本发明涉及船舶电动液压甲板机械、步进电机、低成本舷边遥控领域，尤其涉及一种便携式电动舷边遥控装置及其控制方法，主要适用于降低成本、简化结构。
背景技术：
电动液压甲板机械(锚机、绞车、绞盘等)普遍使用ihi中高压液压马达、khi液压马达以及国产化的wmmp低压马达作为动力输出源，液压马达的调速普遍的做法是人工本地直接操作马达上的调速手柄，实现甲板机械速度和方向的控制。本地人工控制的方式省去了遥控控制机构和操作元件，简单可靠，成本低廉，但是只能在机旁进行人工操作，不利于在合适位置观察全局情况，因此大多数时候都需要多人通过对讲机配合进行操作，浪费了人力成本。电动便携式遥控控制方案的出现解决了这一问题。目前液压马达的遥控控制主要有两种实现方法：一种是液压控制方案，通过电液比例阀+遥控控制系统，改变马达排量或改变系统流量，实现马达无极调速；另外一种方案是在液压马达手柄上增加一套伺服电机驱动机构及配套的遥控控制系统，通过高精度的伺服电机控制马达手柄的位置，调节马达的排量，实现对马达手柄的无极调速。二者的共同缺点是成本较高，控制系统复杂。技术实现要素：本发明的目的是克服现有技术中存在的成本高、结构复杂的缺陷与问题，提供一种成本低、结构简单的便携式电动舷边遥控装置及其控制方法。为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种便携式电动舷边遥控装置，该便携式电动舷边遥控装置包括人机交互组件、控制单元、动力驱动组件、控制软件组件，所述动力驱动组件包括步进电机与减速器，所述步进电机与减速器机械连接，步进电机与控制单元电连接，所述减速器与马达手柄机械连接，所述控制单元分别与人机交互组件、电源电连接，控制单元与控制软件组件信号连接；所述人机交互组件，用于发送控制信号给控制单元；所述控制单元，用于接收人机交互组件发送的控制信息及控制动力驱动组件动作；所述控制软件组件，用于实现控制指令的采集、逻辑控制与信号处理，并通过控制单元输出控制步进电机驱动执行动作。所述人机交互组件包括有线遥控按钮盒与过渡接线盒，所述过渡接线盒上的软电缆通过接插件与有线遥控按钮盒电连接，过渡接线盒与控制单元电连接。所述人机交互组件包括无线遥控器与无线接收器，所述无线接收器与无线遥控器信号连接，无线接收器与控制单元电连接。所述步进电机的数量为多个，所述减速器的数量为多个。一种便携式电动舷边遥控装置的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：所述控制单元获取马达手柄达到目标位置所需旋转的角度，并将其转为目标脉冲位置；若目标脉冲位置小于当前脉冲位置，则控制步进电机进行反转；若目标脉冲位置大于当前脉冲位置，则控制步进电机进行正转；若马达手柄达到目标位置，则控制单元不发出脉冲信号，此时步进电机控制马达手柄保持在目标位置。所述控制单元收到紧急停机指令后，控制单元切断步进电机的电源，此时，步进电机无保持力矩，马达手柄在弹簧回中力的作用下回到中位。所述减速器的减速比小于等于20。所述人机交互组件包括无线遥控器与无线接收器，所述无线接收器与无线遥控器信号连接，无线接收器与控制单元电连接；当无线接收器与无线遥控器通信中断超过两秒时，无线接收器向控制单元发出急停信号，以防止马达失控。当便携式电动舷边遥控装置上电首次运行时，若马达手柄不在中位，则发出警告，限制便携式电动舷边遥控装置运行，同时，将当前脉冲位置置零。所述马达手柄正转、反转的最大机械位置通过专用调试触摸屏进行调节。与现有技术相比，本发明的有益效果为：1、本发明一种便携式电动舷边遥控装置及其控制方法中便携式电动舷边遥控装置包括人机交互组件、控制单元、动力驱动组件、控制软件组件，动力驱动组件包括步进电机与减速器，步进电机与减速器机械连接，步进电机与控制单元电连接，减速器与马达手柄机械连接，控制单元分别与人机交互组件、电源电连接，控制单元与控制软件组件信号连接，上述设计采用便携式遥控终端发出控制指令，通过步进电机驱动马达手柄实现调速，不仅成本低廉，而且结构简单。因此，本发明不仅成本低，而且结构简单。