮只是对左右渔网拖动电机进行转速设定，但是如果在收揽运行和放缆运行这两个信号都无效的情况下电机不运行，电机只有在收揽运行或者放缆运行有效的时候才开是按照设定的转速工作。当渔网拖动电机要进行转向换向作业的时候也就是正转和反转切换的时候，必须
6经过停止操作，渔网拖动电机必须停止工作后才能进行换向操作。系统处于操纵杆控制模式下的控制信号通过XSHlOl模块进行采集，采用两块 XSHlOl模块分别对左右两个操纵杆进行控制信号采集，模块将操纵信号采集上来之后通过总线将控制信号发送至左右调速器柜的控制驱动模块。系统处于按键控制模式下时，按键控制信号通过XSHlOl模块和XSH109模块进行采集进行信号采集，其中XSHlOl模块采集收揽运行、停止和放缆运行信号，XSH109模块采集1档5档档位信号，XSHlOl模块和XSH109模块通过CAN总线将采集上来的控制信号发送至左右调速器柜的控制驱动模块，调速器柜控制驱动模块在收到操纵指令后按照指令要求执行操纵指令从而达到控制电渔网拖动电机。 XSH109模块还需要完成系统工作状态的显示工作，XSH109模块通过CAN总线接收到系统各个部分的工作参数，参数信号有故障信号和状态显示信号两种，故障信号包括左、右渔网拖动电机电流越限信号，左、右调速器故障信号，左、右缆绳超长停车信号，左、右缆绳超长信号，左、右网板靠近停车信号，缆绳储藏室驱动装置过载信号，模块通讯故障信号，左、右渔网拖动电机冷却系统故障信号，左、右绞车离合器未啮合信号，制动故障信号等，这些故障信号都是通过CAN总线传输至XSH109模块进行故障信号显示的。状态显示信号包括有 左、右制动有效信号，左、右调速器启动成功信号，左、右制动解除，左、右调速器室CAN通信正常信号，左、右调速器室LAN通信正常信号，驾驶室CAN通讯正常信号，驾驶室LAN通信正常信号，缆绳储藏室驱动装置正常信号，左、右485通道工作正常，左、右SJ503模块通信正常，XSH109模块通信正常，XSH109模块通信正常等，这些状态显示信号是通过CAN总线传输至XSH109模块进行状态显示输出的。当大网机系统操纵权属于驾驶室控制台时，该控制台通过向渔网拖动电机发送控制指令从而达到控制目的。驾驶室网机控制台面板产生控制信号，控制信号进过XSHlOl模块进行采集，XSHlOl模块将采集到的控制信号通过CAN总线发送至左右调速控制柜，左右调速控制柜在接受到有效控制指令后执行操纵指令。驾驶室网机控制台通过按钮和六位旋钮产生开关量控制信号，这些开关量控制信号中有按钮产生的控制信号包括有左收缆信号、左缆停止信号、左放缆信号、右收缆信号、右缆停止信号、右放缆信号、急停信号，六位旋钮产生的控制信号是同步速度设定信号，六位旋钮开关将渔网拖动电机转速设定为六档转速，分别是零转速、二十七分之三的额定转速、二十七分之七的额定转速、二十七分之十四的额定转速、二十七分之二十的额定转速、二十七分之二十四的额定转速。六位旋钮开关是对左右渔网拖动电机的转速进行同步设定，只有在左右渔网拖动电机处于的工作状态相同的时候才有效，即只有左右渔网拖动电机同时处于收揽或者放缆的状态下时六位旋钮开关对左右渔网拖动电机设定的转速才有效，否在设定无效。开关量控制按钮分别设定左右两个渔网拖动电机的工作状态，即实现对左右两个渔网电机分别设定收揽、放缆和停止作业， 在驾驶室网机控制台只有对左右渔网拖动电机发送相同的工作状态才有意义，如果发送的控制状态不一致则XSHlOl模块将自动屏蔽所产生的控制信号。急停信号是应对突发事件的时候对左右两个渔网拖动电机进行的应急停车操做，防止出现意外。XSHlOl模块还要通过CAN总线接收个设备的工作状态和故障信息并通过指示灯显示出来，工作状态信号包括有左、右调速器柜CAN总线通信正常，左、右调速器柜LAN通信正常，大网机室CAN总线通信正常，大网机室LAN通信正常，驾驶室XSHlOl模块工作正常，驾驶室SJ350模块工作正常信号，通过这些工作状态信号可以了解渔网控制系统的工作状态。故障信号包括左、右调速器
