一种船舶行驶换向的安全控制系统的制作方法

本实用新型属于船舶安全控制领域，具体涉及一种船舶行驶换向的安全控制系统。

背景技术：

目前船舶行驶时，船舶行驶换向一般通过船舶驾驶室的档杆的推拉来实现船舶变速齿轮箱输出的换向。但在此过程中，一般通过人工判断艉轴转速的高低是否能进行变速齿轮箱反向合排，当艉轴转速降到能满足变速齿轮箱反向运转的转速时，操作档杆来控制变速齿轮箱合排。船舶正常运行行驶情况下，人工判断的不准确、不及时增加了船舶行驶的不安全因素；而船舶运行时遇到水流湍急或者航速过快的环境时，艉轴转速很难降到一定程度允许变速齿轮箱合排，此时需要人工进行变速齿轮箱合排。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种船舶行驶换向的安全控制系统，采用船舶行驶换向的变速齿轮箱自动合排和手动合排两种操作方式，在船舶正常运行行驶情况下，船舶行驶换向时变速齿轮箱自动合排；船舶操作人员也可以根据实际需要，解除自动合排功能，手动进行船舶行驶换向。

本实用新型的技术方案是一种船舶行驶换向的安全控制系统，包括控制器和分别与其连接的输入模块、档杆检测模块、推动机构、AD转换模块，转速传感器、数字显示仪分别与AD转换模块连接；所述输入模块用于操作人员通过按键或按钮输入的操作指令；所述档杆检测模块用于检测船舶档杆的“前进”档位或“后退”档位或“空车”档位。

优选地，所述控制器为PLC控制器。

优选地，所述输入模块包括“联锁”按钮开关，“联锁”按钮开关为自锁开关，“联锁”按钮开关与控制器连接。

优选地，所述档杆检测模块包括多个前进接近开关、多个后退接近开关和空车接近开关，前进接近开关分别设置于档杆的前进档位处，后退接近开关分别设置于档杆的后退档位处，空车接近开关设置于档杆的空车档位处；前进接近开关、后退接近开关、空车接近开关分别与控制器连接。

优选地，船舶行驶换向的安全控制系统推动机构为液压缸，液压缸的控制端与控制器连接。

优选地，船舶行驶换向的安全控制系统还包括与控制器连接的显示器。

优选地，船舶行驶换向的安全控制系统还包括与AD转换模块连接的水流传感器。

优选地，船舶行驶换向的安全控制系统还包括与控制器连接的报警器。

本实用新型的有益效果：

1）实现船舶行驶换向的船舶变速齿轮箱合排的自动控制，方便实用，避免人为合排控制时人为判断的不准确、不及时或失误而导致的船舶行驶的不安全和风险；

2）实时采集、显示船舶艉轴转速，供船舶驾驶员、集控室监控人员参考；

3）实时采集、显示船舶艉轴附近的水流数据，供船舶驾驶员、集控室监控人员参考；

4）特殊情况下，可手动解除船舶变速齿轮箱合排的自动控制，人工手动进行变速齿轮箱合排，增加了系统的灵活性；手动解除船舶变速齿轮箱合排的自动控制后，进行行驶换向操作时，触发船舶集控室的报警器，提醒船舶集控室操作人员注意。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为转速传感器6示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种船舶行驶换向的安全控制系统包括控制器1和分别与其连接的输入模块2、档杆检测模块3、推动机构4、AD转换模块5、数字显示仪8、显示器9、报警器10，转速传感器6、水流传感器7、数字显示仪8与AD转换模块5连接。

输入模块2包括“联锁”按钮开关，“联锁”按钮开关为自锁开关；“联锁”按钮开关与控制器1连接；“联锁”按钮开关按下时导通，“联锁”按钮开关弹起时断开；“联锁”按钮开关按下时，驾驶室操作人员操作档杆换向，变速齿轮箱自动合排；“联锁”按钮开关弹起时，驾驶室操作人员操作档杆换向，变速齿轮箱不会自动合排，需要手动操作进行变速齿轮箱合排。

