專利名稱：船舶測控設(shè)備智能校驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及智能校驗的裝置領(lǐng)域，具體來講是ー種船舶測控設(shè)備智能校驗裝置。
背景技術(shù)：
目前，船舶測控設(shè)備包括多個參數(shù)測量、數(shù)據(jù)采集、計算、控制、通訊和供電等多種功能模塊。通常，在對這些功能模塊進(jìn)行調(diào)試或維修時，都需要人工搭設(shè)調(diào)試臺架，手動加載輸入信號，再測量輸出信號，通過輸入信號和輸出信號的對比分析來驗證功能模塊的性能或診斷其故障，針對多種功能模塊，需要搭設(shè)多種調(diào)試臺架。隨著船舶測控設(shè)備產(chǎn)量的增カロ，需要調(diào)試或維修的功能模塊的數(shù)量也越來越多，以上述方式進(jìn)行調(diào)試、校準(zhǔn)和維修，需要耗費大量的時間、人力和物力，并且容易由于人的誤操作而產(chǎn)生錯誤。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供ー種船舶測控設(shè)備智能校驗裝置，能夠自動對功能模塊進(jìn)行調(diào)試、校準(zhǔn)和維修，針對多種功能模塊，無需搭設(shè)調(diào)試臺架；避免人為誤操作廣生的錯誤，減少時間，提聞效率。為達(dá)到以上目的，本實用新型采取的技術(shù)方案是船舶測控設(shè)備智能校驗裝置，包括用來連接被校加固計算機(jī)、被校功能模塊板的校驗接口裝置、エ業(yè)控制計算機(jī)、供電的交流浄化穩(wěn)壓電源和電源箱，校驗接ロ裝置和エ業(yè)控制計算機(jī)均與穩(wěn)壓電源相連，校驗接ロ裝置還連接有電源箱，所述エ業(yè)控制計算機(jī)包括電源、主板和與二者相連的底板，所述底板插有至少12塊外設(shè)組件互連標(biāo)準(zhǔn)卡，每塊卡均與校驗接口裝置相連，所述エ業(yè)控制計算機(jī)還連接有打印機(jī)和平板顯示器。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述外設(shè)組件互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)卡至少包括2塊A/D轉(zhuǎn)換模塊、2塊D/A轉(zhuǎn)換模塊、2塊隔離型數(shù)字量輸入模塊、2塊隔離型數(shù)字量輸出模塊、3塊數(shù)字量輸入/輸出模塊和I塊通訊模塊。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述電源箱是高精度直流穩(wěn)壓電源箱。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述底板設(shè)有20個插槽，所述插槽為エ業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)總線插槽或外設(shè)組件互連標(biāo)準(zhǔn)插槽。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述D/A轉(zhuǎn)換模塊是14位32通道的隔離模擬量輸出卡，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊是外設(shè)組件互連標(biāo)準(zhǔn)總線的隔離高速模擬量輸入卡，提供32個模擬量輸入通道，通道允許單端和差分輸入，采樣頻率為ΙΟΟΚΗζ、12位分辨率及2500V的直流隔離保護(hù)。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述隔離型數(shù)字量輸入模塊提供128路隔離數(shù)字量輸入通道，5V 25V的寬輸入范圍，2500V的直流隔離保護(hù)；所述隔離型數(shù)字量輸出模塊提供128路隔離數(shù)字量輸出通道，5V 40V的寬輸出范圍，2500V的直流隔離保護(hù)。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述數(shù)字量輸入/輸出模塊為96路數(shù)字量I/O卡，分成12個8位I/O端ロ。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述通訊模塊是四端ロ隔離型串ロ通訊板，提供四個串ロ。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述校驗接口裝置由多個被校功能模塊板插槽、信號轉(zhuǎn)換接ロ板、船用屏蔽式機(jī)箱、船用屏蔽式電連接器組成。