一種水下通用plc裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型實施例公開了一種水下通用PLC裝置，包括：一主控模塊，用于PLC的整體檢測和控制；一信號采集模塊，包括高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字量檢測口組成，與主控模塊連接；一功率平衡模塊，用于檢測整個系統(tǒng)的用電功率情況，防止功率過大損壞電源并且提供必要的輸出功率；一功率模塊，與主控模塊連接，用于完成外接電磁閥的開啟、關(guān)閉，電機的控制和故障檢測；所述主控模塊、電源管理模塊、信號采集模塊、功率平衡模塊、功率模塊、通信模塊、整流模塊以及主控模塊被封裝成同一機械安裝尺寸的電路模塊。本實用新型使得該系統(tǒng)可在不同水下裝備及儀器設(shè)備上通過編程實現(xiàn)不同測控策略，并可直接應(yīng)用于水下工作。
【專利說明】
一種水下通用PLC裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于數(shù)字圖像技術(shù)和數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種水下通用PLC裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國將發(fā)展海洋經(jīng)濟和海洋科技提升到前所未有的戰(zhàn)略高度，海洋產(chǎn)業(yè)更是成為培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。在海洋開發(fā)過程中，需要眾多的專用海洋工程裝備與儀器設(shè)備，這些工程裝備與儀器設(shè)備在開發(fā)或?qū)嶋H應(yīng)用過程中，絕大多數(shù)都需要配套電子測控系統(tǒng)以實現(xiàn)正常工作。
[0003]目前，開發(fā)人員通常會選用陸地上獲得成熟應(yīng)用的成品PLC(可編程邏輯控制器)裝置，再通過添加水密耐壓封裝，從而實現(xiàn)電子控制系統(tǒng)。而成品PLC針對陸地應(yīng)用條件設(shè)計，未考慮水下應(yīng)用的實際情況，因此在實際使用過程中，會出現(xiàn)以下問題= (I)PLC模塊上通常具備運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障，但應(yīng)用于水下時，由于PLC密封原因，運行與故障指示裝置均不可見，使得PLC的運行與故障情況難以及時獲取，維護困難；(2)PLC通常不具備視頻傳輸通道，因而若水下儀器設(shè)備具有視頻監(jiān)控需求時，為提供視頻傳輸通道，還需額外添加遠程視頻傳輸系統(tǒng)，從而增加水下測控系統(tǒng)的復(fù)雜度。(3)現(xiàn)有PLC多集成在一個系統(tǒng)中，如果添加額外功能還需要重新生成新的系統(tǒng)，不便于維護和升級。(4)水下傳感器、水下運動裝置的控制電路都需要密封在水下耐壓艙體中，并由腔體支架固定。而電路板在艙體中的固定及線路的走線一直是水下艙體的設(shè)計中一項費時費力的工作。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種水下通用PLC裝置，使得該系統(tǒng)可在不同水下裝備及儀器設(shè)備上通過編程實現(xiàn)不同測控策略，并可直接應(yīng)用于水下工作。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案為:一種水下通用PLC裝置，包括:
[0006]—主控模塊，用于PLC的整體檢測和控制；
[0007]—電源管理模塊，用于給整個系統(tǒng)提供所需的電源；
[0008]—信號采集模塊，包括高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字量檢測口組成，與主控模塊連接，用于水下信號數(shù)據(jù)的采集；
[0009]—功率平衡模塊，用于檢測整個系統(tǒng)的用電功率情況，防止功率過大損壞電源并且提供必要的輸出功率；
[0010]一功率模塊，與主控模塊連接，用于完成外接電磁閥的開啟、關(guān)閉，電機的控制和故障檢測；
