[发明专利]一种绞吸挖泥船多层多进尺自动挖泥控制方法

说明书

本发明涉及一种绞吸挖泥船多层多进尺自动挖泥控制方法，属于工程船舶自动化控制技术领域，该方法首先根据一定工况，设定控制目标参数，在多层多进尺自动挖泥作业模式下通过联合控制绞刀、横移绞车、桥架绞车、钢桩台车和真空释放阀、水下泵、舱内泵等来实现挖泥船按施工工艺自动挖掘作业，从而实现目标参数自动、目标产量自动、最大产量自动和经济产量自动的挖泥疏浚；本发明适于疏浚土质种类相似，分层不明显，不易塌方等情况，能够提高施工区域疏浚挖泥精度，减少移船次数等；能够极大程度地减少疏浚作业人员的劳动量，减小不同操作人员间操作的差异，提高施工质量，保障设备安全，降低油耗。

技术领域

本发明属于工程船舶自动化控制技术领域，特别是涉及一种绞吸挖泥船多层多进尺自动挖泥控制方法。

背景技术

绞吸挖泥船挖泥操作员通过手动操作疏浚操作台可远程控制船舶施工，通过重复正反向绞刀横移定深切削及台车步进等一系列动作，完成规定区域的疏浚工作。但在不同挖掘工况下，存在因挖泥操作人员的操作水平和熟练度参差不齐，导致施工区域边坡挖掘的精度与质量差异较大以及施工效率差异较大的问题，主要原因表现在控制横移拉力、横移速度、绞刀转速、真空释放阀开度、横移至边线的加减速率等不及时不精确以及联动控制较差。因此，实现挖泥船自动挖泥控制以及疏浚挖泥方式和功能的多样性变得越来越重要。

同时，当在施工区域满足不同挖掘深度下，土质分层不明显、不易塌方等条件时，若仍采用单层挖掘模式，会导致移船次数大大提高，而且挖掘精度和质量相对较差。为解决以上问题，发明绞吸挖泥船基于多层多进尺的自动挖泥控制方法具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种绞吸挖泥船多层多进尺自动挖泥控制方法。

本发明是这样实现的，一种绞吸挖泥船多层多进尺自动挖泥控制方法，该方法首先根据一定工况，设定控制目标参数，在多层多进尺自动挖泥作业模式下通过联合控制绞刀、横移绞车、桥架绞车、钢桩台车和真空释放阀、水下泵、舱内泵等来实现挖泥船按施工工艺自动挖掘作业，从而实现目标参数自动、目标产量自动、最大产量自动和经济产量自动的挖泥疏浚。

所述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。

本控制方法的主要疏浚控制对象包括横移绞车、桥架绞车、回转绞车、三缆绞车、绞刀、钢桩台车、真空释放阀、水下泵、舱内泵、封水泵等绞吸挖泥船疏浚机具。

控制过程中需要的主要信号有：横移速度、横移拉力、横移角度、桥架角度、绞车启停状态和转速、台车行程、台车步进、绞刀转速、绞刀功率、绞刀扭矩、耳轴吃水、水下泵吸入真空、水下泵/舱内泵转速和排出压力、水下泵/舱内泵吸入端封水压力和流速、水下泵/舱内泵轴端封水压力和流速、泥浆浓度、水深、桥架距边线距离和挖泥剖面等。各个信号通过对应安装位置的传感器采集。

还需要的控制状态及设定的控制目标参数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、水下泵真空设定、舱内泵真空设定、泥浆密度设定、泥浆流速设定、横移速度设定、台车步进距离设定、台车自动进退关设定、绞刀距边线距离设定、是否启用同轨迹挖掘等。

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、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。

横移自动控制器，通过实时计算绞刀偏移距离，当桥架绞刀摆动到边线时，自动控制横移绞车停止且自动回摆。