[发明专利]耙吸挖泥船疏浚耙管全自动控制方法

说明书

一种耙吸挖泥船疏浚耙管全自动控制方法，其特征在于，包括安全控制、耙管绞车全自动控制和主动耙头全自动控制，所述安全控制贯穿于耙管绞车全自动控制和主动耙头全自动控制始终，从而在确保疏浚耙管安全的前提下实现作业设备的协同控制，达到疏浚作业状态最优。

技术领域

本发明属于海洋疏浚工程技术领域，具体为耙吸挖泥船疏浚耙管全自动控制技术。

背景技术

耙吸挖泥船系一种特别工程船，装有耙头(及绞车)、耙管(及绞车)、泥泵和泥舱等特种装置，在航行中自水底耙头吸泥沙，通过耙管和管道装舱，装满后快速航行至抛泥区卸泥或吹岸。耙吸船是挖泥船家族中的一种，适应能力强、技术含量高、单船造价高。国内的大型耙吸挖泥船均装备了复杂的疏浚耙管控制系统，但大多仅将系统的控制功能集成在SCADA操作平台上，所有与疏浚有关的信息和控制仍需要人工判断并操作，尚未实现疏浚耙管全自动控制功能。

在传统的手工操作施工过程中尤其是河床不平整或边坡施工区域，操作人员既要操作耙管绞车保证耙管安全，又要操作波浪补偿器使其的合适的高度，同时又要操作耙头使其保持合适的姿态，往往疲于应付，造成施工效率低下。耙吸挖泥船单船挖泥时间在2-3个小时，高度紧张的操作也使操耙人员极度疲劳，操作频次和精准度下降，既不利于耙管安全也严重影响疏浚效率。

发明内容

本发明首次提出疏浚耙管全自动控制技术，可以解决传统施工手动操作中的上述问题。本发明可以实现耙吸挖泥船疏浚耙管的全自动控制，实现船舶施工自动化，可以减少人力成本，保障施工安全，提升施工效率。

本发明需要保护的技术方案：

概括为：

一种耙吸挖泥船疏浚耙管全自动控制方法，其特征在于，包括安全控制、耙管绞车全自动控制和主动耙头全自动控制，所述安全控制贯穿于耙管绞车全自动控制和主动耙头全自动控制始终，从而在确保疏浚耙管安全的前提下实现作业设备的协同控制，达到疏浚作业状态最优。

进一步给出实现的技术方案：

首先,耙管绞车全自动控制用于实现将耙头下放到目标深度。具体为：

耙管绞车全自动控制包括弯管绞车控制、耙中绞车控制、耙头绞车控制，所述弯管绞车控制用于检测并确保弯管下放至吸口位置，为后续耙中绞车、耙头绞车的控制提供基准深度；所述耙中绞车控制用于控制耙中绞车跟随耙头绞车动作，控制目标是保持耙臂姿态始终处于一条直线；所述耙头绞车控制用于控制耙头下放到目标深度，包括对波浪补偿器控制和定深控制，使船舶在设定挖深及波浪补偿器设定补偿范围内施工。

当上述耙管绞车全自动控制完成耙头放置于目标深度时，主动耙头在地底作业时通过对耙唇角度的自动控制，其功能是在保证主动耙头安全下使耙唇保持贴地。具体为：

在全自动挖泥控制过程中，通过设置动作持续时间T1、动作间隔时间T2、自动进给压力P1、蓄能器恒张力压力P2和角度死区β的四个控制参数，控制油缸收放用于调整耙唇使其始终保持贴地。当耙头阻力增大，耙唇油缸压力超过蓄能器设定值P2时，液压系统将被动收回油缸而将耙唇抬起。耙头自动控制不断检测油缸行程，当角度变化超越了角度死区β，在设定的时间间隔T2内，耙头自动控制通过控制油缸以压力P1推出，每次油缸动作持续时间为T1,直至耙唇角度回到初始设定值，若在T2时间间隔内，耙唇角度无法回到初始设定值，通过液压泵收缩耙唇处于最大角度。

本发明实现了耙吸挖泥船疏浚耙管全自动控制，提高疏浚效率和安全性，减少施工成本。

附图说明

图1为耙头横向移动区间俯视图

图2为本发明耙管全自动控制技术逻辑关系图。

图3为图2中耙中绞车控制流程图(实施例方案)