[0011]一通信模塊，設(shè)置有高清視頻傳輸通道，與主控模塊連接；
[0012]—整流模塊，用于完成交流電向直流電的轉(zhuǎn)換；
[0013]上述各模塊構(gòu)成水下通用PLC裝置的電路模塊，所述主控模塊通過CAN總線的方式與所述信號采集模塊、功率模塊和通信模塊連接完成信號的傳輸。
[0014]優(yōu)選地，所述電路模塊前端設(shè)置有狀態(tài)指示屏，末端設(shè)置有用于電線連接的第一接插件，還包括接線板，所述接線板上設(shè)置有與第一接插件相配合的第二接插件。
[0015]優(yōu)選地，所述主控模塊包括第一主MCU，所述第一主MCU連接有第一系統(tǒng)自檢M⑶、黑匣子和外部時鐘，所述第一主M⑶連接有隔離的CAN通信總線接口、隔離的RS232/485串口以及隔離的網(wǎng)絡(luò)通信接口 LAN，所述第一系統(tǒng)自檢MCU連接隔離的CAN總線接口。
[0016]優(yōu)選地，所述信號采集模塊包含第二主MCU，所述第二主M⑶連接第二系統(tǒng)自檢MCU、高精度模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC和傳感器電源控制電路，所述第二主MCU還連接隔離的CAN總線接口、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器DAC和D-1N接口，所述第二系統(tǒng)自檢M⑶連接隔離的CAN總線接
□ O
[0017]優(yōu)選地，所述功率平衡模塊包含第三主M⑶，所述第三主MCU連接有第三系統(tǒng)自檢MCU、電壓電流采集電路，所述第三主MCU上連接有隔離的CAN通信總線接口、功率輸入接口和功率輸出接口，所述第三系統(tǒng)自檢MCU連接隔離的CAN總線接口。
[0018]優(yōu)選地，所述功率模塊包括第四主M⑶，所述第四主MCU連接有第四系統(tǒng)自檢M⑶、8組帶隔離的固態(tài)繼電器和隔離的CAN總線接口，所述第四系統(tǒng)自檢MCU連接隔離的CAN總線接口。
[0019]優(yōu)選地，所述主控模塊、信號采集模塊、功率平衡模塊和功率模塊均設(shè)置有復(fù)位單元、指示面板、電信號監(jiān)控單元和序列號發(fā)生器，所述復(fù)位單元提供軟件復(fù)位和硬件復(fù)位兩種復(fù)位方式，當系統(tǒng)出故障時能夠及時復(fù)位;所述指示面板向用戶提供系統(tǒng)工作狀態(tài)的提示信號；所述電信號監(jiān)控單元將檢測船上提供的AC220V電信號或DC300V電信號是否異常，實時反饋系統(tǒng)的供電情況，當發(fā)生系統(tǒng)供電異常時，用戶可及時采取應(yīng)急操作，同時也檢測供給本模塊的供電電壓;所述序列號發(fā)生器通過提取主MCU芯片內(nèi)部96位ID，并將其與PC的機器碼、時間信息和某個固定碼結(jié)合生成一個可逆的序列號。
[0020]優(yōu)選地，所述電源管理模塊包含隔離開關(guān)電源。
[0021 ]優(yōu)選地，所述通信模塊采用同軸通信模塊或光纖通信模塊。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)采用的水下通用PLC裝置相比，本實用新型的有益效果如下:
[0023](I)該產(chǎn)品不僅具有陸地PLC可靠性高、接口資源豐富、具備模塊化結(jié)構(gòu)、簡單易用等一系列優(yōu)點，同時具備結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高、自帶耐壓密封、可在線維護、具備高清視頻傳輸通道等適于水下應(yīng)用的優(yōu)勢，可在進一步縮短用戶開發(fā)周期的同時，大幅提升控制系統(tǒng)的通用性、易用性和可靠性。