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述エ業(yè)控制計算機(jī)、平板顯示器、穩(wěn)壓電源均設(shè)置于一個控制臺上，所述打印機(jī)、電源箱、校驗接口裝置、被校加固計算機(jī)均設(shè)置于ー個控制柜上。本實用新型的有益效果在于本實用新型能夠自動對參數(shù)測量、數(shù)據(jù)采集、計算、控制、通訊和供電等功能模塊 進(jìn)行校驗、確診故障，實現(xiàn)對設(shè)備元器件級故障快速定位；本實用新型可在平板顯示器上顯示被校功能模塊板原理圖，并在原理圖上標(biāo)出故障所在位置，并給出故障產(chǎn)生原因，提供維修知識，大大縮短設(shè)備調(diào)試、校準(zhǔn)和維修時間，提聞效率；本實用新型能夠自動打印校驗結(jié)果和處理意見，便于功能模塊特性的記錄歸檔；校驗結(jié)果自動存儲使功能模塊性能具有可追溯性，能對設(shè)備中的控制、通訊軟件進(jìn)行功能校驗，確保校驗功能模塊的校驗精度，提高維修準(zhǔn)確性和快速性。本實用新型主要用于船舶測控設(shè)備的智能校驗，也可用于其它領(lǐng)域控制設(shè)備的智能校驗，具有非常廣泛的應(yīng)用背景。

圖I為本實用新型船舶測控設(shè)備智能校驗裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實用新型船舶測控設(shè)備智能校驗裝置的控制臺布置圖；圖3為本實用新型船舶測控設(shè)備智能校驗裝置的控制柜布置圖。附圖標(biāo)記校驗接口裝置1，エ業(yè)控制計算機(jī)2，電源21，主板22，底板23，D/A轉(zhuǎn)換模塊241，A/D轉(zhuǎn)換模塊242，隔離型數(shù)字量輸入模塊243，隔離型數(shù)字量輸出模塊244，數(shù)字量輸入/輸出模塊245,通訊模塊246,穩(wěn)壓電源3,電源箱4,打印機(jī)5,平板顯不器6,被校加固計算機(jī)7，被校功能模塊板8。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作進(jìn)ー步詳細(xì)說明。如圖I所示，本實用新型船舶測控設(shè)備智能校驗裝置，包括用來連接被校加固計算機(jī)7、被校功能模塊板8的校驗接口裝置I、エ業(yè)控制計算機(jī)2、供電的穩(wěn)壓電源3和電源箱4，穩(wěn)壓電源3為交流浄化穩(wěn)壓電源，校驗接口裝置I和エ業(yè)控制計算機(jī)2均與穩(wěn)壓電源3相連，校驗接口裝置I還連接有電源箱4。所述エ業(yè)控制計算機(jī)2包括電源21、主板22和與二者相連的底板23,所述底板23插有至少12塊PCI (Peripheral ComponentInterconnect,外設(shè)組件互連標(biāo)準(zhǔn))卡,姆塊PCI卡均與校驗接口裝置I相連，所述エ業(yè)控制計算機(jī)2還連接有打印機(jī)5和平板顯示器6。本實施例中，所述校驗接口裝置I由多個被校功能模塊板插槽、信號轉(zhuǎn)換接ロ板、船用屏蔽式機(jī)箱、船用屏蔽式電連接器組成。穩(wěn)壓電源3為交流浄化穩(wěn)壓電源，為220V/50HZ，為整個系統(tǒng)供電。電源箱4為高精度直流穩(wěn)壓電源箱，能提供±15V、+10V、+12V、+5V直流穩(wěn)壓電源，具有精度高、穩(wěn)定性好的特性，能有效保證校驗誤差。所述エ業(yè)控制計算機(jī)2包括主板22、帶20槽的ISA(Industrial StandardArchitecture，エ業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)總線)/PCI底板23、2X400W冗余電源21、光驅(qū)和軟驅(qū)和120G硬盤，最多可以外加20塊PCI卡，滿足大量采集和處理模擬量和數(shù)字量的需要。所述多塊PCI卡至少包括2塊D/A轉(zhuǎn)換模塊241、2塊A/D轉(zhuǎn)換模塊242、2塊隔離型數(shù)字量輸入模塊243,2塊隔離型數(shù)字量輸出模塊244、3塊數(shù)字量輸入/輸出模塊245和I塊通訊模塊246。 其中，D/A轉(zhuǎn)換模塊241是Advantech PCI-1724U隔離型D/A轉(zhuǎn)換模塊卡，是14位32通道的隔離模擬量輸出卡，多種輸出范圍+/-IOV，OmA 20mA，4mA 20mA，具有同步輸出功能。