2、本发明一种便携式电动舷边遥控装置及其控制方法中人机交互组件包括有线遥控按钮盒与过渡接线盒，过渡接线盒上的软电缆通过接插件与有线遥控按钮盒电连接，过渡接线盒与控制单元电连接，或者人机交互组件包括无线遥控器与无线接收器，无线接收器与无线遥控器信号连接，无线接收器与控制单元电连接，便携式电动舷边遥控装置可设置为有线控制和无线控制，扩大了其适用范围；步进电机的数量为多个，减速器的数量为多个，提高了便携式电动舷边遥控装置的集成度。因此，本发明适用范围广、集成度高。3、本发明一种便携式电动舷边遥控装置及其控制方法中控制单元获取马达手柄达到目标位置所需旋转的角度，并将其转为目标脉冲位置，通过对比分析目标脉冲位置与当前脉冲位置来控制步进电机的转动，不仅操作简便，而且控制精准；控制单元收到紧急停机指令后，控制单元切断步进电机的电源，马达手柄在弹簧回中力的作用下回到中位，提高了便携式电动舷边遥控装置的安全性能；减速器的减速比小于等于20，减小了步进电机驱动机构的阻力矩，便于马达手柄回到中位；当无线接收器与无线遥控器通信中断超过两秒时，无线接收器向控制单元发出急停信号，以防止马达失控；便携式电动舷边遥控装置上电首次运行时，若马达手柄不在中位，则发出警告，限制便携式电动舷边遥控装置运行，同时，将当前脉冲位置置零，马达手柄正转、反转的最大机械位置通过专用调试触摸屏进行调节，以提高控制的精准度。因此，本发明操作简便、控制精准度高、安全性好、可靠性高。附图说明图1是本发明的实施例1中的便携式电动舷边遥控装置的结构示意图。图2是本发明的实施例2中的便携式电动舷边遥控装置的结构示意图。图3是本发明的实施例3中的便携式电动舷边遥控装置的结构示意图。图4是本发明的实施例4中的便携式电动舷边遥控装置的结构示意图。图5是本发明中一种便携式电动舷边遥控装置的控制方法的流程图。图6是本发明中一种便携式电动舷边遥控装置紧急停机的控制流程图。图中：人机交互组件1、有线遥控按钮盒11、过渡接线盒12、无线遥控器13、无线接收器14、控制单元2、动力驱动组件3、步进电机31、减速器32、控制软件组件4、电源5。具体实施方式以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。参见图1至图6，一种便携式电动舷边遥控装置，该便携式电动舷边遥控装置包括人机交互组件1、控制单元2、动力驱动组件3、控制软件组件4，所述动力驱动组件3包括步进电机31与减速器32，所述步进电机31与减速器32机械连接，步进电机31与控制单元2电连接，所述减速器32与马达手柄机械连接，所述控制单元2分别与人机交互组件1、电源5电连接，控制单元2与控制软件组件4信号连接；所述人机交互组件1，用于发送控制信号给控制单元2；所述控制单元2，用于接收人机交互组件1发送的控制信息及控制动力驱动组件3动作；所述控制软件组件4，用于实现控制指令的采集、逻辑控制与信号处理，并通过控制单元2输出控制步进电机31驱动执行动作。所述人机交互组件1包括有线遥控按钮盒11与过渡接线盒12，所述过渡接线盒12上的软电缆通过接插件与有线遥控按钮盒11电连接，过渡接线盒12与控制单元2电连接。所述人机交互组件1包括无线遥控器13与无线接收器14，所述无线接收器14与无线遥控器13信号连接，无线接收器14与控制单元2电连接。所述步进电机31的数量为多个，所述减速器32的数量为多个。一种便携式电动舷边遥控装置的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：所述控制单元2获取马达手柄达到目标位置所需旋转的角度，并将其转为目标脉冲位置；若目标脉冲位置小于当前脉冲位置，则控制步进电机31进行反转；若目标脉冲位置大于当前脉冲位置，则控制步进电机31进行正转；若马达手柄达到目标位置，则控制单元2不发出脉冲信号，此时步进电机31控制马达手柄保持在目标位置。所述控制单元2收到紧急停机指令后，控制单元2切断步进电机31的电源，此时，步进电机31无保持力矩，马达手柄在弹簧回中力的作用下回到中位。所述减速器32的减速比小于等于20。所述人机交互组件1包括无线遥控器13与无线接收器14，所述无线接收器14与无线遥控器13信号连接，无线接收器14与控制单元2电连接；当无线接收器14与无线遥控器13通信中断超过两秒时，无线接收器14向控制单元2发出急停信号，以防止马达失控。