[0024](2)主控模塊提供了CAN總線接口、RS232/485接口和以太網(wǎng)LAN接口 3種不同形式的隔離通信接口供用戶選擇。由于RS232/485串口通信帶寬的限制，在進行大數(shù)據(jù)量的高速通信時不易使用RS232/485串口通信，故采用CAN總線的方式，CAN總線運用高效的分布式節(jié)點管理，使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點個數(shù)在理論上不受限制，并且使設(shè)備在資源使用不夠時能進行方便的拓展。同時在CAN總線上各節(jié)點沒有主從之分，任意節(jié)點可以向任何其他(一個或多個)節(jié)點發(fā)起數(shù)據(jù)通信，且通信時數(shù)據(jù)段的長度最多為8字節(jié)，占用總線時間不會過長，保證了通信的實時性。由于水下大部分外接傳感器在與主控模塊進行數(shù)據(jù)通信時需要使用RS232/485串口通信，所以也保留了RS232/485串口通信方式。
[0025](3)各模塊即可獨立工作又能實現(xiàn)相互間的數(shù)據(jù)傳輸，若其中某一模塊損壞，能夠方便地進行拆裝更換并維修，模塊化的設(shè)計便于用戶根據(jù)實際需求進行拓展，提高工作效率。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型實施例的水下通用PLC裝置的系統(tǒng)原理框圖。
[0027]圖2為本實用新型實施例的水下通用PLC裝置的主控模塊電路結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖3為本實用新型實施例的水下通用PLC裝置的信號采集模塊電路結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖4為本實用新型實施例的水下通用PLC裝置的功率平衡模塊電路結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖5為本實用新型實施例的水下通用PLC裝置的功率模塊電路結(jié)構(gòu)圖。
[0031 ]附圖標記說明:1-主控模塊;2-信號采集模塊;3-功率平衡模塊;4-功率模塊;5-電源管理模塊;6-通信模塊；7-整流模塊；101-第一主MCU; 102-第一系統(tǒng)自檢MCU; 103-黑匣子；104-外部時鐘；201-第二主MCU ； 202-第二系統(tǒng)自檢MCU; 203-傳感器電源控制電路;204-高精度模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC; 301-第三主M⑶;302-第三系統(tǒng)自檢MCU; 303-功率平衡算法；
304-電壓電流采集電路;305-功率輸入接口；306-功率輸出接口 ；401_第四主M⑶;402-第四系統(tǒng)自檢MCU;403-固態(tài)繼電器。
【具體實施方式】
[0032]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0033]相反，本實用新型涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本實用新型的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本實用新型有更好的了解，在下文對本實用新型的細節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細節(jié)部分的描述也可以完全理解本實用新型。
[0034]如圖1所示，其為本實用新型實施例一種水下通用PLC裝置的系統(tǒng)原理框圖，其包括:主控模塊I，用于PLC的整體檢測和控制；電源管理模塊5，給整個系統(tǒng)提供所需的電源；信號采集模塊2，主要由高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字量檢測口組成，與主控模塊I連接，用于水下信號數(shù)據(jù)的采集及檢測;功率平衡模塊3，用于檢測整個系統(tǒng)的用電功率情況，防止功率過大損壞電源并且提供必要的輸出功率;功率模塊4，與主控模塊I連接，用于完成外接電磁閥的開啟、關(guān)閉，電機的控制和故障檢測等;通信模塊6，設(shè)置有高清視頻傳輸通道，與主控模塊I連接;整流模塊7，用于完成交流電向直流電的轉(zhuǎn)換;上述各模塊構(gòu)成水下通用PLC裝置的電路模塊，主控模塊通過CAN(控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線的方式與信號采集模塊2、功率模塊4和通信模塊6連接來完成信號的傳輸，通信模塊6也可以使用以太網(wǎng)實現(xiàn)與主控模塊I之間的通信。電源管理模塊5可將300V高壓轉(zhuǎn)換成主控模塊1、信號采集模塊