A/D轉(zhuǎn)換模塊242是Advantech PCI-1713隔離型A/D轉(zhuǎn)換模塊，是PCI總線的隔離高速模擬量輸入卡，它提供了 32個模擬量輸入通道，通道設(shè)置允許單端和差分輸入，采樣頻率可達(dá)IOOKHz、12位分辨率及2500V(DC)的直流隔離保護(hù)。隔離型數(shù)字量輸入模塊243是Advantech PCI-1758UDI，可以提供128路隔離數(shù)字量輸入通道，5V 25V的寬輸入范圍，2500V(DC)的直流隔離保護(hù)。隔離型數(shù)字量輸出模塊244是Advantech PCI-1753，是ー款PCI總線的96路數(shù)字量 I/O 卡，96 路 I/O 線分成了 12 個 8 位 I/O 端 ロ :A0、B0、CO、Al、BI、Cl、A2、B2、C2、A3、B3
和C3，用戶可以使用軟件配置每個端ロ作為輸入或輸出端ロ。所述的通訊模塊是Advantech PCI-1612⑶四端ロ隔離型串ロ通訊板，提供四個串ロ，可以通過設(shè)置板卡上的跳線來設(shè)置RS-232、RS-422和RS-485三種通訊方式。如圖2和圖3所示，所述エ業(yè)控制計算機(jī)2、平板顯示器6、穩(wěn)壓電源3均設(shè)置于一個控制臺上，所述打印機(jī)5、電源箱4、校驗接口裝置I、被校加固計算機(jī)7均設(shè)置于一個控制柜上，所述校驗接口裝置I設(shè)有多個被校功能模塊板插槽，可插接多個被校功能模塊板8。本實用新型船舶測控設(shè)備智能校驗裝置，可以檢測多種模塊，以下簡述各種被校功能模塊板8和被校加固計算機(jī)7的校驗過程。第一種輸入信號為電流型或電壓型的被校功能模塊板，エ業(yè)控制計算機(jī)2主板22通過底板23上的PCI總線一方面控制D/A模塊241輸出OV IOV電壓信號，該信號經(jīng)校驗接口裝置I轉(zhuǎn)換為4mA 20mA電流信號或O 5V電壓信號，另ー方面控制數(shù)字量輸入/輸出模塊245輸出開關(guān)量信號，這兩種信號加載到被校驗的功能模塊板8的輸入端，選通被校驗通道，經(jīng)隔離放大，輸出IV 5V或OV 5V電壓信號，該信號經(jīng)校驗接口裝置I傳輸至底板上的A/D模塊242轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的數(shù)字量，輸入到主板22的CPU，由CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計算每個通道的最大誤差，都在允許誤差范圍內(nèi)則證明被校功能模塊正常，超出允許誤差的范圍，則診斷出該通道故障，給出產(chǎn)生故障的原因，在平板顯示器6上標(biāo)出被校驗功能模塊和插件原理圖故障具體所在位置，給出專家建議進(jìn)行校準(zhǔn)或維修，校驗數(shù)據(jù)和結(jié)果通過平板顯示器6顯示器顯示，同時以文本文件的形式自動保存在目錄下，平板顯示器6上顯示的校驗數(shù)據(jù)和結(jié)果可以通過打印機(jī)5打印。上述內(nèi)容中，當(dāng)輸入為電流型的被校功能模塊板的校驗過程如下先打開穩(wěn)壓電源3開關(guān)，給エ業(yè)控制計算機(jī)2、校驗接口裝置I、電源箱4和加固計算機(jī)7供電，啟動エ業(yè)控制計算機(jī)，開機(jī)運(yùn)行船舶測控設(shè)備智能校驗裝置軟件。被校功能模塊板8插入校驗接ロ裝置I其中一個插槽內(nèi)，打開電源箱4面板上對應(yīng)的被校功能模塊開關(guān)開始校驗，エ業(yè)控制計算機(jī)2的主板22通過底板23上的PCI總線一方面控制D/A轉(zhuǎn)換模塊241輸出OV IOV電壓信號，該信號經(jīng)校驗接口裝置I轉(zhuǎn)換為4mA 20mA電流信號，另ー方面控制ー個數(shù)字量輸入 /輸出模塊245，輸出開關(guān)量信號，這兩種信號加載到被校驗的功能模塊板81的輸入端；選通被校驗通道，經(jīng)隔離放大輸出IV 5V電壓信號，該信號再經(jīng)校驗接口裝置I傳輸?shù)降装迳系末`塊A/D模塊242，轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的數(shù)字量，輸入到主板22的CPU，由CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計算每個通道的最大誤差；若都在允許誤差范圍內(nèi)則證明被校功能模塊板8正常，若超出允許誤差的范圍，則診斷出該通道故障，在平板顯示器上顯示被校功能模塊板原理圖，并在原理圖上標(biāo)出故障所在位置，給出產(chǎn)生故障的原因，給出專家建議進(jìn)行校準(zhǔn)或維修，校驗數(shù)據(jù)和結(jié)果通過平板顯示器6顯示，同時以文本文件的形式自動保存在目錄下，平板顯示器6上顯示的校驗數(shù)據(jù)和結(jié)果可以通過打印機(jī)5打印。