当便携式电动舷边遥控装置上电首次运行时，若马达手柄不在中位，则发出警告，限制便携式电动舷边遥控装置运行，同时，将当前脉冲位置置零。所述马达手柄正转、反转的最大机械位置通过专用调试触摸屏进行调节。本发明的原理说明如下：本设计的目的是针对使用ihi中高压液压马达、khi液压马达以及国产化的wmmp低压马达驱动的电动液压甲板机械(锚机、绞车、绞盘等)，提供一种步进电机驱动马达手柄的低成本系列化电动舷边遥控装置，采用便携式遥控终端发出控制指令，通过步进电机驱动马达手柄实现调速，成本低廉，结构简单，易于携带、操作，既节省了系统成本，又降低了维护费用，同时可以实现单人操作，降低人力成本。人机交互组件包含便携式遥控终端和过渡接线盒，便携式遥控终端根据需求可设计成无线发射器，也可以设计成有线遥控按钮盒，过渡接线盒为信号转接终端，对于有线遥控按钮盒，其配套的过渡接线盒带20米软电缆，通过接插件与遥控按钮盒快速连接，不用时遥控按钮盒可与软电缆快速分离，并置于室内存放；对于无线发射器，过渡接线盒为无线接收器，负责接收无线发射器的控制指令并传送到控制单元内的plc中。控制功能组件为核心的控制单元，采用壁挂式柜体，底部填料函进线，安装在舱室内，防护等级ip44。作为舷边遥控装置的核心控制组件，可接收人机交互组件发出的控制信号，并控制动力驱动组件动作，实现对2台甲板机械液压马达的舷边遥控控制。控制单元内部布置2套/3套步进电机驱动放大器、控制电源及plc控制模块。内部主要元件如下表1所示。表1控制单元内部主要电气元件序号设备数量品牌/规格1柜体1500*500*2102dc24v直流电源1明纬电源3dc48v直流电源2～3明纬电源4驱动器2～3电机厂家配置5微型断路器2施耐德ic65n系列6plc1西门子1200系列7中间继电器4霍尼韦尔8选择开关/指示灯3abb动力驱动组件主要由步进电机+减速器组成，根据甲板机械实船配置情况，动力驱动组件可以包含2套或3套步进电机+减速器组成，实现一套舷边遥控装置可以控制2台或3台甲板机械。控制软件组件及系统的控制程序，实现控制指令的采集、逻辑控制与信号处理，并通过plc输出控制步进电机驱动执行动作。便携式电动舷边遥控装置可分为有线控制和无线遥控，根据实船配置，每一类型遥控装置可具有2电机控制和3电机控制功能，因此，便携式电动舷边遥控装置分为如下表2所示四种型号。表2便携式电动舷边遥控装置类型本装置的详细技术指标要求如下：表3详细技术指标要求1、马达手柄位置控制方案选择步进电机作为驱动机构，步进电机是一种直接将电脉冲转化为机械运动的机电装置，通过控制施加在电机线圈上的电脉冲顺序、频率和数量，可以实现对步进电机转向、速度、和旋转角度的控制。在不借助带位置感应的闭环反馈控制系统的情况下，使用步进电机与其配套的驱动器共同组成的控制简便、低成本的开环控制系统，就可以实现精确的位置和速度控制。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。通过控制脉冲个数来控制角位移，可以实现精确定位的需求。由于步进电机的停止位置只与脉冲数有关，因此可以使用脉冲数来表示其位置。plc实时获取控制手柄角度，并将其转为目标脉冲位置，系统对比分析控制的目标脉冲位置与当前脉冲位置，当目标脉冲位置小于当前脉冲位置时，控制步进电机进行反转(反转的脉冲数根据差值计算得到)，当目标脉冲位置大于当前脉冲位置时，控制步进电机进行正转(正转的脉冲数根据差值计算得到)。如果目标脉冲位置与当前脉冲位置差值在允许范围内，则表明马达手柄达到控制手柄位置，plc不发出脉冲信号，此时步进电机控制马达手柄保持在原位置(步进电机在通电无脉冲时具备保持力矩)。2、紧急停机控制方案收到紧急停机指令后，控制系统立即切断步进电机驱动器电源，此时步进电机会立即失去励磁电源，丢失保持力矩，马达手柄在弹簧回中力的作用下克服步进电机驱动机构的阻力矩，迅速回到中位。为减小步进电机驱动机构的阻力矩，减速机的减速比不能过大，根据使用经验，减速比应该小于等于20。