2、功率模塊4所需的24V電源，以及通信模塊6所需的5V電源。
[0035]在具體應(yīng)用實施例中，電源管理模塊5采用效率高達89%的開關(guān)電源，將300V高壓轉(zhuǎn)換為24V正常系統(tǒng)工作電壓，并且采取了隔離處理，能夠起到浪涌隔離保護的作用，大大增強了系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，在電源管理模塊5中將信號電和功率電分開，能防止在使用大功率設(shè)備時，尤其是設(shè)備剛開啟瞬間所帶來的巨大電流對系統(tǒng)正常運行的影響。
[0036]如圖2所示，其為本實用新型實施例一種水下通用PLC裝置的主控模塊電路結(jié)構(gòu)圖，主控模塊I包括第一主M⑶(微程序控制器)1I，第一主M⑶101連接有第一系統(tǒng)自檢MCU102、黑匣子103和外部時鐘104，還連接有隔離的CAN通信總線接口、隔離的RS232/485串口以及隔離的網(wǎng)絡(luò)通信接口 LAN，第一系統(tǒng)自檢MCUl 02連接隔離的CAN總線接口。第一系統(tǒng)自檢MCU12連接隔離的CAN通信總線。主控模塊采用第一主MCU和第一系統(tǒng)自檢MCU同時工作的方式來進行系統(tǒng)的正常工作，黑匣子將存儲整個系統(tǒng)在每個時間點的系統(tǒng)工作數(shù)據(jù)，工作結(jié)束后可以通過后處理軟件解析黑匣子內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)，根據(jù)時間點、數(shù)據(jù)內(nèi)容等還原系統(tǒng)在水下工作的流程，并且能夠?qū)z測量的數(shù)據(jù)通過動態(tài)曲線的方式呈現(xiàn)出來，提供給用戶直觀的系統(tǒng)實際工作流程，以便系統(tǒng)工作問題的發(fā)現(xiàn)和解決，第一系統(tǒng)自檢MCU單元分為兩種工作方式:離線模式下系統(tǒng)檢測方式以及在線模式下系統(tǒng)檢測方式，實現(xiàn)了自己檢查系統(tǒng)相關(guān)功能是否正常的功能，外部時鐘單元將使用外部時鐘芯片的方式，向系統(tǒng)提供一個穩(wěn)定的時鐘信息，以太網(wǎng)LAN通信用于主控模塊I和通信模塊6間通信，RS232/485串口通信用于水下大部分傳感器與主控模塊I間的數(shù)據(jù)通信，CAN總線用于水下系統(tǒng)各模塊間的大數(shù)據(jù)的實時通信。
[0037]如圖3所示，其為本實用新型實施例一種水下通用PLC裝置的信號采集模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖，包含第二主M⑶201，第二主MCU201連接有第二系統(tǒng)自檢M⑶202、傳感器電源控制電路203和高精度模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC 204，第二主M⑶201還連接隔離的CAN總線接口、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器DAC和D-1N接口，第二系統(tǒng)自檢M⑶202連接隔離的CAN總線接口。信號采集模塊2提供了 12bit和24bit的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，可根據(jù)需采樣的傳感器精度要求來選取是使用12b i tADC采樣電路還是24b i t ADC采樣電路。其中，12bi t ADC采樣電路有1路，24b i t ADC差分采樣電路有2路，如果是24bitADC電壓采樣電路則有4路。10路12bitADC采樣電路中，5路用于采集電壓信號，5路用于采集電流信號，每路采集電流接口可以向外提供24V電源。