第二種輸入信號為鉬電阻溫度信號的被校功能模塊板，エ業(yè)控制計算機(jī)2的主板22通過底板23上的PCI總線控制隔離型數(shù)字量輸出模塊244輸出開關(guān)量信號，輸入到校驗接口裝置1，選通對應(yīng)的繼電器，接通相對應(yīng)的固定電阻，實現(xiàn)鉬電阻信號輸入；同時控制數(shù)字量輸入/輸出模塊245輸出數(shù)字量，選通被校驗通道。這兩種信號同時加載到被校功能模塊板8的輸入端，經(jīng)橋路變換、放大，輸出O 5V電壓信號，該信號經(jīng)校驗接口裝置I傳輸至底板23上的A/D轉(zhuǎn)換模塊242，轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的數(shù)字量，輸入到主板22的CPU，再由CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，給出校驗結(jié)果，校驗方式與第一種相同，此處不再贅述。第三種輸入信號為數(shù)字量的被校功能模塊板，エ業(yè)控制計算機(jī)2的主板22通過底板23上的PCI總線控制數(shù)字量輸入/輸出模塊245，輸出開關(guān)量信號，該信號經(jīng)校驗接ロ裝置1，分別加載到被校驗的功能模塊板8的輸入端，其輸出信號通過校驗接口裝置I傳輸?shù)礁綦x型數(shù)字量輸入模塊243，輸入到主板22的CPU，CPU根據(jù)數(shù)字量輸出信號和數(shù)字量輸入信號間的邏輯關(guān)系，確定其故障部位。第四種對于用于數(shù)據(jù)采集的被校加固計算機(jī)7，エ業(yè)控制計算機(jī)2的主板22通過底板23上的PCI總線控制數(shù)字量輸入/輸出模塊245，輸出開關(guān)量信號，傳輸給被校加固計算機(jī)7內(nèi)的I/O隔離模塊板，加固計算機(jī)CPU檢測其邏輯功能，并通過并行I/O模塊將數(shù)字信息經(jīng)校驗接口裝置I傳遞給隔離型數(shù)字量輸入模塊243，輸入到主板22的CPU，CPU根據(jù)數(shù)字量輸出信號和數(shù)字量輸入信號間的邏輯關(guān)系，確定其故障部位，校驗過程同時包含了對加固計算機(jī)采集軟件的校驗。第五種對于具有通訊功能的被校功能模塊板，エ業(yè)控制計算機(jī)2的主板22通過底板23上的PCI總線控制數(shù)字量輸入/輸出模塊245并行輸出805個字節(jié)，經(jīng)校驗接口裝置I加載到通訊功能模塊的并行板，并行板把數(shù)據(jù)送到通訊功能模塊的主板，主板再把數(shù)據(jù)送到通訊功能模塊的串行板，數(shù)據(jù)經(jīng)校驗接口裝置I傳輸至型號為PCI-1612⑶通訊模塊246，主板22通過底板23上的PCI總線接收通訊模塊246的串口數(shù)據(jù)，PCI-1612⑶采用的通訊方式是RS-485，主板22的CPU根據(jù)輸入、輸出的數(shù)據(jù)是否一致，確定被校功能模塊板是否故障，校驗過程同時包含了對被校功能模塊板軟件的校驗。整個校驗過程，穩(wěn)壓電源3給エ業(yè)控制計算機(jī)2、校驗接口裝置I、電源箱4和加固計算機(jī)7提供220V/50HZ的交流凈化穩(wěn)壓電源，電源箱4給校驗接口裝置I、被校功能模塊板8提供高精度直流穩(wěn)壓電源。所述舶測控設(shè)備智能校驗裝置，在自動調(diào)試的基礎(chǔ)上，還可以輔以手動調(diào)試，當(dāng)自動調(diào)試發(fā)生問題，可以手動調(diào)試彌補(bǔ)。校驗裝置柜臺上設(shè)有自動/手動選擇開關(guān)來進(jìn)行自動或手動選擇，主要區(qū)別在于自動是靠エ業(yè)控制計算機(jī)2控制被校功能模塊板的輸入信號，而手動是通過控制臺上的接線柱外接電流源、電壓源和電阻箱，直接加載信號到被校功能模塊板的輸入端，通過手動改變電流值、電壓值或電阻值來改變輸入值。只有輸入信號為電流型、電壓型和鉬電阻溫度信號的被校功能模塊板具有手動校驗功能。本實用新型不僅局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本實用 新型相同或相近似的技術(shù)方案，均在其保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.船舶測控設(shè)備智能校驗裝置，包括用來連接被校加固計算機(jī)、被校功能模塊板的校驗接口裝置、エ業(yè)控制計算機(jī)、供電的交流浄化穩(wěn)壓電源和電源箱，校驗接ロ裝置和エ業(yè)控制計算機(jī)均與穩(wěn)壓電源相連，校驗接ロ裝置還連接有電源箱，其特征在于所述エ業(yè)控制計算機(jī)包括電源、主板和與二者相連的底板，所述底板插有至少12塊外設(shè)組件互連標(biāo)準(zhǔn)卡，每塊卡均與校驗接口裝置相連，所述エ業(yè)控制計算機(jī)還連接有打印機(jī)和平板顯示器。
