一种船用推进齿轮箱接排脱排控制装置及其控制方法

摘要

一种船用推进齿轮箱接排脱排控制装置及其控制方法，其中的装置包括控制面板、控制单元、现场执行单元和状态检测模块；其中的方法包括：判断齿轮箱接排/脱排状态，发出齿轮箱接排/脱排操作指令，判断齿轮箱接排/脱排初始条件，生成齿轮箱接排/脱排控制指令，生成齿轮箱接排电磁阀得电/失电控制指令、齿轮箱脱排电磁阀得电/失电控制指令，和齿轮箱接排/脱排。延长了齿轮箱接排脱排电磁开关阀的使用寿命，使得齿轮箱的接排及脱排控制更加安全可靠；且使接排脱排的控制过程更加直观。

说明书

技术领域

本发明涉及一种船用齿轮箱接排脱排控制方法，更具体地说涉及一种船用推进齿轮箱接排脱排控制装置及其控制方法，属于船用推进控制技术领域。

背景技术

在船用推进领域，齿轮箱常常用于将动力源和推进螺旋桨轴进行连接在一起，以将动力传递至螺旋桨轴。当需要将动力源与推进螺旋桨轴进行连接时，需要将齿轮箱置于接排状态下；当需要切断动力源与推进螺旋桨轴之间的连接时，需要将齿轮箱置于脱排状态下。齿轮箱的接排和脱排动作是通过一套控制装置控制齿轮箱的接排电磁阀和脱排电磁阀的得电、失电来实现的。

由于船用推进装置的安全可靠运行极大的影响了船舶的航行安全，所以船用推进齿轮箱的接排脱排控制需要具备简单、直观和可靠的特点。但是，现有的船用推进齿轮箱接排脱排控制装置具有以下缺陷：（一）现有的船用推进齿轮箱接排脱排控制装置中，往往仅考虑了接排脱排控制过程中的一些前提条件及主机紧急停车状态下的齿轮箱脱排控制，而在齿轮箱接排脱排控制过程中，缺少相关过程状态指示，使得操作人员无法准确获知齿轮箱的实际控制状态，不能提醒操作者设备的实际控制状态；（二）同时，在齿轮箱接排脱排控制过程中，没有设置相关逻辑以延长设备的正常使用寿命，使得齿轮箱的接排电磁阀及脱排电磁阀长期处于得电状态下，从而严重缩短了电磁阀的使用寿命。上述问题给船舶运行安全带来了较大隐患；而且齿轮箱的接排脱排操作不够直观，影响了操作人员的判断。

发明内容

本发明针对现有的船用推进齿轮箱接排脱排控制控制过程中缺少相关过程状态指示、没有设置相关逻辑缩短了电磁阀的使用寿命、操作不够直观等问题，提供一种船用推进齿轮箱接排脱排控制装置及其控制方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种船用推进齿轮箱接排脱排控制装置，所述的船用推进齿轮箱用于将主机系统输出的动力传递至推进器螺旋桨轴上，从而带动推进器螺旋桨旋转，所述的推进器螺旋桨轴上安装有推进器螺旋桨轴刹车装置，包括控制面板、控制单元、现场执行单元和状态检测模块，所述的控制面板上设置有接排按钮、脱排按钮、控制故障复位按钮、紧急停车按钮、齿轮箱接排/脱排状态指示灯、齿轮箱控制故障报警指示灯和蜂鸣器，所述的现场执行单元包含齿轮箱接排电磁阀和齿轮箱脱排电磁阀，所述的状态检测模块包括齿轮箱工作压力传感器、齿轮箱接排状态传感器和螺旋桨螺距状态传感器，所述的控制单元分别与控制面板、现场执行单元、状态检测模块、主机系统、推进器螺旋桨轴刹车装置和推进器螺旋桨相连接。