24bitADC采樣電路主要由高精度的ADS1256(8通道24位Λ-Σ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器)完成采集，然后通過SPI協(xié)議與第二主M⑶通信，采集到的AD值經(jīng)過第二主M⑶內(nèi)編程實現(xiàn)的數(shù)據(jù)濾波處理，可以得到高精度、穩(wěn)定平滑的數(shù)據(jù)。信號采集模塊還提供了 2路隔離模擬電壓信號輸出，高精度DAC將數(shù)字電壓信號轉(zhuǎn)換為-5V—+5V模擬電壓信號，然后經(jīng)過隔離運放輸出。信號采集模塊還提供了8路數(shù)字輸入量(D-1N)檢測口，輸入的數(shù)字信號經(jīng)過光耦隔離由第二主MCU的I/O 口采集。第二系統(tǒng)自檢MCU將檢測高精度模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器DAC、D-1N是否能正常工作，若出錯將通過獨立的隔離CAN總線向上位機發(fā)送錯誤提示，方便使用者能準確找到問題所在。第二主M⑶201通過CAN總線的通信方式和主控模塊I進行數(shù)據(jù)通信交互。傳感器電源控制電路203控制水下傳感器所需工作電壓的開啟和關(guān)閉。
[0038]如圖4所示，其為本實用新型實施例一種水下通用PLC裝置的功率平衡模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖，包含第三主M⑶301，第三主MCU301連接有第三系統(tǒng)自檢MCU302、功率平衡算法303和電壓電流采集電路304，第三主MCU301上還連接有隔離的CAN通信總線接口、功率輸入接口和功率輸出接口，第三系統(tǒng)自檢M⑶302連接隔離的CAN總線接口。功率平衡模塊的第三主MCU301完成功率平衡算法303的處理，根據(jù)功率平衡算法303來判斷是將為電池充電還是給系統(tǒng)供電。電壓電流采集電路304將使用電壓電流互感器對電網(wǎng)或電路中的直流電壓、直流電流進行實時測量，將其變換為標準的直流電壓(Uz)輸出。輸入、輸出回路完全隔離，輸出信號與電源共地，可以直接與各型A/D轉(zhuǎn)換器配接，構(gòu)成電壓電流采集系統(tǒng)。第三系統(tǒng)自檢MCU將在系統(tǒng)上電的最初階段對本模塊的采集電路進行檢查，如若發(fā)現(xiàn)問題，將通過指示面板中的指示燈進行報警，但應(yīng)用于水下時，由于PLC密封原因，運行與故障指示面板均不可見，所以本實用新型通過CAN總線通信的方式，向水上系統(tǒng)發(fā)送錯誤警報信息，同時通過指示面板中的指示燈報警使得用戶可以及時排除故障。功率平衡模塊實時監(jiān)測水下電池的電量，電量不足時通過水上的供電及時給電池充電，當水下系統(tǒng)工作的過程中突然斷電，能及時給水下系統(tǒng)供電完成當前的工作任務(wù)，防止系統(tǒng)因掉電造成不必要的危害。
[0039]如圖5所示，其為本實用新型實施例一種水下通用PLC裝置的功率模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖，其包括第四主MCU401，第四主MCU401連接第四系統(tǒng)自檢MCU402、8組帶隔離的固態(tài)繼電器403和隔離的CAN總線接口，第四系統(tǒng)自檢MCU402連接隔離的CAN總線接口，該模塊是對整個系統(tǒng)的數(shù)字輸出(D-O)控制量的補充，以便電控設(shè)備能搭建龐大復(fù)雜系統(tǒng)，更好地驅(qū)動固態(tài)繼電器。由于該模塊電路往往較大，將D-O控制量單獨拿出來形成一個模塊可以將整個系統(tǒng)的功率地和信號地分開，從而減小大電流對整個系統(tǒng)其它非功率部分的影響，提高了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。
