一种卷扬式垂直升船机人机界面扩展系统的制作方法

1.本发明涉及智能控制技术领域，具体是一种卷扬式垂直升船机人机界面扩展系统。


背景技术：

2.随着国民经济的发展，卷扬式垂直升船机被广泛应用于造船厂。
3.卷扬式垂直升船机是一种机械化程度较高的船舶上墩、下水设施。它由水工构筑物、承船平台、卷扬机、吊点装置、电气控制系统及辅助设备等部分组成。水工构筑物构成升船机的港池，并作为机电设备的安装基础。承船平台是一个金属结构体，用来承载船舶。操作司机室通常距离升船机平台20m以上。
4.现存问题
5.1、效率：
6.卷扬式垂直升船机日常工作中，一般只有一个主操作台(司机室)，当需要离开主操作台在设备其他部分进行操作。司机按照辅助人员对讲机的语音指令，进行无视觉操作。作业指令，经过多次的人工无线电对讲语音传递，存在误码、延迟、反馈个体差异等问题。
7.2、成本：
8.司机室配置2名作业人员，存在人工成本。多操作台(司机室)等存在设施附加成本。
9.3、安全：
10.突发事件时，司机从操作台(司机室)逃逸不便，有安全隐患。


技术实现要素：

11.本发明的目的在于提供一种卷扬式垂直升船机人机界面扩展系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
12.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
13.一种卷扬式垂直升船机人机界面扩展系统，采用模块化设计，包含三层，第2层配置卷扬机主机plc，第1层配置主机无线通信模块、司机室分站io模块1和其它分站io模块n，第0层配置操作终端1～n、司机操作设备和机构驱动执行单元，第2层和第1层通过通用现场总线fcs连接，第1层和第0层通过点对点连接，卷扬机主机plc设置远程io通道，接入司机室分站io模块，司机操作设备，点对点连接司机室分站io模块，设为主操作台，可设置操作权限，卷扬机主机plc设置远程io通道，接入主机模块，配置操作终端通过有线或无线网络通道，连接主机模块，设为扩展操作台，可设置操作权限，首先启动卷扬机主机plc和操作终端，操作终端通过网络接入主机系统，在操作终端上，设置主机操作权限为主站，其次，根据仿真卷扬式垂直升船机操作界面，可进行卷扬式垂直升船机的作业操作，设置多个操作终端操作，再次，若需要切换主机操作权限，设置司机室操作设备权限为主站，最后，操作终端为主站时，操作终端和卷扬机主机plc建立通信正常检测，若通信中断，主机系统进入自动
停机状态。
14.作为本发明的进一步技术方案，所述wifi操作终端可实现历史数据图表的监视功能，系统可配置多台操作终端，实现多点操作，可设置设备权限操作主站。
15.作为本发明的进一步技术方案，所述wifi操作终端为手持式平板计算机，带摄像头及实体或虚拟触摸输入按键。
16.作为本发明的进一步技术方案，wifi操作终端的组态软件采用通用组态软件，兼容视频主机系统。
17.作为本发明的进一步技术方案，wifi操作终端软件包括仿真卷扬式垂直升船机操作界面和监视界面。
18.作为本发明的进一步技术方案，所述wifi操作终端的操作系统采用通用兼容windows或类linux系统。
19.作为本发明的进一步技术方案，所述现场总线fcs包括profitbus-dp、profnet、devicenet、modbus。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21.1、效率：工作效率提高，无需通过司机室操作，可在需要位置操作、指令直接高效。
22.2、成本：至少减少一名司机。可根据需要缩减司机室等相关配置。
23.3、安全：突发事件时，司机可以在方便逃逸的操作终端工作。
24.4、实施：制造施工成本低，维护方便，仅需在原控制系统硬件基础上增若干个设备及终端，其它则利用原有的控制系统硬件，方便新建和改造。
附图说明
25.图1是现有技术方框图。
26.图2是本发明的系统框图。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.请参阅图2所示，一种卷扬式垂直升船机人机界面扩展系统，其系统采用模块化设计。根据isa95模型，第2层配置卷扬机主机plc，第1层配置主机无线通信模块、司机室分站io模块1，其它分站io模块n，第0层配置操作终端1～n、司机操作设备、机构驱动执行单元等。
29.网络配置：
30.第2层和第1层通过通用现场总线fcs连接，如profitbus-dp、profnet、devicenet、modbus等。第1层和第0层通过点对点连接。
31.终端软件配置：
32.操作终端为固定或移动式平板计算机，带实体或虚拟触摸输入按键，操作系统采用通用兼容windows或类linux(安卓、iso等)系统，组态软件采用通用组态软件，兼容卷扬
机主机plc系统。
33.操作终端软件主要功能包括：
34.1)仿真卷扬式垂直升船机操作界面：操作权限选择、主令、按钮、指示灯等功能。
35.2)监视界面：实时和历史数据图表的监视功能。
36.系统原理
37.系统软件根据控制流程，通过卷扬机主机plc和操作终端编程，可实现多操作台(司机室)人机界面的扩展功能。
38.系统连接方式：
39.卷扬机主机plc设置远程io通道，接入司机室分站io模块。司机操作设备，点对点连接司机室分站io模块，设为主操作台，可设置操作权限。
40.卷扬机主机plc设置远程io通道，接入主机模块。配置操作终端通过有线或无线网络通道，连接主机模块，设为扩展操作台，可设置操作权限。
41.工作流程：
42.首先启动卷扬机主机plc和操作终端，操作终端通过网络接入主机系统，在操作终端上，设置主机操作权限为主站，实现人机界面扩展功能。
43.其次，根据仿真卷扬式垂直升船机操作界面，可进行卷扬式垂直升船机的作业操作。可设置多个操作终端操作。
44.再次，若需要切换主机操作权限，设置司机室操作设备权限为主站，。
45.最后，安全保护功能，操作终端为主站时，操作终端和卷扬机主机plc建立通信正常检测，若通信中断，主机系统进入自动停机状态。其他高级功能：操作终端可实现历史数据图表的监视功能，系统可配置多台操作终端，实现多点操作，可设置设备权限操作主站。
46.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
47.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。