所述的控制单元包括信号检测模块、指令发送模块和逻辑处理模块，所述的逻辑处理模块分别与指令发送模块和信号检测模块相连接，所述的信号检测模块分别与控制面板、主机系统、状态检测模块、推进器螺旋桨轴刹车装置和推进器螺旋桨相连接，所述的指令发送模块分别与控制面板和现场执行单元相连接。

所述的现场执行单元和齿轮箱工作压力传感器、齿轮箱接排状态传感器分别设置在齿轮箱上。

一种船用推进齿轮箱接排脱排控制装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、判断齿轮箱接排/脱排状态：

A、接排状态：当信号检测模块检测到齿轮箱产生“齿轮箱接排状态信号”时，判断齿轮箱处于接排状态，此时控制面板上的齿轮箱接排/脱排状态指示灯保持为常亮状态，

B、脱排状态：当信号检测模块没有检测到齿轮箱产生“齿轮箱接排状态信号”时，判断齿轮箱处于脱排状态，此时控制面板上的齿轮箱接排/脱排状态指示灯保持为熄灭状态；

步骤二、发出齿轮箱接排/脱排操作指令：根据齿轮箱处于脱排状态或接排状态，发出相应的齿轮箱接排操作指令或齿轮箱脱排操作指令，

A、齿轮箱接排操作指令：当按下控制面板上的“接排按钮”时，控制面板发出“齿轮箱接排操作指令”，

B、齿轮箱接脱操作指令：当按下控制面板上的“脱排按钮”时，控制面板发出“齿轮箱脱排操作指令”；

步骤三，判断齿轮箱接排/脱排初始条件：

A、判断齿轮箱接排初始条件：逻辑处理模块实时接收来自信号检测模块所反馈的主机系统、推进器螺旋桨、齿轮箱及推进器螺旋桨轴刹车装置的状态信号，当信号检测模块检测到推进器螺旋桨处于“零螺距状态”、推进器螺旋桨轴刹车装置处于“松闸状态”、主机系统处于“运行状态”、且主机系统处于“怠速状态”、主机系统没有发出“主机故障停车请求信号”、齿轮箱处于“脱排状态”时，逻辑处理模块判断此时满足齿轮箱接排初始条件，

B、判断齿轮箱脱排初始条件：当逻辑处理模块接收到信号检测模块所检测到的主机系统处于“运行状态”、且主机系统处于“怠速状态”、主机系统没有发出“主机故障停车请求信号”、齿轮箱处于“接排状态”时，逻辑处理模块判断此时满足齿轮箱脱排初始条件；

步骤四、生成齿轮箱接排/脱排控制指令：

A、生成齿轮箱接排控制指令：当逻辑处理模块判断齿轮箱接排初始条件满足时，则生成并发出“齿轮箱接排控制指令”；如齿轮箱接排初始条件不满足，则不生成齿轮箱接排控制指令；

B、生成齿轮箱脱排控制指令：当逻辑处理模块判断齿轮箱脱排初始条件满足时，则生成并发出“齿轮箱脱排控制指令”；如齿轮箱脱排初始条件不满足，则不生成齿轮箱脱排控制指令；

步骤五、生成齿轮箱接排电磁阀得电/失电控制指令、齿轮箱脱排电磁阀得电/失电控制指令：

A、生成齿轮箱接排电磁阀得电/失电控制指令：当逻辑处理模块发出“齿轮箱接排控制指令”时，控制齿轮箱接排电磁阀保持得电状态；若逻辑处理模块没有发出“齿轮箱接排控制指令”时，则控制齿轮箱接排电磁阀保持失电状态；

B、生成齿轮箱脱排电磁阀得电/失电控制指令：当逻辑处理模块发出“齿轮箱脱排控制指令”时，控制齿轮箱脱排电磁阀保持得电状态；若逻辑处理模块没有发出“齿轮箱脱排控制指令”，控制齿轮箱脱排电磁阀保持失电状态；