[0040]在具體應(yīng)用實例中，主控模塊丨、信號采集模塊2、功率平衡模塊3、功率模塊4均設(shè)置有復(fù)位單元、指示面板、電信號監(jiān)控單元和序列號發(fā)生器，復(fù)位單元將提供軟件復(fù)位和硬件復(fù)位兩種復(fù)位方式，當系統(tǒng)出故障時能夠及時復(fù)位，指示面板將向用戶提供系統(tǒng)工作狀態(tài)的提示信號，電信號監(jiān)控單元將檢測船上提供的AC220V電信號或DC300V電信號是否異常，實時反饋系統(tǒng)的供電情況，當發(fā)生系統(tǒng)供電異常時，用戶可及時采取應(yīng)急操作，同時也檢測供給本模塊的供電電壓。序列號發(fā)生器通過提取主MCU芯片內(nèi)部96位ID，并將其與PC的機器碼、時間信息和某個固定碼結(jié)合生成一個可逆的序列號，這個序列號將是全球唯一的。在實際使用中，首先會檢測序列號是否經(jīng)過授權(quán)過，若沒有經(jīng)過授權(quán)或者授權(quán)超過使用時限，整個水下系統(tǒng)將不會工作。
[0041]在具體應(yīng)用實施例中，通信模塊6采用同軸通信模塊或光纖通信模塊。同軸通信模塊與主控模塊I使用以太網(wǎng)的方式進行數(shù)據(jù)的交互，通過調(diào)制解調(diào)器將網(wǎng)絡(luò)信號轉(zhuǎn)換為電信號，通過高壓載波的方式將信號和高壓300V—起傳輸，完成水上和水下的通信和電能提供。但由于同軸纜的帶寬的限制，故無法傳輸高清視屏信號。為了解決能將水下高清視屏信號完整傳輸給水上夾板，可采用光纖通信模塊。光纖通信模塊內(nèi)部包含4路高清SDI接口，能將水下高清攝像機拍攝的高清視頻信息高保真的通過光纖傳輸給水上夾板，從而滿足用戶需要高清實時監(jiān)控的需求。
[0042]在具體應(yīng)用實施例中，整流模塊7包括高級橋式整流芯片，用于完成交流電向直流電的轉(zhuǎn)換，整流模塊7連接電源管理模塊5，可將220V單相交流電轉(zhuǎn)換為電源管理模塊5所需的300V直流輸入電壓，提供穩(wěn)定的直流輸出電壓和小于20mV的紋波，能有效的為后級電路提供穩(wěn)定的電壓工作環(huán)境，提高模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC(模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換器)數(shù)據(jù)的采樣精度。
[0043]通過以上設(shè)置的本實用新型實施例的水下通用PLC裝置在工作時，將帶有具備高清視頻傳輸通道的水下通用PLC裝置的電路模塊安裝進支架上的電路板導(dǎo)軌槽中，電路模塊通過接插件與接線板連接，根據(jù)狀態(tài)顯示屏上的指示燈信息調(diào)試電路模塊是電路模塊能夠正常工作，將支架放入水下儀器設(shè)備腔體中，接線板中伸出的電線跟水下儀器設(shè)備蓋上的水密連接件連接，具備高清視頻傳輸通道的水下通用PLC開始工作，供電電壓通過整流模塊7整流，輸出穩(wěn)定的300V直流電壓至電源管理模塊5，電源管理模塊5將300V高壓轉(zhuǎn)換成24V電源輸送至主控模塊1、信號采集模塊2、功率模塊4和功率平衡模塊3，同時將300V高壓轉(zhuǎn)換成5V電源輸送至通信模塊6，檢測各模塊序列號是否經(jīng)過授權(quán)，若經(jīng)過授權(quán)，則開始工作，若沒有經(jīng)過授權(quán)或者授權(quán)超過使用時限則將整個系統(tǒng)將不會工作。正常工作后，功率平衡模塊3實時監(jiān)控水下電池的電量，當電量不足甚至突然停電時通過水上的供電及時給電池充電，信號采集模塊2通過設(shè)置各種外接傳感器采集水下儀器設(shè)備在工作狀態(tài)下各個參數(shù)的狀態(tài)并將數(shù)據(jù)信息傳遞至主控模塊I，通信模塊6設(shè)置有高清視頻傳輸通道，能將水下儀器設(shè)備的高清視頻信號完整傳輸至上位機，主控模塊I接收并存儲各模塊各時間點的反饋數(shù)據(jù)，工作結(jié)束后可以通過后處理軟件對數(shù)據(jù)進行解析，根據(jù)時間點、數(shù)據(jù)內(nèi)容等還原系統(tǒng)在水下工作流程并且顯示檢測量的動態(tài)曲線，提供給用戶直觀的系統(tǒng)實際工作流程，以便系統(tǒng)工作問題的發(fā)現(xiàn)解決。
