專利名稱：一種遠洋拖網漁船漁網控制系統設備的制作方法
技術領域：
一種遠洋拖網漁船漁網控制系統設備本實用新型專利涉及漁船拖網控系統技術領域，具體的說是一種遠洋拖網漁船漁網控制系統設備。遠洋拖網漁船在采用單船拖網的作業形式進行捕撈作業的時候，需要對漁網進行收放控制。在傳統的拖網漁船中對拖網的控制設備只是單一的在機械方面收和放的控制， 不會針對具體的情況對漁網收放進行操作進行及時的更改，該大網機控制系統數據傳輸采用總線技術和以太網技術相結合，提高整個系統的數據傳輸能力和系統的自動化程度，同時及時針對左右纜繩放纜速度進行調整，使得漁網在展開和收網過程中達到性能最佳。本實用新型的目的就是要解決現有技術的不足，提供一種自動化程度更高的遠洋拖網漁船漁網控制系統設備。為實現上述目的設計一種遠洋拖網漁船漁網控制系統設備，包括船體、駕駛室、網機室、調速器室和漁網，其特征在于所述的漁船船體內的二層船艙左面設有駕駛室，二層船艙右面設有網機室，網機室墻體外兩側設有攝像機，一層船艙右面設有調速器室，所述的駕駛室和網機室內分別設有大網機控制臺，調速器室內設有左、右漁網拖動電機調速控制柜和左、右漁網拖動電機調速器；船尾甲板上兩側設有左、右漁網拖動電機和左、右絞車和左、右滑輪架，在絞車和滑輪架上設有纜繩和纜繩長度傳感器，漁網拖動電機的轉軸上都設有測速電機，纜繩下連接漁網，所述的兩個漁網拖動電機、兩個漁網拖動電機測速器和兩個絞車構成漁網拖動執行單元；所述的駕駛室的大網機控制臺、網機室的大網機控制臺、兩個漁網拖動調速控制柜和纜繩長度傳感器的CAN線端口和CAN總線連接，所述的駕駛室的大網機控制臺、網機室的大網機控制臺、兩個漁網拖動調速控制柜和攝像機的以太網線端口由以太網總線連接， 漁網拖動電機調速控制柜和漁網拖動電機調速器的硬接線端口由硬接線連接，漁網拖動電機調速器的數據輸出端口和絞車的電機數據輸入端口由數據線連接，電機減速器的數據輸入端口和絞車的測速電機數據輸出端口由數據線連接，兩個絞車的纜繩連接所述的漁網。駕駛室的網機室由硬盤錄像機、工業計算機主機、控制指示模塊、以太網交換機和信號采集模塊組成。網機室的大網機控制臺由工業計算機主機、控制指示模塊、以太網交換機、信號采集模塊組成。調速室內的電機調速控制柜由控制驅動模塊、以太網交換機、和信號采集模塊組成。
3[0011 ] 網機室墻體外側上還可以設有觀察窗以便觀察。本實用新型同現有技術相比，在船尾設有攝像機和纜繩長度傳感器能夠很好的監控絞車的放纜速度，通過數據線連接的各個設備的信息傳輸速率更高，駕駛室和控制室分別設有大網機控制臺使得操作更加靈活和有效。
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型的連接框架圖圖3是本實用新型的連接關系示意圖；圖4是本實用新型的二次儀表信號傳輸流程示意圖；圖中1、駕駛室的大網控制臺2、駕駛室3、網機室4、觀察窗5、網機室的大網機控制平臺6、調速器室7、左漁網拖動電機調速控制柜8、左漁網拖動電機調速器9、右漁網拖動電機調速控制柜10、右漁網拖動電機調速器11、左漁網拖動電機12、左漁網拖動電機測速器13、左絞車14、右漁網拖動電機15、右漁網拖動電機測速器16、右絞車17、 船尾甲板18、左側攝像機19、右側攝像機20、漁網21、左纜繩長度傳感器22、右纜繩長度傳感器23、左纜繩24、右纜繩25、由左右漁網拖動電機、左右側漁網拖動電機測速器和左右絞車組成的漁網拖動執行單元26、左滑輪架27、右滑輪架。結合附圖對本實用新型做進一步說明，這種裝置的制造技術對本專業的人來說是非常清楚的。如附
