专利名称：通用船舶车钟自动记录报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型属船舶车钟用的计算机的车钟信号识别处理及报警技术。
众所周知，目前的船舶上分驾驶和轮机二个部分，驾驶员通过车钟向轮机员发出各种命令，轮机员及时地按车钟指示的信号操作。但是，在命令和操作之间可能产生不及时或操作错误，有的就可能造成事故，形成海损事件，其后果极为严重。因此在船舶上都要求作车钟记录，目前都是人工记录，记录下驾驶员发出的每一命令和各个命令发出的时间。有的船是一台主机，有的工程船舶是双台主机，再加上情况复杂时车钟信号变化频繁，欲详尽描述两台主机的变化，则人工记录既不能保证完全，又难保证准确，而且还浪费人力。若发生海损事件时船上的车钟记录、航海日记、轮机日记是三种必要的法定文件，而人工记录的车钟命令的可信度、准确度都是不高的。国际上计算机在各方面的应用发展十分迅速，国外船舶上正使用“电脑”进行数据采集与控制，效果很好。据调查知，目前国内外的船舶上尚无用微计算机技术进行车钟自动记录和轮机驾驶错车报警的装置。
本实用新型的目的为解决上述的技术问题，保证安全行驶，避免错车造成的事故和损失，拟采用Z－80微型计算机技术和它的模／数转换技术实现车钟的自动记录和错车报警，该记录及报警应准确可靠，记录应做到月、日、时、分、秒、打印出来，且两台主台同时记录，并节约记录的人力。
按如上构思，本通用车钟自动记录报警器的特征是它由船舶车钟自动记录装置和船舶主机错车报警装置所组成的，它的车钟自动记录装置是由车钟命令信号识别电路、微型计算机、微型打印机三部分组成的，其车钟信号识别电路采用了6行4列磁控开关矩阵电路，用扫描监测识别双车22种车钟信号；它的船舶主机错车报警装置是由主机信号检测输入电路、错车报警输出电路和车钟自动记录装置所组成的，它的信号检测输入电路由继电器组成的电压隔离转换电路和双与非门组成的防抖动电路所构成。
本自动记录报警器的车钟自动记录装置中的车钟命令信号识别电路是由磁控开关矩阵电路通过8D锁存器和驱动器接到计算机数据总线上，磁控开关矩阵电路通过三态缓冲器也接到计算机的数据总线上。
以下结合
它的构造和工作原理。
图1是船舶车钟自动记录装置的总体框图。微型打印机用TP－16型。
图2是自动记录装置中车钟命令信号识别电路的框图。
图3是磁控开关矩阵的车钟命令信号识别电路。其中J1～J22为磁控开关，每一个开关的动作对应着一种车钟信号。K1、K2接计算机I／O译码器。D0～D5接计算机数据总线。
该车钟信号识别电路是由一个6行4列(X1～X5六根行线，Y1～Y4四根列线)、24个磁控开关组成的矩阵电路，左车、右车各有11种命令信号，总共22种信号。每一个磁控开关对应着一个八位二进制编码，当车钟在某一具体位置时，则相应的磁控开关闭合，使磁控开关所在的行线、列线短路，此时各列线电平的高低由行线电位决定。如J1磁控开关闭合(左车备车信号)，列线Y4和行线X1短路，Y4的电平由X1决定，若X1＝“1”则Y4＝“1”；若X1＝“0”，则Y4＝“0”。若把列线接到微机的输入口，行线接到微机的输出口，在微机软件控制下使行线X1为低电平“0”，其余5根行线都为高电平“1”，这样，读列线状态，如果列线Y1、Y2、Y3、Y4全为“1”，则X1这一行没有磁控开关闭合(每个磁控开关对应一种车钟命令，即车钟摇把停在某一位置、发出某一命令时则相应的磁控开关闭合)。如果读出列线状态不全为“1”，则列线Yi(i＝1～4)和行线相交的磁控开关闭合，计算机就可通过软件识别出车钟命令的种类。通过计算机同时记下下达该命令的准确时间。如果X1这一行无磁控开关闭合，接着使X2为低电平“0”，其余行线都为“1”为高电平，用同样的方法检查X2这一行有无磁控开关闭合。依次类推，可逐行地进行扫描检查，能及时地识别反映出车钟命令的种类。
采用磁控开关矩阵车钟命令识别电路的新设计能显示如下优点①它不同于一般的计算机接口设计，一般的都采用计算机专用接口I／O电路，例如Z－80PTO。如果输入22个信号最少得使用两个PIO芯片，不仅成本高而且不便于仪器本身的自检；②双主机车钟信号共22个，采用矩阵扫描电路时只用6根行线、4根列线共10条线即可，提高了整机的可靠性，同时在接线和接插件上降低了成本；③信号线少，且保密性强，外人不易获取编码情况；④通用性强，可适用于各种类型车钟，如键盘式车钟、灯光式车钟机械式车钟，而且便于自检和维修。