2.如權(quán)利要求I所述的船舶測控設(shè)備智能校驗裝置，其特征在于所述外設(shè)組件互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)卡至少包括2塊A/D轉(zhuǎn)換模塊、2塊D/A轉(zhuǎn)換模塊、2塊隔離型數(shù)字量輸入模塊、2塊隔離型數(shù)字量輸出模塊、3塊數(shù)字量輸入/輸出模塊和I塊通訊模塊。
3.如權(quán)利要求I或2所述的船舶測控設(shè)備智能校驗裝置，其特征在于所述電源箱是高精度直流穩(wěn)壓電源箱。
4.如權(quán)利要求I或2所述的船舶測控設(shè)備智能校驗裝置，其特征在于所述底板設(shè)有20個插槽，所述插槽為エ業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)總線插槽或外設(shè)組件互連標(biāo)準(zhǔn)插槽。
5.如權(quán)利要求2所述的船舶測控設(shè)備智能校驗裝置，其特征在于所述D/A轉(zhuǎn)換模塊是14位32通道的隔離模擬量輸出卡，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊是外設(shè)組件互連標(biāo)準(zhǔn)總線的隔離高速模擬量輸入卡，提供32個模擬量輸入通道，通道允許單端和差分輸入，采樣頻率為IOOKHz,12位分辨率及2500V的直流隔離保護(hù)。
6.如權(quán)利要求2所述的船舶測控設(shè)備智能校驗裝置，其特征在于所述隔離型數(shù)字量輸入模塊提供128路隔離數(shù)字量輸入通道，5V 25V的寬輸入范圍，2500V的直流隔離保護(hù)；所述隔離型數(shù)字量輸出模塊提供128路隔離數(shù)字量輸出通道，5V 40V的寬輸出范圍，2500V的直流隔離保護(hù)。
7.如權(quán)利要求2所述的船舶測控設(shè)備智能校驗裝置，其特征在于所述數(shù)字量輸入/輸出模塊為96路數(shù)字量I/O卡，分成12個8位I/O端ロ。
8.如權(quán)利要求2所述的船舶測控設(shè)備智能校驗裝置，其特征在于所述通訊模塊是四端ロ隔離型串ロ通訊板，提供四個串ロ。
9.如權(quán)利要求I所述的船舶測控設(shè)備智能校驗裝置，其特征在于所述校驗接口裝置由多個被校功能模塊板插槽、信號轉(zhuǎn)換接ロ板、船用屏蔽式機(jī)箱、船用屏蔽式電連接器組成。
10.如權(quán)利要求I所述的船舶測控設(shè)備智能校驗裝置，其特征在于所述エ業(yè)控制計算機(jī)、平板顯示器、穩(wěn)壓電源均設(shè)置于一個控制臺上，所述打印機(jī)、電源箱、校驗接口裝置、被校加固計算機(jī)均設(shè)置于ー個控制柜上。
專利摘要船舶測控設(shè)備智能校驗裝置，涉及智能校驗的裝置領(lǐng)域，包括用來連接被校加固計算機(jī)、被校功能模塊板的校驗接口裝置、工業(yè)控制計算機(jī)、供電的交流凈化穩(wěn)壓電源和電源箱，校驗接口裝置和工業(yè)控制計算機(jī)均與穩(wěn)壓電源相連，校驗接口裝置還連接有電源箱，所述工業(yè)控制計算機(jī)包括電源、主板和與二者相連的底板，所述底板插有至少12塊外設(shè)組件互連標(biāo)準(zhǔn)卡，每塊卡均與校驗接口裝置相連，所述工業(yè)控制計算機(jī)還連接有打印機(jī)和平板顯示器，本實用新型能夠自動對功能模塊進(jìn)行調(diào)試、校準(zhǔn)和維修，針對多種功能模塊，無需搭設(shè)調(diào)試臺架；避免人為誤操作產(chǎn)生的錯誤，減少時間，提高效率。
文檔編號G05B23/02GK202453731SQ20112050926
公開日2012年9月26日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者余海燕, 宋琦, 張晶, 熊卿, 鄧天勇, 閆冰, 高水芳 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一九研究所