一种智能化调距桨螺距反馈板的制作方法

1.本发明涉及一种船舶动力推进系统调距桨装置，尤其是一种调距桨螺距反馈信号装置。


背景技术：

2.螺距反馈信号用于调距桨的闭环控制和螺距显示，是调距桨装置控制系统中重要信号，其精度和稳定性直接关系到调距桨装置的性能及舰船的安全性。
3.现有模拟电路螺距反馈板中的部分元器件精度等级和质量等级不高，稳定性有待提高；利用五个可调电阻对机械螺距进行整定，整定过程较复杂，智能化水平较低。如图1所示，目前控制系统上使用的螺距反馈板主要存在以下两点问题：
4.1)螺距信号整定步骤复杂，对调试人员要求较高，舰员级完成难度大
5.2)部分元器件精度等级和质量等级不高，存在温漂。
6.随着船舶智能化技术的发展，螺距信号的传输应越来越可靠，整定方式应越来越简单，因此，需要一种新型稳定的螺距反馈信号获取与处理传输方式，对提高舰船调距桨装置的工作稳定性、维护便利性具有非常大的意义。不仅可以提高螺距反馈板的智能化水平，更为研制新一代智能化调距桨装置奠定基础。


技术实现要素：

7.本发明是要提供一种智能化调距桨螺距反馈板，用于解决了原螺距反馈信号获取与处理传输方式存在的不足。
8.为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种智能化调距桨螺距反馈板，包含中心控制模块、电流输出模块、通信模块、显示模块、按键单元，所述中心控制模块从螺距发讯器获取电位计的电压值信号以及微调模式电位计的校准值电压信号后通过spi总线输出控制信号给电流输出模块，控制电流输出模块输出对应电流，并通过通信模块送出对应电流信号至调距桨控制系统的中心控制箱，用于实现反馈电流输出的微调、实现调距桨反馈电位计电压校准、螺距实时反馈正常使用状态和电位计校准值微调状态。
9.进一步，所述中心控制模块连接显示模块，用于将输出电流值及反馈板状态信息在显示模块上显示。
10.进一步，所述中心控制模块连接状态转换拨码开关和螺距基准设定按键，用于转换反馈板的工作状态和设定采集螺距 100％，0％和
‑
100％三个位置的电位计电压值。
11.进一步，当电位计信号出现断线、异常波动或角度范围超限时，所述中心控制模块输出故障信号给警示指示灯，使警示指示灯相应的发光警示。
12.进一步，所述中心控制模块与通信模块之间通过rs485总线连接。
13.进一步，所述通信模块通过控制串口模块以rs485通信方式送出对应电流信号至调距桨控制系统的中心控制箱。
14.本发明的有益效果是：
15.本发明解决了原螺距反馈信号获取与处理传输方式存在的两点不足。螺距反馈板电路由模拟电路替换为数字电路，螺距反馈信号输出更稳定，抗温度干扰能力强。
‑
100％螺距，0％螺距与 100％螺距三个基准点的整定过程也有原有的五个电位计替换为三个电位计与按键组合方式，实现一键整定功能，极大地简化了原有的参数整定难度。较原螺距反馈板增加了一定的故障诊断与状态监测报警功能，提高了螺距反馈板的工作稳定性、使用便利性以及维修性。
附图说明
16.图1是原螺距反馈板原理示意图；
17.图2是本发明的螺距反馈板原理示意图；
18.图3是本发明的螺距反馈板结构示意图。
具体实施方式
19.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
20.如图2，3所示，本发明的智能化调距桨螺距反馈板，包含中心控制模块，电流输出模块，485通信模块，oled显示单元，按键单元。
21.螺距反馈板首先从螺距发讯器获取电位计的电压值(附图3中
⑤
)，电压信号进入反馈板的中心控制模块(附图3中
①
)，中心控制模块通过spi总线穿过隔离模块(附图3中
③
)控制电流输出模块(附图3中
②
)输出对应电流，同时反馈板的输出电流值及反馈板状态信息在显示屏(附图3中
④
)上显示。
22.螺距反馈板主要实现的功能主要有三部分：调距桨反馈电位计电压校准功能，螺距实时反馈正常使用状态和电位计校准值微调状态。
23.本发明的智能化调距桨螺距反馈板的主程序循环采集3个按钮和2个拨码开关的状态，当拨码开关处于“00”状态时，板卡为正常工作状态；当拨码开关处于“01”状态时，板卡为电压校准状态；当拨码开关处于“11”状态时，板卡为电流微调状态。通信子程序主要解决螺距反馈板的总线输出功能，输出接口为485总线。
24.智能化调距桨螺距反馈板程序设计流程中首先对各个模块进行初始化，参数定义，其次通过主循环对螺距反馈板的按键输入进行扫描，根据按键扫描结果分别进入三种不同状态，其中螺距反馈电流输出状态并行实时存在。电压校准状态中分别采集螺距 100％，0％和
‑
100％三个位置的电位计电压值，将其赋值给寄存器中对应数值以达到校准的目的。微调状态通过计算当前电位计值与进入微调状态后的电位计初始值之间偏差，调整
‑
100％，0％， 100％对应变量值，进而实现反馈电流输出微调的功能。另外当电位计信号线出现断线时，显示模块实时显示断线故障显示。
25.反馈板还对电位计的输出电压进行实时监测，当电位计信号出现断线、异常波动，角度范围超限等问题时，反馈板上的故障信号指示灯会有相应的警示。
26.反馈板主程序运行时将反馈板输出电流，当前状态，电压采集值，电位计输入值，螺距
‑
100％，0％， 100％位置基准值等信息实时显示在oled屏幕上，且显示内容根据软件运行状态同步更新。螺距电流信号，故障信息，反馈板状态等信息通过rs485总线送至上级控制系统。
27.本发明适用于调距桨装置控制系统。智能化螺距反馈板采集螺距发讯器内的电压信号，通过adc模块读进中控模块，经过数据处理及参数整定过程，以spi总线通信形式控制电流模块输出电流，同时控制串口模块以rs485通信方式送出对应电流信号至调距桨控制系统中心控制箱。