步骤六、齿轮箱接排/脱排：

A、齿轮箱接排：若在逻辑处理模块发出“齿轮箱接排控制指令”后的10秒时间内，齿轮箱处于“接排状态”，此时控制面板上的齿轮箱接排/脱排状态指示灯保持为常亮状态，齿轮箱接排成功；若齿轮箱没有处于“接排状态”，此时控制面板上的齿轮箱接排/脱排状态指示灯保持为闪烁状态；且在齿轮箱处于“接排状态”持续5秒时间后，逻辑处理模块不再发出“齿轮箱接排控制指令”；

B、齿轮箱脱排：若在逻辑处理模块发出“齿轮箱脱排控制指令”后的10秒时间内，齿轮箱处于“脱排状态”，此时控制面板上的齿轮箱接排/脱排状态指示灯保持为熄灭状态，则齿轮箱脱排成功；若齿轮箱没有处于“脱排状态”，此时控制面板上的齿轮箱接排/脱排状态指示灯保持为闪烁状态；且在齿轮箱处于“脱排状态”持续5秒时间后，逻辑处理模块不再发出“齿轮箱脱排控制指令”。

所述的步骤四A中还包括下面的步骤A1：当逻辑处理模块生成并发出“齿轮箱接排控制指令”后，如逻辑处理模块判断产生“齿轮箱接排控制故障”、“齿轮箱脱排非正常状态脱排指令”时，逻辑处理模块不再发出“齿轮箱接排控制指令”；

所述的步骤四B中还包括下面的步骤B1：当逻辑处理模块判断产生“齿轮箱脱排控制故障”后，逻辑处理模块发出报警，并不再发出“齿轮箱脱排控制指令”。

还包括齿轮箱接排/脱排控制故障判断步骤：

A2、如系统发出“齿轮箱接排控制指令”后的10秒时间内，齿轮箱始终处于“脱排状态”，则判断出现“齿轮箱接排控制故障”；此时控制面板上的“齿轮箱控制故障报警指示灯”保持为常亮状态，同时控制面板上的“蜂鸣器”保持为鸣叫状态；

B2、如系统发出“齿轮箱脱排控制指令”后的10秒时间内，齿轮箱仍然处于“接排状态”，则判断“齿轮箱脱排控制故障”；此时控制面板上的“齿轮箱控制故障报警指示灯”保持为常亮状态，同时控制面板上的“蜂鸣器”保持为鸣叫状态。

还包括有复位步骤：

A3、当出现“齿轮箱脱排控制故障”后，按下控制面板上的“控制故障复位按钮”，则逻辑处理模块对“齿轮箱接排控制故障”进行复位，控制面板上的“齿轮箱控制故障报警指示灯”熄灭，“蜂鸣器”不再鸣叫；

B3、当出现“齿轮箱脱排控制故障”后，按下控制面板上的“控制故障复位按钮”，则逻辑处理模块对“齿轮箱脱排控制故障”进行复位，控制面板上的“齿轮箱控制故障报警指示灯”熄灭，“蜂鸣器”不再鸣叫。

还包括有“齿轮箱非正常状态脱排指令”步骤：

当按下控制面板上的主机紧急停车按钮时，或者在齿轮箱接排状态下、逻辑处理模块没有接收到信号检测模块反馈的“主机运行状态信号”时，或者齿轮箱接排状态下、没有检测到“主机故障停车信号”时，发出“齿轮箱脱排非正常状态脱排指令”。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

1、本发明中当发出“齿轮箱脱排操作指令”时、如“齿轮箱脱排初始条件”满足、则发出“齿轮箱脱排控制指令”，当发出“齿轮箱脱排操作指令”时，如“齿轮箱脱排初始条件”满足，发出“齿轮箱脱排控制指令，且当确认齿轮箱接排或者脱排处于接排或者脱排状态后，经过5秒时间延时，将齿轮箱的接排或者脱排电磁阀由得电状态转变为失电状态，从而延长了齿轮箱接排脱排电磁开关阀的使用寿命；且齿轮箱的接排或者脱排电磁阀在齿轮箱处于接排或者脱排状态后继续保持通电5秒，使得齿轮箱的接排及脱排控制更加安全可靠。