圖1、圖2和圖3所示，整個大網機系統由位于駕駛室的大網機控制臺、位于網機室的大網機控制臺和位于調速室的左、右電機調速控制柜構成，整個大網機控制系統通過對電機調速器的控制從而達到控制電機工作狀態，進而實現控制絞車拖動漁網工作狀態的目的。駕駛室的大網機控制臺由硬盤錄像機、工業計算機主機、控制指示模塊、以太網交換機和信號采集模塊構成。硬盤錄像機接受船尾的視頻信號，并將視頻信號通過顯示器顯示出來，以方便駕駛室船員實時查看船尾漁網的收放情況，并將歷史視頻數據保存以方便后續查看；工業計算機主機為駕駛室的大網機控制臺的中央數據處理單元，工業計算機主機處理由現場來的實時傳感器信號，并對信號進行相關的處理運算，工業計算機將處理完成的信號通過控制指示模塊進行數據信息顯示；控制指示模塊的作用是產生控制操縱信號并且實現控制對象工作狀態的顯示，控制指令模塊發出的指令包括對左右纜繩的控制信號和操控請求信號；以太網交換機的作用是對系統中涉及到以太網數據的設備進行以太網數據交換和傳輸；信號采集模塊是完成現場信號的實時采集工作，信號采集模塊將現場傳感器信號采集傳輸至大網機控制系統的工業計算機主機進行信號處理，并通過大網機控制系統的顯示部分進行相關信號的顯示。駕駛室的大網機控制臺和大網機室的大網機控制臺在操縱功能上面沒有過多的差異，大網機的的控制臺和駕駛室的大網機控制臺相比減少了硬盤錄像機部分。大網機室的控制臺由工業計算機主機、控制指示模塊、以太網交換機、信號采集模塊組成，其中工業
4計算機主機為網機室控制臺的數據處理中心，工業計算機主機完成大網機控制臺的數據運算處理工作，工業計算主機將系統中相關的數據如現場傳感器信號、操縱信號等處理之后將相關的控制指令(如調速指令)發送至執行單元或者將顯示信息(工作單元工作狀態等)通過顯示部分顯示出來；控制指示模塊，該模塊的主要工作是產生控制操縱信號并顯示相關設備的工作狀態，產生的控制信號包括漁網纜繩操縱信號、漁網纜繩調速信號等相關操縱控制信號；以太網交換機的作用是對系統中涉及到以太網數據的設備進行以太網數據交換和傳輸；信號采集模塊是完成現場傳感器信號的采集工作，并傳輸至工業計算機主機進行信號處理，并通過控制臺的顯示部分顯示相關信號的處理結果。在調速器室設有左右兩個調速控制柜，這兩個調速控制柜分別完成接收控制信號和將大網機控制指令發送至調速器，調速器在接收到控制指令之后完成對執行拖動漁網的電機控制。調速控制柜有控制驅動模塊、以太網交換機、和信號采集模塊組成，其中控制驅動模塊為接收大網機控制臺發送來的操縱指這令并將操縱指令發送至調速器，調速器接收到操縱指令后執行指令達到控制漁網收放速度和漁網收放狀態；以太網交換機為對系統中涉及到以太網數據的設備進行以太網數據交換和傳遞；信號采集模塊為采集設備工作的狀態信號并通過顯示部分顯示出來。駕駛室的大網機控制臺和網機室的大網機控制臺通過權力選擇來決定，具體解決方法是通過權力申請，正常操作情況下網機室操縱權力高于駕駛室，操縱權屬于網機室。如果駕駛室希望獲得操縱權，則向網機室的大網機控制臺發送操縱請求，網機室的大網機控制臺在接收到由駕駛室發送來的操縱請求后，如果同意將操縱權限授予駕駛室，則駕駛室將獲得操縱權限并且駕駛室操縱。如果網機室的控制臺在獲得駕駛室的操縱請求后不予回復或者是拒絕釋放操縱權限，則駕駛室無法獲得操縱權。