详情

原文传递一种绞吸挖泥船目标产量自动挖泥控制方法

专利名称：	一种绞吸挖泥船目标产量自动挖泥控制方法
摘要：	本发明涉及一种绞吸挖泥船目标产量自动挖泥控制方法，属于工程船舶自动化控制技术领域，是指在一定的施工工况及任一自动挖泥模式下，以获得目标产量为目标，设定水下泵真空或真空预报密度，横移控制器依据设定的水下泵真空或真空预报密度自动控制横移速度，同时联合控制绞刀、横移绞车、桥架绞车、钢桩台车和真空释放阀等来实现挖泥船按施工工艺次序自动挖泥疏浚作业，使疏浚产量稳定在目标产量附近，从而实现高效且产量稳定的绞吸挖泥船自动疏浚作业。本发明通过横移控制器依据设定的水下泵真空或真空预报泥浆密度自动控制横移速度，使得疏浚产量能够稳定在目标产量附近，实现了根据目标产量进行自动挖泥控制，提高施工质量，降低油耗。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	天津;12
申请人：	中交天津航道局有限公司
发明人：	顾明;李鹏超;丁树友;罗刚;杨正军;陈定;赵春峰;李智;孙俊;于涛
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-12T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910184671.0
公开号：	CN109750707A
代理机构：	天津市鼎和专利商标代理有限公司
代理人：	郑乘澄
分类号：	E02F3/88(2006.01);E;E02;E02F;E02F3
申请人地址：	300042 天津市河西区台儿庄路41号
主权项：	1.一种绞吸挖泥船目标产量自动挖泥控制方法，其特征在于，在一定的施工工况及任一自动挖泥模式下，以获得目标产量为目标，由产量推算出浓度,再由浓度推算出密度，设定水下泵真空或真空预报密度，横移控制器依据设定的水下泵真空或真空预报密度自动控制横移速度，同时联合控制绞刀、横移绞车、桥架绞车、钢桩台车和真空释放阀等绞吸挖泥船疏浚机具来实现挖泥船按施工工艺次序自动挖泥疏浚作业，使疏浚产量稳定在目标产量附近，从而实现高效且产量稳定的绞吸挖泥船自动疏浚作业；其中，产量计算公式：式中：流速为手动挖泥时，系统记录的管路泥浆流速的历史数据取平均值，以该值作为工作流速进行计算；浓度计算公式： 2.根据权利要求1所述的一种绞吸挖泥船目标产量自动挖泥控制方法，其特征在于，所述真空预报密度：计算机采集一段时间的施工数据后，根据吸入真空传感器、密度计管路位置计算出吸入真空与密度的对应关系，并形成10组对应表格，SCADA根据当前的吸入真空实时查表，直线内插法计算出对应的密度，并实时写入PLC中显示。 3.根据权利要求1所述的一种绞吸挖泥船目标产量自动挖泥控制方法，其特征在于，当水下泵真空或真空预报密度高于设定值时自动降低横移速度，反之增加横移速度，确保疏浚产量稳定在目标产量附近。 4.根据权利要求1所述的一种绞吸挖泥船目标产量自动挖泥控制方法，其特征在于，本控制方法适用于以下3种自动挖泥作业模式： 1)单层多进尺自动挖泥作业模式为：在每个钢桩台车行程内，桥架绞刀自动下放到设定挖掘深度，横移绞车自动向左或向右摆动接近挖掘边线时减速且到边线后，钢桩台车自动按设定值步进，桥架绞刀下放深度保持不变，横移绞车自动回摆再进行反向疏浚，直至该层挖泥结束，横移绞车自动回中心线停止； 2)多层多进尺自动挖泥作业模式为：在每个钢桩台车行程内，桥架绞刀自动下放到设定挖掘深度，横移绞车自动向左或向右摆动接近挖掘边线时减速且到边线后，桥架绞刀按设定下放步进值下放到下一挖掘深度，钢桩台车步进保持不变，横移绞车自动回摆再进行反向疏浚，直至绞刀切削完这一疏浚剖面后，桥架自动起升到初始泥面位置，然后钢桩台车自动按设定值步进，自动开始下一个疏浚剖面疏浚作业，重复以上过程，直至该钢桩台车行程挖泥结束，横移绞车自动回中心线停止； 3)多进尺多层自动挖泥作业模式为：在每个钢桩台车行程内，桥架绞刀自动下放到设定挖掘深度，横移自动向左或向右摆动接近挖掘边线时减速且到边线后，钢桩台车自动按设定值步进，桥架绞刀下放深度保持不变，横移绞车自动回摆再进行反向疏浚，直至该层挖泥结束，钢桩台车收回到零位，桥架绞刀按设定下放步进值自动下放，自动开始下一层疏浚作业，重复以上过程，直至该钢桩台车行程挖泥结束，横移绞车自动回中心线停止。 5.根据权利要求1所述的一种绞吸挖泥船目标产量自动挖泥控制方法，其特征在于，控制过程中需要的主要信号有：横移速度、横移拉力、绞刀转速、绞刀扭矩、桥架深度、泵吸入真空、泵排出压力、泥泵转速、台车行程、泥浆浓度、水深、桥架距边线的距离和挖泥剖面；各个信号通过对应安装位置的传感器采集。 6.根据权利要求1所述的一种绞吸挖泥船目标产量自动挖泥控制方法，其特征在于，本控制方法还需要一定的控制状态及参数设定包括自动挖泥工作模式状态、挖掘深度设定、切削厚度设定、横移加/减速率设定、横移速度设定、台车步进距离设定、是否启用同轨迹挖掘。 7.根据权利要求1所述的一种绞吸挖泥船目标产量自动挖泥控制方法，其特征在于，本控制方法针对主要疏浚控制对象分别建立子控制器，主要包括：横移自动控制器、绞刀转速自动控制器器、桥架自动控制器、钢桩台车自动控制器、泥浆输送流速控制器和真空释放阀自动控制器；各子控制器之间通过共同涉及的控制参数相互影响。 8.根据权利要求7所述的一种绞吸挖泥船目标产量自动挖泥控制方法，其特征在于，各个子控制器采用应急控制优先级最高，手动控制次之，自动控制优先级最低，即任何时候系统只要收到应急控制指令或手动控制指令，则自动退出自动控制模式。
所属类别：	发明专利