[發明專利]一種絞吸挖泥船最大產量自動挖泥控制方法

有效

• 申請號: 201910184310.6
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109750701B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 顧明;丁樹友;楊正軍;羅剛;陳定;李智;于濤;劉東波;趙春峰;高峰
• 申請（專利權）人: 中交天津航道局有限公司
• 主分類號: E02F3/88
• 分類號: E02F3/88;E02F3/90;E02F5/28
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 鄭乘澄

本發明涉及一種絞吸挖泥船最大產量自動挖泥控制方法，屬于工程船舶自動化控制技術領域，該方法是在任一自動挖泥模式下，絞吸挖泥船疏浚控制系統依據工況條件，通過估計器計算得到管路輸送臨界流速，并聯合控制絞刀電機、橫移絞車、橋架絞車、鋼樁臺車和真空釋放閥等絞吸挖泥船疏浚機具來實現挖泥船按施工工藝自動挖掘作業，在保證管路流速大于臨界流速的前提下，盡可能的提高橫移速度，從而實現最大產量的自動挖泥。本發明對挖泥船實際生產過程起到了明顯的提升作用，能夠極大程度地減少疏浚作業人員的勞動量，減小不同操作人員間操作的差異，提高施工質量，保障設備安全，降低油耗。

技術領域

本發明屬于工程船舶自動化控制技術領域，特別是涉及一種絞吸挖泥船最大產量自動挖泥控制方法。

背景技術

對于挖泥船舶而言，集成控制系統一直都是絞吸挖泥船特別是大型絞吸船的核心所在。集成控制系統技術水平的高低也直接影響了絞吸挖泥船的生產效率，成為影響疏浚企業市場競爭力的關鍵因素之一。

上世紀90年代以后，隨著計算機和網絡技術的發展，挖泥船“全船集成監控系統”逐步得到應用。施工人員可通過遠程的工作站控制疏浚設備、監視疏浚過程。目前的集成監控水平主要停留在監測、報警、分析、輔助決策為主要代表的水平，挖泥施工操作還是需要由施工人員手動完成。疏浚作業人員的操作水平和熟練程度較大程度地影響挖泥船施工產量。這不僅對操作人員提出了較高的要求，而且保持高產量施工需要施工人員保持專注狀態、勞動強度大。若能建立絞吸挖泥船最大產量控制模型，使用該模型進行自動控制施工，便可使絞吸挖泥船實現最大產量的自動挖泥。

為解決以上問題，并提升挖泥船集成監控系統水平，進行了絞吸挖泥船自動挖泥控制系統研究，并提出了一種絞吸挖泥船最大產量的自動挖泥控制方法。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種絞吸挖泥船最大產量自動挖泥控制方法。

本發明是這樣實現的，一種絞吸挖泥船最大產量自動挖泥控制方法，該方法是在任一自動挖泥模式下，絞吸挖泥船疏浚控制系統依據工況條件，通過估計器計算得到管路輸送臨界流速，管路輸送臨界流速的計算公式為:

式中，V_t代表管路輸送臨界流速，C_vd代表管路平均濃度，α為根據實驗數據得到的計算系數，取值范圍在5.2-8.7之間；

并聯合控制絞刀、橫移絞車、橋架絞車、鋼樁臺車和真空釋放閥等絞吸挖泥船疏浚機具來實現挖泥船按施工工藝自動挖掘作業，在保證管路流速大于臨界流速的前提下，盡可能的提高橫移速度，從而實現最大產量的自動挖泥。

所述橫移速度由泥漿輸送流速控制器和橫移自動控制器聯合自動控制，且泥漿輸送流速控制器優先，當管路平均流速持續低于管路臨界流速時，自動降低橫移速度以降低挖掘濃度，確保最大挖掘產量下平穩輸送能力。

控制過程中需要的主要信號有：橫移速度、橫移拉力、絞刀轉速、絞刀扭矩、橋架深度、泵吸入真空、泵排出壓力、泥泵轉速、臺車行程、泥漿濃度、水深、橋架距邊線的距離和挖泥剖面等。各個信號通過對應安裝位置的傳感器采集。

還需要的控制狀態及設定的控制目標參數包括自動挖泥工作模式狀態、挖掘深度設定、切削厚度設定、橫移加/減速率設定、橫移速度設定、臺車步進距離設定、是否啟用同軌跡挖掘等。

本控制方法針對主要疏浚控制對象分別建立子控制器，主要包括：橫移自動控制器、絞刀轉速自動控制器器、橋架自動控制器、鋼樁臺車自動控制器、泥漿輸送流速控制器和真空釋放閥自動控制器。各子控制器之間通過共同涉及的控制參數相互影響。

各個子控制器采用應急控制優先級最高，手動控制次之，自動控制優先級最低，即任何時候系統只要收到應急控制指令或手動控制指令，則自動推出自動控制模式。

本發明具有的優點和積極效果是：