如圖4所示，整個大網機控制系統的數據傳輸方式有兩種，一種是CAN總線形式， 一種是以以太網形式，CAN總線形式的數據，下面就系統的工作流程和數據傳輸方向進行相關描述。在駕駛室大網機控制臺、大網機室大網機控制臺以及調速器室的兩個調速器柜面板上面都采用了二次儀表對主要的模擬量進行顯示，顯示的對象是左電機轉速、左電機電樞電流、左電機勵磁電流、右電機轉速、右電機電樞電流和右電機勵磁電流，這幾個模擬量都是漁網拖動電機的重要工作狀態參數，這些參數通過傳感器將其轉化為4 20mA的模擬電流信號，通過采用SJ120-MA模擬量采集模塊將這些狀態參數采集上來，SJ120-MA采集模塊將所采集上來的數據打包成以太網數據包并通過以太網廣播協議將數據包傳輸至以太網上面，從而完成現場數據的采集和數據包的發送過程。在駕駛室大網機控制臺、大網機室大網機控制臺以及調速器的兩個調速器柜內部都有二次儀表驅動模塊SJ-350模塊，這個模塊通過以太網接收到有SJ120-MA模塊發送來的以太網數據包，讀取數據包中的有效信息并通過二次儀表將顯示出來，從而達到在駕駛室的大網機控制臺、大網機室的大網機控制臺以及調速器室的兩個調速器柜實時顯示漁網拖動電機的工作狀態。同時位于駕駛室的大網機控制臺和位于大網機室的大網機控制臺中的工業計算機主機也通過以太網接收到漁網圖東電機工作狀態參數，并將漁網拖動電機工作參數通過監測軟件顯示出來。纜繩長度傳感器將現場的纜繩長度信號通過485通信接口傳輸至SJ503模塊將 485數據轉換成CAN總線數據，SJ503模塊通過CAN總線廣播協議將纜繩長度信號發送至位
5于網機控制室控制臺的纜繩長度顯示單元和駕駛室網機控制臺的纜繩長度顯示單元進行數據顯示，同時控制臺通過CAN總線接收到纜繩長度傳感器的信號，通過對信號進行判斷， 根據纜繩的長度判斷放纜的作業時候左、右纜繩是否處于纜繩超長狀態或者收攬作業時候左、右纜繩是否處于收攬末尾狀態，如果處于纜繩超長狀態則發出纜繩超長報警并進行纜繩超長停車作業，如果處于纜繩末尾狀態則發出左右網板靠近停車信號。大網機系統通過完成對漁網拖動電機的控制實現對漁網的控制，大網機系統中只有駕駛室的大網機控制和大網機室的大網機控制臺可以產生對漁網拖動電機的控制信號， 而這兩個地方所產生的控制信號通過控制權所屬從而確定控制信號是否有效。控制信號包括左、右電機收放纜控制，左右漁網拖動電機速度檔位控制，急停控制等操縱，其中漁網拖動電機速度檔位信號為分為操縱桿操作模式和按鍵控制模式兩種，這兩種操縱方式以及駕駛室大網機控制臺操縱權限通過一個3位旋鈕開關來進行選擇，當旋鈕開關為操縱桿模式時操縱權屬于網機室，并且只能通過操縱桿對漁網拖動電機進行控制；當旋鈕開關為按鈕控制模式時操縱權屬于網機室，并且此時只能通過點動按鈕對漁網拖動電機進行調試控制；當旋鈕開關為駕駛室大網機模式時，此時操縱權屬于駕駛室大網機控制臺，具體的控制模式由駕駛室控制臺進行下一步決定。當系統處于操縱桿控制模式的時候，在大網機室大網機控制臺上將通過指示燈顯示此時系統處于操縱桿控制模式。大網機室的大網機控制臺有兩個操縱桿，通過操縱左右兩個操縱桿的前進、后退和停止從而分別控制左右兩個漁網拖動電機的正轉、反轉和停機， 進而實現了左右兩個漁網纜繩的放、收和停止作業。左右兩個漁網拖動電機的工作狀態分別對應著左右兩個操縱桿當前的控制檔位，左右兩個操縱桿分別將電機的速度檔位分為27 個檔，即在操縱桿控制狀態下漁網拖動電機運行速度有27種，漁網拖動電機設定速度與操縱桿檔位速度權碼值一一對應，即VN = VFS*D/27，其中VN為設定轉速；VFS為額定轉速。 