图4是柴油机正倒车信号指示电路。其中HK为行程开关，K1为常闭，K2为常开。Ds、Zs分别为倒车、正车的信号指示灯。
图5是错车报警装置结构框图。
图6是主机信号检测输入电路框图。
图7是主机信号检测输入电路的电路图。
图8是报警输出电路框图。
图9是报警输出电路的电路图。
在主机的换向机构上安装有HK行程开关，当轮机员把主机换向把搬到正车位置，船前进，K1闭合，ZS灯亮，指出主机在正向位置；后退时换向把反转K2闭合，Ds灯亮，表示主机为倒车运转。一般国内船舶都没有装主机正倒车的信号装置。
本装置错车报警装置是由三个部分组成的。
主机信号检测输入电路，是由继电器组成的电压隔离转换电路和双与非门组成的防抖动电路所组成。它从正、倒车指示灯Ds和Zs的两端取出正倒车的信号，并将它输入到起隔离及电压转换作用的继电器，继电器的触点接到双与非门的防抖动电路上，以消除继电器触点的抖动。正车时，Zs灯亮K1闭合，A为“0”，B为“1”，这时输出C为“1”，D点为“0”，此时D1发光管灯亮表示正车。若倒车时Ds亮，K2闭合，B为“0”而A为“1”，此时C点输出为“0”，D为“1”，D2灯亮表示倒车。C点输出的电平送到计算机PIO接口，由计算机软件识别。与此同时计算机采集车钟命令的信号。软件规定车钟的前进档即正车为“0”倒车为“1”。因此软件还将主机换向信号求反，将正车时输入信号“1”变成“0”。再将两信号由异或关系判断，两者信号相同时，判断输出为“0”，若两者信号不同时，判断输出为“1”，这高电位经过一定延时(考虑到轮机员操作的时间)作为报警输出。报警指示电路发光二极管导通发光(由软件控制作间断发光)，经功率驱动电路即继电器的触点控制220V的报警灯和报警铃。
采用本错车报警装置能体现的优越性①自动地把车钟信号和主机操作信号联在一起。经判断比较，对错车的情况能及时报警，保证了行驶的安全；②错车信号取得后经一定延时才发出报警信号，正确地考虑了轮机人员操作所需的时间，也保证了报警信号的准确性；③报警信号明显醒目，对纠正错车操作有一定好处；④仪器内增加了倒正车信号指示和报警指示，增加了自检的功能，维修方便。
实施例本自动记录报警器规定了命令的种类、打印代号及与磁控开关相对应的号码备车 ST、BY J1停车 STOP J2微速前进 D、S、AH J3低速前进 S·AH J4中速前进 H·AH J5全速前进 F·AH J6
完车 F、W、E J7微速后退 D、S、AS J8低速后退 S、AS J9中速后退 H、AS J10全速后退 F、AS J11双台主机时左车钟命令为P，右车钟命令为S，右车钟相应的各种命令的磁控开关为J12～J22。
在本实施例中微机为Z－80型，打印用TP－16微型打印机。8D锁存器为74LS273。驱动器为MC75452P。三态缓冲器为74LS244。
本装置的试制样品装在工程船舶上试运行三个月，证明功能稳定，记录准确，节约人力，保证安全。其社会及经济效益是相当可观的。
权利要求1.一种智能化的自动仪表通用车钟自动记录报警器，其特征在于它是由船舶车钟自动记录装置和船舶主机错车报警装置所组成的；它的车钟自动记录装置是由车钟命令信号识别电路、微型计算机微型打印机三部分组成，其车钟命令信号识别电路中采用了6行4列磁控开关矩阵电路扫描监测识别双车共22种车钟命令信号；它的船舶主机错车报警装置是由主机信号检测输入电路、错车报警输出电路和车钟自动记录装置部分所组成的，其主机信号检测输入电路是由继电器组成的电压隔离转换电路和由双与非门组成的防抖动电路所构成的。
2.按照权利要求1所述的自动记录报警器，其特征在于它的车钟自动记录装置中的车钟命令信号识别电路是由磁控开关矩阵电路通过8D锁存器和驱动器接到计算机数据总线上，磁控开关矩阵电路通过三态缓冲器也接到计算机的数据总线上。
专利摘要本方案属于船舶车钟信号的计算机检测、控制及报警技术。为解决人工记录车钟信号不准确及驾驶和轮机人员分设出现错车可能造成巨大损失的问题，特提供本车钟信号自动记录报警器。它由车钟记录及错车报警的两部分所组成。在记录装置中采用了磁控开关矩阵识别信号电路。报警装置将车钟命令和主机操作两信号经软件异或逻辑比较，遇有错车经一定延时发出报警信号。其样品经试用证明功能稳定记录准确，节约人力，保证安全。
文档编号G07C1/00GK2035509SQ8821351
公开日1989年4月5日 申请日期1988年8月26日 优先权日1988年8月26日
发明者张洪明 申请人:天津市航道局设计研究所