2、本发明中当发出齿轮箱接排和脱排控制指令后，如齿轮箱没有处于接排或者脱排状态，则控制面板上的“齿轮箱接排/脱排状态指示灯”处于闪烁状态，可使操作人员准确获知齿轮箱接排及脱排的控制状态，从而使接排脱排的控制过程更加直观。

3、本发明中在接排脱排控制出现故障时，可自动检测出“齿轮箱接排/脱排控制故障状态报警”信号，并在控制面板上设置报警指示灯提醒操作者，使得系统更加安全。

附图说明

图1是本发明中一种船用推进齿轮箱接排脱排控制装置结构框图。

图2是本发明中一种船用推进齿轮箱接排脱排控制装置的控制方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

一、实施例一

参见图1，一种船用推进齿轮箱接排脱排控制装置，所述的船用推进齿轮箱用于将主机系统输出的动力传递至推进器螺旋桨轴上，从而带动推进器螺旋桨旋转，所述的推进器螺旋桨轴上安装有推进器螺旋桨轴刹车装置；该控制装置包括控制面板、控制单元、现场执行单元和状态检测模块。所述的控制面板上设置有接排按钮、脱排按钮、控制故障复位按钮、紧急停车按钮、齿轮箱接排/脱排状态指示灯、齿轮箱控制故障报警指示灯和蜂鸣器。所述的现场执行单元包含齿轮箱接排电磁阀和齿轮箱脱排电磁阀。所述的状态检测模块包括齿轮箱工作压力传感器、齿轮箱接排状态传感器和螺旋桨螺距状态传感器，当齿轮箱工作压力传感器动作时，产生“齿轮箱工作压力低状态信号”；当齿轮箱接排状态传感器动作时，产生“齿轮箱接排状态信号”。所述的控制单元分别与控制面板、现场执行单元、状态检测模块、主机系统、推进器螺旋桨轴刹车装置和推进器螺旋桨相连接。

参见图1，所述的控制单元包括信号检测模块、指令发送模块和逻辑处理模块；所述的逻辑处理模块分别与指令发送模块和信号检测模块相连接，所述的信号检测模块分别与控制面板、主机系统、状态检测模块、推进器螺旋桨轴刹车装置和推进器螺旋桨相连接，所述的指令发送模块分别与控制面板和现场执行单元相连接。

参见图1，所述的信号检测模块用于接收控制面板发送的“接排指令”、“脱排指令”、“控制故障复位指令”和“紧急停车指令”，用于接收主机系统发送的“主机运行状态信号”、“主机怠速信号”和“主机故障停车信号”，用于接收状态检测模块发送的“齿轮箱工作压力低状态信号”和“齿轮箱接排状态信号”，用于接收推进器螺旋桨发送的“零螺距信号”，用于接收推进器螺旋桨轴刹车装置发送的“推进器螺旋桨轴刹车装置状态信号”；同时，信号检测模块将上述状态信号发送至逻辑处理模块进行处理。

参见图1，所述的逻辑处理模块用于接收信号检测模块检测的操作指令及设备运行状态信号，并进行齿轮箱接排/脱排相关逻辑运算，然后将“齿轮箱接排电磁阀控制指令得电/失电”、“齿轮箱脱排电磁阀得电/失电控制指令”发送至指令发送模块；同时生成控制面板上的“齿轮箱接排/脱排控制状态指示灯控制指令”、“齿轮箱接排/脱排控制故障状态报警控制指令”及“蜂鸣器控制指令”并发送至指令发送模块。