由于左右操縱桿分別對應著左右兩個漁網拖動電機，所以在操縱桿控制模式下左右兩個漁網拖動電機的工作狀態可以不一樣。系統如果進入操縱桿控制模式的時候自檢發現左右兩個操縱桿不是同時在停止狀態將會自動屏蔽操縱桿發出的任何控制信號，只有當系統進入操縱桿控制模式之后左右兩個操縱桿同時處于停止狀態，系統才會正式的進入操縱桿控制模式，系統將識別在此之后的操縱桿產生的控制信號。當系統處于按鍵控制模式時，在大網機室大網機控制臺上將通過指示燈顯示此時系統處于按鍵控制模式。在按鍵控制模式下，操縱桿控制模式失效，即在按鍵控制模式下就算對左右兩個操縱桿進行操縱作業也不會對漁網拖動電機產生有效控制信號。按鍵控制模式下一下控制開關產生的控制信號有效收攬運行、放纜運行、停止、1檔、2檔、3檔、4檔和5檔，這8路控制信號都為開關量控制信號，通過指示燈的按鍵實現開關量控制信號的產生。其中收攬運行、放纜運行和停止信號電路上面互鎖，1檔 5檔這5路開關量信號在電路上面互鎖，1檔的設定速度為額度轉速的二十七分之三，2檔的設定速度為額定轉速的二十七分之七，3檔的設定速度為額定轉速的二十七分之十四，4檔的設定轉速為額定轉速的二十七分之二十，5檔的設定轉速為額定轉速的二十七分之二十四。五檔速度設定按鈕只是對左右漁網拖動電機進行轉速設定，但是如果在收攬運行和放纜運行這兩個信號都無效的情況下電機不運行，電機只有在收攬運行或者放纜運行有效的時候才開是按照設定的轉速工作。當漁網拖動電機要進行轉向換向作業的時候也就是正轉和反轉切換的時候，必須
6經過停止操作，漁網拖動電機必須停止工作后才能進行換向操作。系統處于操縱桿控制模式下的控制信號通過XSHlOl模塊進行采集，采用兩塊 XSHlOl模塊分別對左右兩個操縱桿進行控制信號采集，模塊將操縱信號采集上來之后通過總線將控制信號發送至左右調速器柜的控制驅動模塊。系統處于按鍵控制模式下時，按鍵控制信號通過XSHlOl模塊和XSH109模塊進行采集進行信號采集，其中XSHlOl模塊采集收攬運行、停止和放纜運行信號，XSH109模塊采集1檔5檔檔位信號，XSHlOl模塊和XSH109模塊通過CAN總線將采集上來的控制信號發送至左右調速器柜的控制驅動模塊，調速器柜控制驅動模塊在收到操縱指令后按照指令要求執行操縱指令從而達到控制電漁網拖動電機。 XSH109模塊還需要完成系統工作狀態的顯示工作，XSH109模塊通過CAN總線接收到系統各個部分的工作參數，參數信號有故障信號和狀態顯示信號兩種，故障信號包括左、右漁網拖動電機電流越限信號，左、右調速器故障信號，左、右纜繩超長停車信號，左、右纜繩超長信號，左、右網板靠近停車信號，纜繩儲藏室驅動裝置過載信號，模塊通訊故障信號，左、右漁網拖動電機冷卻系統故障信號，左、右絞車離合器未嚙合信號，制動故障信號等，這些故障信號都是通過CAN總線傳輸至XSH109模塊進行故障信號顯示的。狀態顯示信號包括有 左、右制動有效信號，左、右調速器啟動成功信號，左、右制動解除，左、右調速器室CAN通信正常信號，左、右調速器室LAN通信正常信號，駕駛室CAN通訊正常信號，駕駛室LAN通信正常信號，纜繩儲藏室驅動裝置正常信號，左、右485通道工作正常，左、右SJ503模塊通信正常，XSH109模塊通信正常，XSH109模塊通信正常等，這些狀態顯示信號是通過CAN總線傳輸至XSH109模塊進行狀態顯示輸出的。當大網機系統操縱權屬于駕駛室控制臺時，該控制臺通過向漁網拖動電機發送控制指令從而達到控制目的。