一种温盐深剖面探头自动投放系统及其投放方法与流程

本发明涉及一种探头自动投放系统及其投放方法，尤其是一种温盐深剖面探头自动投放系统及其投放方法。

背景技术：

目前，投放xctd探头大都采用手持式单枚投放装置(即发射枪)来完成，利用人工手持式单枚投放装置投放探头，至少需要两名专业人员。其中，一人负责安装和投放探头，另一人负责操作远程计算机，采集处理探头测量的剖面数据。因此，人工手持投放装置存在投放过程复杂、投放耗时长、不能多枚探头同时投放、投放成本高和投放效率低的缺点；此外，人工投放装置容易受到恶劣海况以及人为因素的影响，导致测量效果欠佳甚至失败。因此，有必要设计出一种温盐深剖面探头自动投放系统及其投放方法，能够高效完成投放探头投放和高质量获取测量数据。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种温盐深剖面探头自动投放系统及其投放方法，能够高效完成投放探头投放和高质量获取测量数据。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种温盐深剖面探头自动投放系统，包括自检模块、驱动装置模块、测量数据采集处理模块、数据接口模块、系统控制管理模块、可编程逻辑控制器、远程控制终端以及供电模块；

远程控制终端与系统控制管理模块网络连接；远程控制终端用于向系统控制管理模块发送系统运行控制指令，并存储系统控制管理模块上传的探头测量数据；系统控制管理模块用于向远程控制终端发送自检反馈信息和探头测量数据，并本地存储探头测量数据；

数据接口模块分别与测量数据采集处理模块、可编程逻辑控制器以及系统控制管理模块相连；系统控制管理模块用于通过数据接口模块向可编程逻辑控制器发送自检控制指令和探头发射控制指令；可编程逻辑控制器用于通过数据接口模块向系统控制管理模块发送自检反馈信息；系统控制管理模块用于通过数据接口模块向测量数据采集处理模块发送数据采集控制指令；测量数据采集处理模块用于与检测探头相连，并通过数据接口模块向系统控制管理模块发送探头测量数据；

自检模块分别与可编程逻辑控制器相连；可编程逻辑控制器用于向自检模块发送自检控制指令；自检模块用于根据自检控制指令向可编程逻辑控制器发送自检反馈信息；

驱动装置模块与可编程逻辑控制器相连；可编程逻辑控制器用于根据探头发射控制命令向驱动装置模块发送驱动控制命令，选择定位待发射检测探头、接通待发射检测探头的数据线路并释放检测探头；

供电模块分别为自检模块、驱动装置模块、测量数据采集处理模块、数据接口模块、系统控制管理模块、可编程逻辑控制器以及远程控制终端供电。

进一步地，系统控制管理模块用于通过数据接口模块向可编程逻辑控制器发送探头测量状态检测指令；可编程逻辑控制器向自检模块发送探头测量状态检测指令；自检模块根据探头测量状态检测指令向可编程逻辑控制器发送探头测量状态信息；可编程逻辑控制器通过数据接口模块向系统控制管理模块发送探头测量状态信息。

进一步地，系统运行控制指令包括自检控制指令、探头发射控制指令、数据采集控制指令以及探头测量状态检测指令；自检反馈信息包括探头安装状态信息、电机编码器信息、电机初始位置信息以及探头测量状态信息。

进一步地，驱动装置模块包括探头定位电机、探头释放电机、探头电气选通接口电路、定位电机驱动电路以及释放电机驱动电路；可编程逻辑控制器通过定位电机驱动电路和释放电机驱动电路分别控制探头定位电机和探头释放电机；探头定位电机用于驱动圆盘形的探头发射装置旋转，从而旋转选定一个待发射检测探头进行发射；在探头发射装置沿圆周分布设置有各个探头发射筒，在探头发射筒上安装有用于卡扣检测探头的探头固定销；探头释放电机用于拔出旋转选定的待发射检测探头的探头固定销，使待发射检测探头沿探头发射筒发射入水；可编程逻辑控制器用于控制探头电气选通接口电路选择接通旋转选定的待发射检测探头的数据线路，使旋转选定的待发射检测探头的数据线路与测量数据采集处理模块电气连接。

进一步地，探头安装状态信息用于指示各个待发射检测探头是否准确安装至各个探头发射筒中，由安装在探头发射筒中的位置检测传感器获取；电机编码器信息用于指示探头定位电机的磁极位置、转角及转速，由安装在探头定位电机输出轴上的电机编码器获取；电机初始位置信息用于指示探头释放电机的伸缩端初始位置，由安装在探头释放电机的伸缩端部处的位置检测传感器获取；探头测量状态信息用于指示检测探头是否工作正常，由检测探头本身发出。