技术特征：
1.一种智能化调距桨螺距反馈板，包含中心控制模块、电流输出模块、通信模块、显示模块、按键单元，其特征在于：所述中心控制模块从螺距发讯器获取电位计的电压值信号以及微调模式电位计的校准值电压信号后通过spi总线输出控制信号给电流输出模块，控制电流输出模块输出对应电流，并通过通信模块送出对应电流信号至调距桨控制系统的中心控制箱，用于实现反馈电流输出的微调、实现调距桨反馈电位计电压校准、螺距实时反馈正常使用状态和电位计校准值微调状态。2.根据权利要求1所述的智能化调距桨螺距反馈板，其特征在于：所述中心控制模块连接显示模块，用于将输出电流值及反馈板状态信息在显示模块上显示。3.根据权利要求1所述的智能化调距桨螺距反馈板，其特征在于：所述中心控制模块连接状态转换拨码开关和螺距基准设定按键，用于转换反馈板的工作状态和设定采集螺距 100％，0％和
‑
100％三个位置的电位计电压值。4.根据权利要求1所述的智能化调距桨螺距反馈板，其特征在于：当电位计信号出现断线、异常波动或角度范围超限时，所述中心控制模块输出故障信号给警示指示灯，使警示指示灯相应的发光警示。5.根据权利要求1所述的智能化调距桨螺距反馈板，其特征在于：所述中心控制模块与通信模块之间通过rs485总线连接。6.根据权利要求1所述的智能化调距桨螺距反馈板，其特征在于：所述通信模块通过控制串口模块以rs485通信方式送出对应电流信号至调距桨控制系统的中心控制箱。

技术总结
本发明涉及一种智能化调距桨螺距反馈板，中心控制模块从螺距发讯器获取电位计的电压值信号以及微调模式电位计的校准值电压信号后通过SPI总线输出控制信号给电流输出模块，控制电流输出模块输出对应电流，并通过通信模块送出对应电流信号至调距桨控制系统的中心控制箱，用于实现反馈电流输出的微调、实现调距桨反馈电位计电压校准、螺距实时反馈正常使用状态和电位计校准值微调状态。本发明的反馈板电路由模拟电路替换为数字电路，螺距反馈信号输出更稳定，抗温度干扰能力强；三个电位计与按键组合方式，实现一键整定功能，极大地简化了原有的参数整定难度。化了原有的参数整定难度。化了原有的参数整定难度。


技术研发人员：付黄龙 娄康 罗杭建 夏淼 李晓峰
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七0四研究所
技术研发日：2021.07.13
技术公布日：2021/9/6