駕駛室網機控制臺面板產生控制信號，控制信號進過XSHlOl模塊進行采集，XSHlOl模塊將采集到的控制信號通過CAN總線發送至左右調速控制柜，左右調速控制柜在接受到有效控制指令后執行操縱指令。駕駛室網機控制臺通過按鈕和六位旋鈕產生開關量控制信號，這些開關量控制信號中有按鈕產生的控制信號包括有左收纜信號、左纜停止信號、左放纜信號、右收纜信號、右纜停止信號、右放纜信號、急停信號，六位旋鈕產生的控制信號是同步速度設定信號，六位旋鈕開關將漁網拖動電機轉速設定為六檔轉速，分別是零轉速、二十七分之三的額定轉速、二十七分之七的額定轉速、二十七分之十四的額定轉速、二十七分之二十的額定轉速、二十七分之二十四的額定轉速。六位旋鈕開關是對左右漁網拖動電機的轉速進行同步設定，只有在左右漁網拖動電機處于的工作狀態相同的時候才有效，即只有左右漁網拖動電機同時處于收攬或者放纜的狀態下時六位旋鈕開關對左右漁網拖動電機設定的轉速才有效，否在設定無效。開關量控制按鈕分別設定左右兩個漁網拖動電機的工作狀態，即實現對左右兩個漁網電機分別設定收攬、放纜和停止作業， 在駕駛室網機控制臺只有對左右漁網拖動電機發送相同的工作狀態才有意義，如果發送的控制狀態不一致則XSHlOl模塊將自動屏蔽所產生的控制信號。急停信號是應對突發事件的時候對左右兩個漁網拖動電機進行的應急停車操做，防止出現意外。XSHlOl模塊還要通過CAN總線接收個設備的工作狀態和故障信息并通過指示燈顯示出來，工作狀態信號包括有左、右調速器柜CAN總線通信正常，左、右調速器柜LAN通信正常，大網機室CAN總線通信正常，大網機室LAN通信正常，駕駛室XSHlOl模塊工作正常，駕駛室SJ350模塊工作正常信號，通過這些工作狀態信號可以了解漁網控制系統的工作狀態。故障信號包括左、右調速器
7故障停車信號，模塊通信故障報警信號，系統綜合故障報警信號，急停信號，左、右電機電流越限報警，左、右調速器故障報警，通過這些故障信號的顯示可以幫組操縱人員了解系統故障的種類，及時的做出正確的判斷。 左、右兩個調速器柜位于拖網漁船的調速器室，這兩個調速器柜的XSHlOl模塊通過CAN總線接收駕駛室大網機控制臺和大網機室網機控制臺發出的對漁網的操縱指令，并將有效操縱指令發送至漁網拖網電機調速器執行操作指令，從而實現控制臺對漁網拖網電機的操縱控制。左、右兩個調速器柜的XSHlOl模塊還同時通過CAN總線向駕駛室大網機控制臺和大網機室網機控制臺發送系統工作的狀態信息和報警信息，并將系統工作狀態信息和報警信息通過指示燈進行指示。左調速器柜的系統工作狀態信息包括有左調速器柜SJ350模塊工作正常信號、左調速器柜XSHlOl模塊通信正常信號、左調速器柜SJ602模塊工作正常信號、駕駛室LAN通信正常信號、駕駛室CAN通信正常信號、網機室LAN通信正常信號、網機室CAN通信正常信號、右調速器柜CAN通信正常信號、右調速器柜LAN通信正常信號，左調速器柜的報警信號包括有模塊通信故障報警、左系統綜合故障報警、急停報警顯示、右電機電流越限報警、右調速器故障報警、左電機電流越限報警、左調速器故障警報。 右調速器柜的系統工作狀態信息包括有右調速器柜SJ350模塊工作正常信號、右調速器柜 XSHlOl模塊通信正常信號、右調速器柜SJ602模塊工作正常信號、駕駛室LAN通信正常信號、駕駛室CAN通信正常信號、網機室LAN通信正常信號、網機室CAN通信正常信號、左調速器柜CAN通信正常信號、左調速器柜LAN通信正常信號，右調速器柜的報警信號包括有模塊通信故障報警、右系統綜合故障報警、急停報警顯示、右電機電流越限報警、右調速器故障報警、左電機電流越限報警、左調速器故障警報。