参见图1，所述的指令发送模块用于接收逻辑处理模块生成的“齿轮箱接排电磁阀控制指令得电/失电”、“齿轮箱脱排电磁阀得电/失电控制指令”，并控制齿轮箱接排电磁阀得电/失电、齿轮箱脱排电磁阀得电/失电；同时，指令发送模块用于接收逻辑处理模块生成的“齿轮箱接排/脱排控制状态指示灯”，并控制控制面板上的齿轮箱接排/脱排状态指示灯熄灭与点亮；并且，指令发送模块用于接收逻辑处理模块生成的“齿轮箱接排/脱排控制故障状态报警控制指令”及“蜂鸣器控制指令”，然后控制控制面板上的齿轮箱接排/脱排控制故障状态报警指示灯熄灭与点亮及蜂鸣器鸣叫与否。

所述的现场执行单元和齿轮箱工作压力传感器、齿轮箱接排状态传感器分别设置在齿轮箱上。

二、实施例二

参见图2，一种船用推进齿轮箱接排脱排控制装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、判断齿轮箱接排/脱排状态：

A、接排状态：当信号检测模块检测到齿轮箱产生“齿轮箱接排状态信号”时，判断齿轮箱处于接排状态，此时控制面板上的齿轮箱接排/脱排状态指示灯保持为常亮状态。

B、脱排状态：当信号检测模块没有检测到齿轮箱产生“齿轮箱接排状态信号”时，判断齿轮箱处于脱排状态，此时控制面板上的齿轮箱接排/脱排状态指示灯保持为熄灭状态。

步骤二、发出齿轮箱接排/脱排操作指令：根据齿轮箱处于脱排状态或接排状态，发出相应的齿轮箱接排操作指令或齿轮箱脱排操作指令，

A、齿轮箱接排操作指令：当操作人员按下控制面板上的“接排按钮”时，控制面板发出“齿轮箱接排操作指令”。

B、齿轮箱接脱操作指令：当操作人员按下控制面板上的“脱排按钮”时，控制面板发出“齿轮箱脱排操作指令”。

步骤三，判断齿轮箱接排/脱排初始条件：

A、判断齿轮箱接排初始条件：逻辑处理模块实时接收来自信号检测模块所反馈的主机系统、推进器螺旋桨、齿轮箱及推进器螺旋桨轴刹车装置的状态信号，当信号检测模块检测到推进器螺旋桨处于“零螺距状态”、推进器螺旋桨轴刹车装置处于“松闸状态”、主机系统处于“运行状态”、且主机系统处于“怠速状态”、主机系统没有发出“主机故障停车请求信号”、齿轮箱处于“脱排状态”时，逻辑处理模块判断此时满足齿轮箱接排初始条件；此时齿轮箱状态检测模块没有发出“齿轮箱工作压力低状态信号”。

B、判断齿轮箱脱排初始条件：

当逻辑处理模块接收到信号检测模块所检测到的主机系统处于“运行状态”、且主机系统处于“怠速状态”、主机系统没有发出“主机故障停车请求信号”、齿轮箱处于“接排状态”时，逻辑处理模块判断此时满足齿轮箱脱排初始条件。

步骤四、生成齿轮箱接排/脱排控制指令：

A、生成齿轮箱接排控制指令：当逻辑处理模块判断齿轮箱接排初始条件满足时，则生成并发出“齿轮箱接排控制指令”；如齿轮箱接排初始条件不满足，则不生成齿轮箱接排控制指令。

B、生成齿轮箱脱排控制指令：当逻辑处理模块判断齿轮箱脱排初始条件满足时，则生成并发出“齿轮箱脱排控制指令”；如齿轮箱脱排初始条件不满足，则不生成齿轮箱脱排控制指令；

步骤五、生成齿轮箱接排电磁阀得电/失电控制指令、齿轮箱脱排电磁阀得电/失电控制指令：

A、生成齿轮箱接排电磁阀得电/失电控制指令：当逻辑处理模块发出“齿轮箱接排控制指令”时，控制齿轮箱接排电磁阀保持得电状态；若逻辑处理模块没有发出“齿轮箱接排控制指令”时，则控制齿轮箱接排电磁阀保持失电状态。

