本发明涉及海监执法船只和大型渔政船只等装备的对外水炮，具体是船用对外水炮控制系统。
背景技术：
随着时代的发展和科技的进步，越来越多的海洋资源被人类所发掘和利用，与此同时人类也更多的认识到海洋的重要性，因此对于海洋资源的掌握成了国与国之间争夺的焦点，进而带来了一个个的国际争端事件，为了捍卫国土和主权的完整，国家开始加大主权领域内的海上巡逻工作，为了保障自身的安全，又能实现对敌对目标的驱逐，作为非致命性武器—对外水炮派上了用场，另外在必要时也可以作为对外消防设备使用。
除了一些执法船只可以配备船用对外水炮，现在很多的渔船也开始配备了这种水炮。因为这些渔船在海上作业时，有时会遇上海盗的劫持。这样有了水炮就可以有效的阻止海盗船只的靠近，从而保证了船上人员的人生安全。
现有的船用对外水炮控制系统主要存在下列不足。
①纯粹的手动操作水炮：这类水炮结构相对简单，操作容易，工作时需要专职的人员站在水炮旁边，通过机械手柄来控制水炮的旋转。但是当遇到对方也有水炮，双方进入互射的时候就无法保证操作人员的安全。另外依靠手工操作，对目标攻击的准确性和响应速度方面相对较差。
②远程电动操作水炮：这类水炮相比较前一种类型有了很大改进，它通过电机的旋转来带动水炮的旋转，操作人员只需在驾驶舱控制操作台上方向手柄就可以控制水炮，这样保证了人员的生命安全。但是在控制精度方面不够理想，而且水炮旋转速度也不快。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种实现自动化控制、水炮旋转速度快的船用对外水炮控制系统。
本发明的技术方案是：船用对外水炮控制系统，包括多路组合开关，24VDC电源模块，本地操作面板，PLC控制器，逻辑控制单元。
其中多路组合开关，用于将本系统内各部分功能区域的供电回路独立开来，这样当某一回路出现故障，只需将该回路的开关切断后即可维修，对其它回路不构成影响，降低了整体的停机时间，多路组合开关的输入端采用并联的方式连接，并联之后再与外部的单相交流电连接。所述24VDC电源模块，用于向整个系统提供24VDC电源。
PLC控制器包括电源模块、通讯模块、输入模块和输出模块四个功能模块，它作为整个控制系统的核心，负责外部状态信息的采集、数据运算、逻辑判断和结果输出， PLC控制器分别与本地操作面板、逻辑控制单元连接。
本地操作面板作为人机交互的主要渠道，包括四象限摇杆、按键输入开关和控制模式转换开关，用于向所述PLC控制器发送操作指令，使PLC控制器按照指令执行相应的操作。
逻辑控制单元，主要由多个继电器逻辑组合构成，继电器的输入端为24VDC的低电压信号，与PLC控制器的输入和输出模块相连，继电器的输出端为220VAC信号，用于对外部部件的实际操作，从而实现了低电压信号对高电压信号的间接控制。
本发明还必须有伺服驱动器和伺服电机，伺服驱动器和伺服电机作为一个整体使用，它们是实现本系统控制外部水炮方位旋转的主要动力来源，伺服驱动器和PLC控制器之间通过脉冲控制总线进行连接。
进一步地提高水炮的旋转速度，最好是包含两套伺服驱动器和伺服电机，分别用于提供驱动水炮水平方位和垂直方位旋转的动力。
进一步地提供人机交互方式，本发明还可以增加无线控制单元，无线控制单元包含无线发射手柄和无线接收机，无线发射手柄将控制命令通过无线射频的方式发送给无线接收机，接收机接收到无线信号后，对无线信号进行解码，校验，并且将数字命令信号转换成电信号传送给PLC控制器。
进一步地，本发明还可以增加RS422通讯接口，RS422通讯接口将PLC控制器输出的TTL电平的通信信号转换成RS422标准的接口，便于同远程主机之间的通讯。
本发明系统工作时，为了让操作人员更加直观的了解系统运行状态的信息，还可以在本地操作面板上增加声光报警灯和系统状态指示灯，当系统出现故障或者由于人为的不正确操作，声光报警指示灯会闪烁，报警蜂鸣器会发出报警声音，给操作人员予以提示；系统状态指示灯指示当前系统的一些主要工作状态，如电源信息，蝶阀的位置信息，水泵的工作状态等。
