[發明專利]耙吸挖泥船全自動與手動疏浚系統及切換控制方法

有效

• 申請號: 201810180776.4
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108442436B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 繆袁泉;張晴波;丁琪;任蔓延;周振燕
• 申請（專利權）人: 中交疏浚技術裝備國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: E02F3/88
• 分類號: E02F3/88;E02F3/90;E02F5/28
• 代理公司: 上?？坡蓪＠硎聞账?特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

一種耙吸挖泥船全自動與手動疏浚系統及切換控制方法，包括船上既有的手動控制PLC、疏浚管路、疏浚閘閥、高壓水管路、高壓沖水蝶閥、液壓泵、封水泵、閘閥沖水泵，疏浚閘閥在疏浚管路上的布置以及高壓沖水閘閥在高壓水管路的設置為耙吸船已有技術，其特征在于,還包括主控PLC以及受主控PLC控制的疏浚管系閘閥自動控制子系統、自動泥泵控制子系統、高壓沖水控制子系統、自動低濃度排放控制子系統、耙臂絞車自動控制子系統、主動耙頭控制子系統、裝載吃水控制子系統，該全自動控制系統設計運行在主控PLC系統上，每個功能子系統通過控制本系統內執行機構運作來協同其它功能子系統從而在確保疏浚安全的前提下實現整個挖泥系統全自動工作過程。

技術領域

本發明屬于海洋疏浚工程技術領域。

背景技術

耙吸挖泥船系一種特別工程船，裝有耙頭、耙管、泥泵、泥艙、泥門、抽艙門、高壓沖水泵等特種裝置，在慢速航行中自水底耙吸泥沙裝艙，裝滿后快速航行至拋泥區卸泥或吹岸。傳統是由手動控制PLC控制上述設備進行手動施工作業。

手動挖泥或半自動挖泥：通過手柄或按鈕將操作指令發往手動控制PLC，再由手動控制PLC將命令發給各執行機構。在整個操作過程中由人工判斷，在適當的時候操作耙臂推出舷外，放至施工挖深，預置疏浚閘閥、沖水蝶閥，起動泥泵、封水泵、高壓沖水泵等一系列設備來進行挖泥。期間還要不停的觀察耙臂姿態，通過調整耙臂絞車收放來確保施工安全。通過調整泥泵、高壓沖水泵轉速來調節泥漿濃度，通過船舶吃水及裝艙量來判斷溢流及結束挖泥的時間點。以上過程為行業現有的操作流程及施工工藝。

耙吸挖泥船挖泥各個過程控制不同的對象。施工過程中船舶駕駛人員既要在繁忙的港口航道中控制船舶航行，又要發出疏浚指令，這使他們思維處于高度的壓力和緊張的狀態，此時就有可能導致發出錯誤的航行和疏浚指令，造成安全事故。疏浚作業是船舶航行和挖泥相結合的操作，而船舶駕控人員又是由多人分別操縱，所以船員間經常因不默契或其他原因誤解對方的施工思路，影響施工效率，嚴重時會造成船舶安全事故。

發明內容

本發明首次構建耙吸挖泥船全自動挖泥控制系統及實現方法，可以解決傳統施工手動操作中的上述問題，從而本發明可以實現耙吸挖泥船挖泥全自動控制“一人橋樓”技術，在并存原有傳統手工系統同時，本發明進一步給出在“人工-全自動”系統之間實現無縫切換技術。本發明可實現船舶挖泥施工自動化，可以保障挖泥設備安全，提升挖泥效率，減少人工成本和燃油消耗。

本發明需要保護的技術方案概括為：

一種耙吸挖泥船挖泥全自動控制系統，包括船上既有的手動控制PLC、疏浚管路、疏浚閘閥、高壓水管路、高壓沖水蝶閥、液壓泵、封水泵、閘閥沖水泵，疏浚閘閥在疏浚管路上的布置以及高壓沖水閘閥在高壓水管路的設置為耙吸船已有技術，其特征在于,還包括主控PLC以及受主控PLC控制的疏浚管系閘閥自動控制子系統、自動泥泵控制子系統、高壓沖水控制子系統、自動低濃度排放控制子系統、耙臂絞車自動控制子系統、主動耙頭控制子系統、裝載吃水控制子系統，該全自動控制系統設計運行在主控PLC系統上，每個功能子系統通過控制本系統內執行機構運作來協同其它功能子系統從而在確保疏浚安全的前提下實現整個挖泥系統全自動工作過程。

全自動挖泥調用關系如圖1所示。

所述疏浚管系閘閥控制子系統根據工況和流程自動打開關閉疏浚管路上18個疏浚閘閥，使對應的管路暢通。該子系統包括手動控制PLC、疏浚管系閘閥控制器(可簡稱為：ADSS)，通過手動控制PLC用于控制各類疏浚閘閥的打開、閉合，形成不同的模式組合。

所述疏浚管系閘閥控制器定義了11種自動預置模式，各個模式的控制算法為現有技術，如下：

X：在此模式下該閥門的狀態無關緊要，可不作考慮。

C：在此模式下在整個設定過程中，它是關閉的。