B、生成齿轮箱脱排电磁阀得电/失电控制指令：当逻辑处理模块发出“齿轮箱脱排控制指令”时，控制齿轮箱脱排电磁阀保持得电状态；若逻辑处理模块没有发出“齿轮箱脱排控制指令”，控制齿轮箱脱排电磁阀保持失电状态。

步骤六、齿轮箱接排/脱排：

A、齿轮箱接排：若在逻辑处理模块发出“齿轮箱接排控制指令”后的10秒时间内，齿轮箱处于“接排状态”，此时控制面板上的齿轮箱接排/脱排状态指示灯保持为常亮状态，齿轮箱接排成功；若齿轮箱没有处于“接排状态”，此时控制面板上的齿轮箱接排/脱排状态指示灯保持为闪烁状态。且在齿轮箱处于“接排状态”持续5秒时间后，逻辑处理模块不再发出“齿轮箱接排控制指令”。

B、齿轮箱脱排：若在逻辑处理模块发出“齿轮箱脱排控制指令”后的10秒时间内，齿轮箱处于“脱排状态”，此时控制面板上的齿轮箱接排/脱排状态指示灯保持为熄灭状态，则齿轮箱脱排成功；若齿轮箱没有处于“脱排状态”，此时控制面板上的齿轮箱接排/脱排状态指示灯保持为闪烁状态。且在齿轮箱处于“脱排状态”持续5秒时间后，逻辑处理模块不再发出“齿轮箱脱排控制指令”。

进一步的，所述的步骤四A中还包括下面的步骤A1：当逻辑处理模块生成并发出“齿轮箱接排控制指令”后，如逻辑处理模块判断产生“齿轮箱接排控制故障”、“齿轮箱脱排非正常状态脱排指令”时，逻辑处理模块不再发出“齿轮箱接排控制指令”。所述的步骤四B中还包括下面的步骤B1：当逻辑处理模块判断产生“齿轮箱脱排控制故障”后，逻辑处理模块发出报警，并不再发出“齿轮箱脱排控制指令”。

进一步的，还包括齿轮箱接排/脱排控制故障判断步骤：

A2、如系统发出“齿轮箱接排控制指令”后的10秒时间内，齿轮箱始终处于“脱排状态”，则判断出现“齿轮箱接排控制故障”；此时控制面板上的“齿轮箱控制故障报警指示灯”保持为常亮状态，同时控制面板上的“蜂鸣器”保持为鸣叫状态。B2、如系统发出“齿轮箱脱排控制指令”后的10秒时间内，齿轮箱仍然处于“接排状态”，则判断“齿轮箱脱排控制故障”；此时控制面板上的“齿轮箱控制故障报警指示灯”保持为常亮状态，同时控制面板上的“蜂鸣器”保持为鸣叫状态。

进一步的，还包括有复位步骤：

A3、当出现“齿轮箱脱排控制故障”后，按下控制面板上的“控制故障复位按钮”，则逻辑处理模块对“齿轮箱接排控制故障”进行复位，控制面板上的“齿轮箱控制故障报警指示灯”熄灭，“蜂鸣器”不再鸣叫。B3、当出现“齿轮箱脱排控制故障”后，按下控制面板上的“控制故障复位按钮”，则逻辑处理模块对“齿轮箱脱排控制故障”进行复位，控制面板上的“齿轮箱控制故障报警指示灯”熄灭，“蜂鸣器”不再鸣叫。

进一步的，还包括有“齿轮箱非正常状态脱排指令”步骤：

当操作人员按下控制面板上的主机紧急停车按钮时，或者在齿轮箱接排状态下、逻辑处理模块没有接收到信号检测模块反馈的“主机运行状态信号”时，或者齿轮箱接排状态下、没有检测到“主机故障停车信号”时，发出“齿轮箱脱排非正常状态脱排指令”。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本发明的保护范围。