进一步地，测量数据采集处理模块包括ad转换器和单片机；ad转换器用于与检测探头的模拟信号输出端电连接；ad转换器的数字量输出端与单片机的信号输入端电连接。

进一步地，本发明还提供了一种温盐深剖面探头自动投放系统的投放方法，包括如下步骤：

步骤1，由远程控制终端通过网络向系统控制管理模块发送自检控制指令，再由系统控制管理模块通过数据接口模块将自检控制指令转发至可编程逻辑控制器，再由可编程逻辑控制器根据自检控制指令获取自检模块采集的探头安装状态信息、电机编码器信息、电机初始位置信息以及探头测量状态信息，再由可编程逻辑控制器通过数据接口模块将自检反馈信息发送至系统控制管理模块，最后由系统控制管理模块通过网络向远程控制终端发送自检反馈信息；

步骤2，由远程控制终端对自检反馈信息进行解析判断，若自检反馈信息正常，则由远程控制终端通过网络向系统控制管理模块发送探头发射控制指令，再由系统控制管理模块通过数据接口模块将探头发射控制指令发送至可编程逻辑控制器，再由可编程逻辑控制器根据探头发射控制命令向驱动装置模块发送驱动控制命令，选择定位待发射检测探头、接通待发射检测探头的数据线路并释放检测探头，若自检反馈信息异常，则由远程控制终端显示异常的自检反馈信息进行提醒；

步骤3，在检测探头释放后，由远程控制终端及时通过网络向系统控制管理模块发送数据采集控制指令，再由系统控制管理模块通过数据接口模块向测量数据采集处理模块发送数据采集控制指令，测量数据采集处理模块对释放的检测探头进行模拟量采集，并在转换为数字量后将探头测量数据通过数据接口模块向系统控制管理模块发送探头测量数据，系统控制管理模块对探头测量数据进行本地存储，并通过网络将探头测量数据发送至远程控制终端，远程控制终端显示并存储探头测量数据；

步骤4，在当前检测探头测量完成后，切断当前检测探头的数据线路，再重复步骤1-3完成下一个检测探头的自检、释放以及数据采集，直到探头安装状态信息显示全部检测探头都已经释放完毕，则退出系统控制。

本发明的有益效果在于：利用自检模块、驱动装置模块、测量数据采集处理模块、数据接口模块、系统控制管理模块、可编程逻辑控制器、远程控制终端以及供电模块组成检测探头的自动投放，避免使用人工投放装置容易受到恶劣海况以及人为因素的影响，能够高效完成投放探头投放和高质量获取测量数据；利用自检模块能够在每次检测探头投放前进行自检，使系统能够维持自动化投放，确保每次探头测量数据的可靠性，从而高质量地获得温盐深剖面数据。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明的方法流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开的温盐深剖面探头自动投放系统包括：自检模块、驱动装置模块、测量数据采集处理模块、数据接口模块、系统控制管理模块、可编程逻辑控制器、远程控制终端以及供电模块；

远程控制终端与系统控制管理模块网络连接；远程控制终端用于向系统控制管理模块发送系统运行控制指令，并存储系统控制管理模块上传的探头测量数据；系统控制管理模块用于向远程控制终端发送自检反馈信息和探头测量数据，并本地存储探头测量数据；

数据接口模块分别与测量数据采集处理模块、可编程逻辑控制器以及系统控制管理模块相连；系统控制管理模块用于通过数据接口模块向可编程逻辑控制器发送自检控制指令和探头发射控制指令；可编程逻辑控制器用于通过数据接口模块向系统控制管理模块发送自检反馈信息；系统控制管理模块用于通过数据接口模块向测量数据采集处理模块发送数据采集控制指令；测量数据采集处理模块用于与检测探头相连，并通过数据接口模块向系统控制管理模块发送探头测量数据；数据接口模块实现模块之间的命令格式转换，使测量数据采集处理模块与系统控制管理模块之间能够进行数据通信，使可编程逻辑控制器与系统控制管理模块之间能够进行数据通信；

自检模块分别与可编程逻辑控制器相连；可编程逻辑控制器用于向自检模块发送自检控制指令；自检模块用于根据自检控制指令向可编程逻辑控制器发送自检反馈信息；

驱动装置模块与可编程逻辑控制器相连；可编程逻辑控制器用于根据探头发射控制命令向驱动装置模块发送驱动控制命令，选择定位待发射检测探头、接通待发射检测探头的数据线路并释放检测探头；