[0044]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種水下通用PLC裝置，其特征在于，包括: 一主控模塊，用于PLC的整體檢測和控制； 一電源管理模塊，用于給整個系統(tǒng)提供所需的電源； 一信號采集模塊，包括高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字量檢測口組成，與主控模塊連接，用于水下信號數(shù)據(jù)的采集； 一功率平衡模塊，用于檢測整個系統(tǒng)的用電功率情況，防止功率過大損壞電源并且提供必要的輸出功率； 一功率模塊，與主控模塊連接，用于完成外接電磁閥的開啟、關(guān)閉，電機的控制和故障檢測； 一通信模塊，設(shè)置有高清視頻傳輸通道，與主控模塊連接； 一整流模塊，用于完成交流電向直流電的轉(zhuǎn)換； 上述各模塊構(gòu)成水下通用PLC裝置的電路模塊，所述主控模塊通過CAN總線的方式與所述信號采集模塊、功率模塊和通信模塊連接完成信號的傳輸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下通用PLC裝置，其特征在于，所述電路模塊前端設(shè)置有狀態(tài)指示屏，末端設(shè)置有用于電線連接的第一接插件，還包括接線板，所述接線板上設(shè)置有與第一接插件相配合的第二接插件。3.如權(quán)利要求1所述的水下通用PLC裝置，其特征在于，所述主控模塊包括第一主MCU，所述第一主MCU連接有第一系統(tǒng)自檢M⑶、黑匣子和外部時鐘，所述第一主M⑶連接有隔離的CAN通信總線接口、隔離的RS232/485串口以及隔離的網(wǎng)絡(luò)通信接口LAN，所述第一系統(tǒng)自檢MCU連接隔離的CAN總線接口。4.如權(quán)利要求1所述的水下通用PLC裝置，其特征在于，所述信號采集模塊包含第二主MCU，所述第二主MCU連接有第二系統(tǒng)自檢MCU、高精度模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC和傳感器電源控制電路，所述第二主MCU還連接隔離的CAN總線接口、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器DAC和D-1N接口，所述第二系統(tǒng)自檢MCU連接隔離的CAN總線接口。5.如權(quán)利要求1所述的水下通用PLC裝置，其特征在于，所述功率平衡模塊包含第三主MCU，所述第三主MCU連接有第三系統(tǒng)自檢M⑶、電壓電流采集電路，所述第三主MCU上連接有隔離的CAN通信總線接口、功率輸入接口和功率輸出接口，所述第三系統(tǒng)自檢MCU連接隔離的CAN總線接口。6.如權(quán)利要求1所述的水下通用PLC裝置，其特征在于，所述功率模塊包括第四主MCU，所述第四主M⑶連接第四系統(tǒng)自檢M⑶、8組帶隔離的固態(tài)繼電器和隔離的CAN總線接口，所述第四系統(tǒng)自檢MCU連接隔離的CAN總線接口。7.如權(quán)利要求1至6任一所述的水下通用PLC裝置，其特征在于，所述主控模塊、信號采集模塊、功率平衡模塊和功率模塊均設(shè)置有復(fù)位單元、指示面板、電信號監(jiān)控單元和序列號發(fā)生器，所述復(fù)位單元提供軟件復(fù)位和硬件復(fù)位兩種復(fù)位方式，當系統(tǒng)出故障時能夠及時復(fù)位;所述指示面板向用戶提供系統(tǒng)工作狀態(tài)的提示信號;所述電信號監(jiān)控單元將檢測船上提供的AC220V電信號或DC300V電信號是否異常，實時反饋系統(tǒng)的供電情況，當發(fā)生系統(tǒng)供電異常時，用戶可及時采取應(yīng)急操作，同時也檢測供給本模塊的供電電壓;所述序列號發(fā)生器通過提取主MCU芯片內(nèi)部96位ID，并將其與PC的機器碼、時間信息和某個固定碼結(jié)合生成一個可逆的序列號。8.如權(quán)利要求1至6任一所述的水下通用PLC裝置，其特征在于，所述電源管理模塊包含隔離開關(guān)電源。9.如權(quán)利要求1至6任一所述的水下通用PLC裝置，其特征在于，所述通信模塊采用同軸通信模塊或光纖通信模塊。
【文檔編號】G05B23/02GK205450759SQ201521117002
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月29日
【發(fā)明人】江曉, 劉敬彪, 嚴海玉, 袁玖, 袁玖一, 于海濱
【申請人】杭州墨銳機電科技有限公司