一种实施例中，船舶设有“前进4”、“前进3”、“前进2”、“前进1”、“空车”、“后退1”、“后退2”、“后退3”、“后退4”共9个档位。档杆检测模块3包括4个前进接近开关、4个后退接近开关和空车接近开关，4个前进接近开关分别设置在“前进4”、“前进3”、“前进2”、“前进1”档位处，4个后退接近开关分别设置在“后退1”、“后退2”、“后退3”、“后退4”档位处，空车接近开关设置在“空车”档位处。前进接近开关、后退接近开关、空车接近开关分别与控制器1连接。

输入模块2、数字显示仪8设置在船舶驾驶室，显示器9、报警器10均设置在船舶集控室。

如图2所示，在船舶艉轴12上设置有磁钢11，转速传感器6对准艉轴12上设置的磁钢11，船舶正车或倒车运行时，磁钢11跟随艉轴12转动，转速传感器6通过检测变化的磁信号检测艉轴12的转速。

推动机构4为液压缸；液压缸的活塞杆与船舶变速齿轮箱的离合器的拨叉连接；液压缸的液压泵、控制阀分别与控制器1连接；液压缸的活塞杆伸展时，推动变速齿轮箱的离合器的拨叉，使离合器处于分离状态，变速齿轮箱与船舶主机停止动力传输；液压缸的活塞杆反向收缩时，离合器处于接合状态，变速齿轮箱合排，船舶主机经离合器传输动力到变速齿轮箱。

转速传感器6的型号为JN-008-1；数字显示仪8采用NPXM-2001PD6的智能数显仪；控制器1采用SIEMENS S7-200控制器；AD转换模块5型号为AD7656BSTZ。

水流传感器7采用公开号为CN201773108U的中国专利“新型霍尔式船速传感器”公开的结构。

显示器9型号为JMT050S800480-HMI；报警器10采用LTE_1101K声光报警器。

上述结构的系统的工作原理：转速传感器6检测艉轴12的转速，水流传感器7检测船尾的水流速，转速信号、水流速信号经AD转换模块5转换为数字信号并传输至控制器1，通过数字显示仪8展示给船舶驾驶室的操作人员，通过显示器9展示给船舶集控室的操作人员。

档杆处于“前进1”或“前进2”或“前进3”或“前进4”档位时，对应的前进接近开关输出电流到控制器1，档杆处于“后退1”或“后退2”或“后退3”或“后退4”档位时，对应的后退接近开关输出电流到控制器1；档杆处于“空车”档位时，空车接近开关输出电流到控制器1；控制器1根据输出电流的的接近开关，在控制器1的寄存器中保存档杆当前所处的档位即当前档位、档杆移动前的档杆所处档位即前一档位、前一档位之前档杆所处档位即前一档位之前档位；驾驶室操作人员操作档杆时，若控制器1检测到当前档位为前进档位并且前一档位之前档位为后退档位，此时操作人员操作档杆在进行船舶行驶换向操作，船舶行驶方向需进行换向；控制器1检测到当前档位为后退档位并且前一档位之前档位为前进档位，此时操作人员操作档杆在进行船舶行驶换向操作，此时船舶行驶方向需进行换向。

控制器1检测到操作人员在进行船舶行驶换向操作时，且控制器1检测到输入模块2“联锁”按钮导通时，控制器1输出控制信号到推动机构4，推动机构4伸展，船舶变速齿轮箱的离合器分离，控制器1读取转速传感器6的转速信号，转速降低后，控制器1输出控制信号到推动机构4，推动机构4收缩，船舶变速齿轮箱的离合器接合，船舶变速齿轮箱自动合排。

控制器1检测到操作人员在进行船舶行驶换向操作时，且控制器1检测到输入模块2“联锁”按钮断开时，触发报警器10发出报警声，提醒集控室操作人员注意，控制船舶主机转速，手动进行变速齿轮箱换向合排。