如操作装置为无线遥控器，当无线接收器与无线发射器通信中断超过设定时间，无线接收器向控制单元自动发出急停信号，防止甲板机械液压马达失控。3、零位校准方案由于需要将马达手柄中位作为脉冲零位基准，某些情况下可能导致控制系统出现零位偏差(如步进电机工作过程中受到外力影响出现堵转、紧急停机、意外掉电等均会导致零位偏差)，因此，本系统设置为系统上电首次运行时(控制手柄处于中位下)，强制将当前脉冲位置置零。如果上电首次运行时，控制手柄不在零位，则发出警告，限制系统运行。4、手柄最大位置调节方案由于步进电机是根据脉冲数来控制其位置的，如果设置的最大脉冲数大于马达手柄所能达到的实际位置，会导致系统运行过程中当前脉冲位置与马达实际位置不符，控制手柄回中后马达手柄未回中，因此，需要在确保最大脉冲位置不超过马达手柄的最大机械位置，通过配置一个专用调试触摸屏对马达正转和反转的最大机械位置进行调节。实施例1：参见图1，一种便携式电动舷边遥控装置，包括人机交互组件1、控制单元2、动力驱动组件3、控制软件组件4，所述动力驱动组件3包括步进电机31与减速器32，所述步进电机31与减速器32机械连接，步进电机31与控制单元2电连接，所述减速器32与马达手柄机械连接，所述控制单元2分别与人机交互组件1、电源5电连接，控制单元2与控制软件组件4信号连接，所述人机交互组件1包括有线遥控按钮盒11与过渡接线盒12，所述过渡接线盒12上的软电缆通过接插件与有线遥控按钮盒11电连接，过渡接线盒12与控制单元2电连接；所述步进电机31的数量为两个，所述减速器32的数量为两个；所述人机交互组件1，用于发送控制信号给控制单元2；所述控制单元2，用于接收人机交互组件1发送的控制信息及控制动力驱动组件3动作；所述控制软件组件4，用于实现控制指令的采集、逻辑控制与信号处理，并通过控制单元2输出控制步进电机31驱动执行动作。按上述方案，参见图5，一种便携式电动舷边遥控装置的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：所述控制单元2获取马达手柄达到目标位置所需旋转的角度，并将其转为目标脉冲位置；若目标脉冲位置小于当前脉冲位置，则控制步进电机31进行反转；若目标脉冲位置大于当前脉冲位置，则控制步进电机31进行正转；若马达手柄达到目标位置，则控制单元2不发出脉冲信号，此时步进电机31控制马达手柄保持在目标位置。参见图6，所述控制单元2收到紧急停机指令后，控制单元2切断步进电机31的电源，此时，步进电机31无保持力矩，马达手柄在弹簧回中力的作用下回到中位。所述减速器32的减速比小于等于20。当便携式电动舷边遥控装置上电首次运行时，若马达手柄不在中位，则发出警告，限制便携式电动舷边遥控装置运行，同时，将当前脉冲位置置零。所述马达手柄正转、反转的最大机械位置通过专用调试触摸屏进行调节。实施例2：基本内容同实施例1，不同之处在于：参见图2，所述步进电机31的数量为三个，所述减速器32的数量为三个。实施例3：参见图3，一种便携式电动舷边遥控装置，包括人机交互组件1、控制单元2、动力驱动组件3、控制软件组件4，所述动力驱动组件3包括步进电机31与减速器32，所述步进电机31与减速器32机械连接，步进电机31与控制单元2电连接，所述减速器32与马达手柄机械连接，所述控制单元2分别与人机交互组件1、电源5电连接，控制单元2与控制软件组件4信号连接，所述人机交互组件1包括无线遥控器13与无线接收器14，所述无线接收器14与无线遥控器13信号连接，无线接收器14与控制单元2电连接，所述步进电机31的数量为两个，所述减速器32的数量为两个；所述人机交互组件1，用于发送控制信号给控制单元2；所述控制单元2，用于接收人机交互组件1发送的控制信息及控制动力驱动组件3动作；所述控制软件组件4，用于实现控制指令的采集、逻辑控制与信号处理，并通过控制单元2输出控制步进电机31驱动执行动作。当无线接收器14与无线遥控器13通信中断超过两秒时，无线接收器14向控制单元2发出急停信号，以防止马达失控。实施例4：基本内容同实施例3，不同之处在于：参见图4，所述步进电机31的数量为三个，所述减速器32的数量为三个。当前第1页12