供电模块分别为自检模块、驱动装置模块、测量数据采集处理模块、数据接口模块、系统控制管理模块、可编程逻辑控制器以及远程控制终端供电。

进一步地，系统控制管理模块用于通过数据接口模块向可编程逻辑控制器发送探头测量状态检测指令；可编程逻辑控制器向自检模块发送探头测量状态检测指令；自检模块根据探头测量状态检测指令向可编程逻辑控制器发送探头测量状态信息；可编程逻辑控制器通过数据接口模块向系统控制管理模块发送探头测量状态信息。

进一步地，系统运行控制指令包括自检控制指令、探头发射控制指令、数据采集控制指令以及探头测量状态检测指令；自检反馈信息包括探头安装状态信息、电机编码器信息、电机初始位置信息以及探头测量状态信息。

进一步地，驱动装置模块包括探头定位电机、探头释放电机、探头电气选通接口电路、定位电机驱动电路以及释放电机驱动电路；可编程逻辑控制器通过定位电机驱动电路和释放电机驱动电路分别控制探头定位电机和探头释放电机；探头定位电机用于驱动圆盘形的探头发射装置旋转，从而旋转选定一个待发射检测探头进行发射；在探头发射装置沿圆周分布设置有各个探头发射筒，在探头发射筒上安装有用于卡扣检测探头的探头固定销；探头释放电机用于拔出旋转选定的待发射检测探头的探头固定销，使待发射检测探头沿探头发射筒发射入水；可编程逻辑控制器用于控制探头电气选通接口电路选择接通旋转选定的待发射检测探头的数据线路，使旋转选定的待发射检测探头的数据线路与测量数据采集处理模块电气连接。

进一步地，探头安装状态信息用于指示各个待发射检测探头是否准确安装至各个探头发射筒中，由安装在探头发射筒中的位置检测传感器获取；电机编码器信息用于指示探头定位电机的磁极位置、转角及转速，由安装在探头定位电机输出轴上的电机编码器获取；电机初始位置信息用于指示探头释放电机的伸缩端初始位置，由安装在探头释放电机的伸缩端部处的位置检测传感器获取；探头测量状态信息用于指示检测探头是否工作正常，由检测探头本身发出。

进一步地，测量数据采集处理模块包括ad转换器和单片机；ad转换器用于与检测探头的模拟信号输出端电连接；ad转换器的数字量输出端与单片机的信号输入端电连接。

本发明公开的温盐深剖面探头自动投放系统利用自检模块、驱动装置模块、测量数据采集处理模块、数据接口模块、系统控制管理模块、可编程逻辑控制器、远程控制终端以及供电模块组成检测探头的自动投放，避免使用人工投放装置容易受到恶劣海况以及人为因素的影响，能够高效完成投放探头投放和高质量获取测量数据；利用自检模块能够在每次检测探头投放前进行自检，使系统能够维持自动化投放，确保每次探头测量数据的可靠性，从而高质量地获得温盐深剖面数据。

如图2所示，进一步地，本发明还公开了温盐深剖面探头自动投放系统的投放方法，包括如下步骤：

步骤1，由远程控制终端通过网络向系统控制管理模块发送自检控制指令，再由系统控制管理模块通过数据接口模块将自检控制指令转发至可编程逻辑控制器，再由可编程逻辑控制器根据自检控制指令获取自检模块采集的探头安装状态信息、电机编码器信息、电机初始位置信息以及探头测量状态信息，再由可编程逻辑控制器通过数据接口模块将自检反馈信息发送至系统控制管理模块，最后由系统控制管理模块通过网络向远程控制终端发送自检反馈信息；

步骤2，由远程控制终端对自检反馈信息进行解析判断，若自检反馈信息正常，则由远程控制终端通过网络向系统控制管理模块发送探头发射控制指令，再由系统控制管理模块通过数据接口模块将探头发射控制指令发送至可编程逻辑控制器，再由可编程逻辑控制器根据探头发射控制命令向驱动装置模块发送驱动控制命令，选择定位待发射检测探头、接通待发射检测探头的数据线路并释放检测探头，若自检反馈信息异常，则由远程控制终端显示异常的自检反馈信息进行提醒；

步骤3，在检测探头释放后，由远程控制终端及时通过网络向系统控制管理模块发送数据采集控制指令，再由系统控制管理模块通过数据接口模块向测量数据采集处理模块发送数据采集控制指令，测量数据采集处理模块对释放的检测探头进行模拟量采集，并在转换为数字量后将探头测量数据通过数据接口模块向系统控制管理模块发送探头测量数据，系统控制管理模块对探头测量数据进行本地存储，并通过网络将探头测量数据发送至远程控制终端，远程控制终端显示并存储探头测量数据；

步骤4，在当前检测探头测量完成后，切断当前检测探头的数据线路，再重复步骤1-3完成下一个检测探头的自检、释放以及数据采集，直到探头安装状态信息显示全部检测探头都已经释放完毕，则退出系统控制。