采用本发明的技术方案，实现了水炮自动化旋转瞄准方位，不需要人工操作，同时，利用伺服驱动器和伺服电机给水炮旋转提供动力，加快了水炮旋转的速度，提高了水炮旋转到目标方位的精确度。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
具体实施例
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，本发明船用对外水炮控制系统，包括多路组合开关，24VDC电源模块，本地操作面板，PLC控制器，逻辑控制单元，伺服驱动器和伺服电机。
其中，多路组合开关的输入端采用并联的方式连接，并联之后再与外部的单相交流电连接，多路组合开关其中的任何一分支的输出端连接到24VDC电源模块的输入端。
24VDC电源模块用于向整个系统提供24VDC电源。
PLC控制器集电源模块、通讯模块、输入模块和输出模块功能于一体，用于采集外部状态信息并进行数据运算分析、逻辑判断和结果输出，PLC控制器分别与本地操作面板、逻辑控制单元连接。
面板包括四象限摇杆、按键输入开关和控制模式转换开关，用于向PLC控制器发送操作指令，使PLC控制器按照指令执行相应的操作，四象限摇杆上下左右分别用来对应水炮仰角、俯角、左旋角、右旋角的旋转动作方位；按键输入开关主要包括系统的电源控制，系统启动命令，水炮的开关命令，蝶阀的开关命令等；控制模式转换开关主要包括操作模式的转换（一共有三模式，即本地、遥控和远程）和水炮旋转速度的转换（包含低速和高速）。
逻辑控制单元，主要由多个继电器逻辑组合构成，继电器的输入端为24VDC的低电压信号，与PLC控制器的输入和输出模块相连，继电器的输出端为220VAC信号，用于对外部部件的实际操作，从而实现了低电压信号对高电压信号的间接控制。
伺服驱动器和伺服电机必须作为一个整体使用，是实现水炮自动旋转的主要动力来源，伺服驱动器和PLC控制器之间通过脉冲控制总线进行连接。伺服驱动器和伺服电机是一个闭环操作，通过编码器实时取得位置参数，提高水炮旋转方位精确度，同时，其加速性能好，从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒，加快了水炮的旋转速度。
优选地，最好是包含两套伺服驱动器和伺服电机，其中一套用于驱动水炮水平方位自动化旋转，另一套用于驱动水炮垂直方位自动化旋转。
优选地，本发明还可以增加无线控制单元，无线控制单元包含无线发射手柄和无线接收机，无线发射手柄将控制命令通过无线射频的方式发送给无线接收机，接收机接收到无线信号后，对无线信号进行解码，校验，并且将数字命令信号转换成电信号传送给PLC控制器。
优选地，本发明还可以增加RS422通讯接口，RS422通讯接口将PLC控制器输出的TTL电平的通信信号转换成RS422标准的接口，便于同远程主机之间的通讯。
优选地，还可以在本地操作面板上增加声光报警灯和系统状态指示灯，当系统出现故障或者由于人为的不正确操作，声光报警指示灯会闪烁，报警蜂鸣器会发出报警声音，给操作人员予以提示；系统状态指示灯指示当前系统的一些主要工作状态，如电源信息，蝶阀的位置信息，水泵的工作状态等。
本发明船用对外水炮控制系统，工作时， DC24V电源模块外部接入电压，操作员开启操作面板的按键输入开关，选择本地操作模式，系统通电后启动自检流程，自检完后系统进入到预备状态，当需要瞄准不友好目标时，操作人员通过操作四象限摇杆来控制水炮的上下左右方位的旋转， PCL控制器接收到四象限摇杆操作命令后，进行分析、运算并转换成指令发，然后把转换的指令发送给伺服驱动器，伺服驱动器接受到PCL控制器的指令后再进行转换位置参数指令发送给伺服电机，伺服电机按照接受的位置参数指令驱动水炮机械装置进行方位旋转，同时，伺服电机内部具有编码器，可以实时获取水炮机械装置的位置参数并反馈给伺服驱动器，这样便于系统调整，这样就完成了目标方位的瞄准定位。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。