操縱人員可以通過這些報警信號了解到具體的報警類型。左、右兩個調速器柜內部的SJ602模塊通過CAN總線接收由駕駛室網機控制臺和大網機室網機控制臺發送來的有效控制指令，針對有效控制指令向左、右漁網拖動電機的調速器發送操縱指令，操縱指令分別包括左右電機的轉速調速指令、運行使能指令、 運行/停止指令、正轉/反轉指令、電機急停指令等，這些控制信號可以完成對漁網拖動電機的啟動、停止、正反轉和調速等控制操作。
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權利要求1.一種遠洋拖網漁船漁網控制系統設備，包括船體、駕駛室、網機室、調速器室和漁網， 其特征在于所述的漁船船體內的二層船艙左面設有駕駛室，二層船艙右面設有網機室，網機室墻體外兩側設有攝像機，一層船艙右面設有調速器室，所述的駕駛室和網機室內分別設有大網機控制臺，調速器室內設有左、右漁網拖動電機調速控制柜和左、右漁網拖動電機調速器；船尾甲板上兩側設有左、右漁網拖動電機和左、右絞車和左、右滑輪架，在絞車和滑輪架上設有纜繩和纜繩長度傳感器，漁網拖動電機的轉軸上都設有測速電機，纜繩下連接漁網，所述的兩個漁網拖動電機、兩個漁網拖動電機測速器和兩個絞車構成漁網拖動執行單元；所述的駕駛室的大網機控制臺、網機室的大網機控制臺、兩個漁網拖動調速控制柜和纜繩長度傳感器的CAN線端口和CAN總線連接，所述的駕駛室的大網機控制臺、網機室的大網機控制臺、兩個漁網拖動調速控制柜和攝像機的以太網線端口由以太網總線連接，漁網拖動電機調速控制柜和漁網拖動電機調速器的硬接線端口由硬接線連接，漁網拖動電機調速器的數據輸出端口和絞車的電機數據輸入端口由數據線連接，電機減速器的數據輸入端口和絞車的測速電機數據輸出端口由數據線連接，兩個絞車的纜繩連接所述的漁網。
2.如權利要求1所述的一種遠洋拖網漁船漁網控制系統設備，其特征在于所述的駕駛室的網機室由硬盤錄像機、工業計算機主機、控制指示模塊、以太網交換機和信號采集模塊組成。
3.如權利要求1所述的一種遠洋拖網漁船漁網控制系統設備，其特征在于所述的網機室的大網機控制臺由工業計算機主機、控制指示模塊、以太網交換機、信號采集模塊組成。
4.如權利要求1所述的一種遠洋拖網漁船漁網控制系統設備，其特征在于所述的調速室內的左、右漁網拖動電機調速控制柜由控制驅動模塊、以太網交換機、和信號采集模塊組成。
專利摘要本實用新型專利涉及漁船拖網控系統技術領域，具體的說是一種遠洋拖網漁船漁網控制系統設備，漁船船體內的二層船艙左面設有駕駛室、右面設有網機室，網機室墻體外設攝像機，一層右面設有調速器室，駕駛室和網機室內分別設有大網機控制臺，調速器室內左右兩側均設有電機調速控制柜和電機調速器，船尾甲板上左右兩側均設有電機控制絞車和滑輪架，在絞車和滑輪架上設有纜繩和纜繩長度傳感器，纜繩下設漁網，大網機控制臺、調速器控制柜和纜繩長度傳感器由CAN總線和以太網線連接，攝像機和纜繩長度傳感器能夠很好的監控絞車放纜速度，數據線連接的各個設備間信息傳輸速率更高，駕駛室和控制室分別設有大網機控制臺使操作更加靈活有效。
文檔編號B63B35/18GK202147825SQ20112019789
公開日2012年2月22日 申請日期2011年6月13日 優先權日2011年6月13日
發明者朱所成, 鄒建軍 申請人:上海三進科技發展有限公司