7故障停车信号，模块通信故障报警信号，系统综合故障报警信号，急停信号，左、右电机电流越限报警，左、右调速器故障报警，通过这些故障信号的显示可以帮组操纵人员了解系统故障的种类，及时的做出正确的判断。 左、右两个调速器柜位于拖网渔船的调速器室，这两个调速器柜的XSHlOl模块通过CAN总线接收驾驶室大网机控制台和大网机室网机控制台发出的对渔网的操纵指令，并将有效操纵指令发送至渔网拖网电机调速器执行操作指令，从而实现控制台对渔网拖网电机的操纵控制。左、右两个调速器柜的XSHlOl模块还同时通过CAN总线向驾驶室大网机控制台和大网机室网机控制台发送系统工作的状态信息和报警信息，并将系统工作状态信息和报警信息通过指示灯进行指示。左调速器柜的系统工作状态信息包括有左调速器柜SJ350模块工作正常信号、左调速器柜XSHlOl模块通信正常信号、左调速器柜SJ602模块工作正常信号、驾驶室LAN通信正常信号、驾驶室CAN通信正常信号、网机室LAN通信正常信号、网机室CAN通信正常信号、右调速器柜CAN通信正常信号、右调速器柜LAN通信正常信号，左调速器柜的报警信号包括有模块通信故障报警、左系统综合故障报警、急停报警显示、右电机电流越限报警、右调速器故障报警、左电机电流越限报警、左调速器故障警报。 右调速器柜的系统工作状态信息包括有右调速器柜SJ350模块工作正常信号、右调速器柜 XSHlOl模块通信正常信号、右调速器柜SJ602模块工作正常信号、驾驶室LAN通信正常信号、驾驶室CAN通信正常信号、网机室LAN通信正常信号、网机室CAN通信正常信号、左调速器柜CAN通信正常信号、左调速器柜LAN通信正常信号，右调速器柜的报警信号包括有模块通信故障报警、右系统综合故障报警、急停报警显示、右电机电流越限报警、右调速器故障报警、左电机电流越限报警、左调速器故障警报。操纵人员可以通过这些报警信号了解到具体的报警类型。左、右两个调速器柜内部的SJ602模块通过CAN总线接收由驾驶室网机控制台和大网机室网机控制台发送来的有效控制指令，针对有效控制指令向左、右渔网拖动电机的调速器发送操纵指令，操纵指令分别包括左右电机的转速调速指令、运行使能指令、 运行/停止指令、正转/反转指令、电机急停指令等，这些控制信号可以完成对渔网拖动电机的启动、停止、正反转和调速等控制操作。
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权利要求1.一种远洋拖网渔船渔网控制系统设备，包括船体、驾驶室、网机室、调速器室和渔网， 其特征在于所述的渔船船体内的二层船舱左面设有驾驶室，二层船舱右面设有网机室，网机室墙体外两侧设有摄像机，一层船舱右面设有调速器室，所述的驾驶室和网机室内分别设有大网机控制台，调速器室内设有左、右渔网拖动电机调速控制柜和左、右渔网拖动电机调速器；船尾甲板上两侧设有左、右渔网拖动电机和左、右绞车和左、右滑轮架，在绞车和滑轮架上设有缆绳和缆绳长度传感器，渔网拖动电机的转轴上都设有测速电机，缆绳下连接渔网，所述的两个渔网拖动电机、两个渔网拖动电机测速器和两个绞车构成渔网拖动执行单元；所述的驾驶室的大网机控制台、网机室的大网机控制台、两个渔网拖动调速控制柜和缆绳长度传感器的CAN线端口和CAN总线连接，所述的驾驶室的大网机控制台、网机室的大网机控制台、两个渔网拖动调速控制柜和摄像机的以太网线端口由以太网总线连接，渔网拖动电机调速控制柜和渔网拖动电机调速器的硬接线端口由硬接线连接，渔网拖动电机调速器的数据输出端口和绞车的电机数据输入端口由数据线连接，电机减速器的数据输入端口和绞车的测速电机数据输出端口由数据线连接，两个绞车的缆绳连接所述的渔网。
2.如权利要求1所述的一种远洋拖网渔船渔网控制系统设备，其特征在于所述的驾驶室的网机室由硬盘录像机、工业计算机主机、控制指示模块、以太网交换机和信号采集模块组成。
3.如权利要求1所述的一种远洋拖网渔船渔网控制系统设备，其特征在于所述的网机室的大网机控制台由工业计算机主机、控制指示模块、以太网交换机、信号采集模块组成。
4.如权利要求1所述的一种远洋拖网渔船渔网控制系统设备，其特征在于所述的调速室内的左、右渔网拖动电机调速控制柜由控制驱动模块、以太网交换机、和信号采集模块组成。
专利摘要本实用新型专利涉及渔船拖网控系统技术领域，具体的说是一种远洋拖网渔船渔网控制系统设备，渔船船体内的二层船舱左面设有驾驶室、右面设有网机室，网机室墙体外设摄像机，一层右面设有调速器室，驾驶室和网机室内分别设有大网机控制台，调速器室内左右两侧均设有电机调速控制柜和电机调速器，船尾甲板上左右两侧均设有电机控制绞车和滑轮架，在绞车和滑轮架上设有缆绳和缆绳长度传感器，缆绳下设渔网，大网机控制台、调速器控制柜和缆绳长度传感器由CAN总线和以太网线连接，摄像机和缆绳长度传感器能够很好的监控绞车放缆速度，数据线连接的各个设备间信息传输速率更高，驾驶室和控制室分别设有大网机控制台使操作更加灵活有效。
文档编号B63B35/18GK202147825SQ20112019789
公开日2012年2月22日 申请日期2011年6月13日 优先权日2011年6月13日
发明者朱所成, 邹建军 申请人:上海三进科技发展有限公司