CN102167138A - 用于操作船舶滑道的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供了用于操作船舶滑道的方法和设备。一种用于在上端位置与下端位置之间操作由电动机驱动的船舶滑道的方法和设备，该设备包括装置(40)，用于当滑道(10)接近于该滑道的端位置时，减小至少一个电动机(30)的最大转矩，装置(40)用于仅当基于通过至少一个电动机(30)进行的旋转的次数或者表示旋转的次数的量、或者基于滑道的经过时间和速度确定的滑道(10)的位置在由预定限值限定的区域内时，允许减小至少一个电动机(30)的最大转矩。

Description

用于操作船舶滑道的方法和设备
技术领域
本发明涉及操作由电动机驱动的船舶滑道。
背景技术
诸如滚装式(滚上/滚下)货船或车辆渡船门滑道(gate ramp)的船舶滑道一般由液压系统驱动。然而，在液压系统所使用的液压油泄漏的情况下，液压系统的使用造成了对货物的污染或损坏的潜在风险。此外，液压系统可能需要连续运转，以保持该系统加压，这消耗了能量。因此，电气系统在船舶滑道驱动中变得越来越普及。通过一个或更多个电动机驱动船舶滑道的电气系统通常容易安装和在使用期间监控，并且还容易维护。另外，电气系统可以节省大量的能量。
当船舶滑道关闭并接近上端位置(关闭位置)时，可能需要减小电动机最大转矩，以确保滑道的平稳关闭。由于最大转矩减小，船舶滑道上的密封具有更长的寿命，并且对部件的机械应力更小。由于当滑道接近上端位置时所需的转矩较小，因而可以减小最大转矩。可以通过接近开关或传感器或者通过操作员命令并且通过控制电动机供电系统(例如，反相器)，来实现在上端位置附近的转矩减小，以限制电动机的最大转矩。
当船舶滑道打开并且接近下端位置(打开位置)时，期望使滑道处于拉紧状态或处于货舱位置(靠着海港码头)，而无需升高滑道。对其进行实现以使电动机的最大转矩水平减小，以保持滑道绞车绳索(winch wire)绷紧并承担一部分滑道负载，而无需升高滑道。可以通过接近开关或传感器或通过操作员命令并且通过控制电动机供电系统(例如，反相器)来再次实现在下端位置附近的转矩减小，以限制电动机的最大转矩。
关于在上述情况下转矩减小的问题在于，如果出于某些原因(例如接近开关的故障或人为失误)，当滑道处于错误位置(例如，在端位置之间)时执行转矩减小，则可能由于减小后的转矩水平而失去对滑道的控制，并且滑道可能不受控制地坠倒。特别地，在诸如滚装式船舶门滑道的较重滑道的情况下，这类事件可能对设备造成实质性的破坏并且还引起人身伤害。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种解决或至少减轻上述问题的方法及用于实现该方法的设备。本发明的该目的通过以独立权利要求中所述的为特征的方法、计算机程序产品和设备来实现。在从属权利要求中描述了本发明的优选实施例。
本发明基于以下构思：仅在基于通过至少一个电动机进行的旋转的次数或表示该旋转的次数的量、或者基于滑道的经过时间和速度所确定的滑道的位置在由预定限值限定的区域内时，允许减小驱动滑道的至少一个电动机的最大转矩。
本发明的优点在于，其防止电动机最大转矩减小，直到船舶滑道处于能够安全地减小转矩的适当位置处。这改善了滑道的操作安全性。
附图说明
以下，将参考附图、结合优选实施例更详细地描述本发明，其中：
图1示出根据实施例的设备的框图；以及
图2示出根据本发明的实施例的示图。
具体实施方式
图1示出根据实施例的设备的简化框图。附图仅示出理解本发明所需的部件。该实例示出船舶20的滑道10。该实例中的滑道10是经由绞车11通过一个或更多个电动机30驱动的。应该注意，电动机30还可以以不使用绞车的其他方式连接至滑道10。一个或更多个电动机30可以是任何类型的，诸如异步AC电动机，诸如电感电动机、同步AC电动机或DC电动机。此外，本发明的使用并不限于采用任何特定基频或任何特定电压电平的系统。在图1的实例中，电动机30是通过反相器60从DC电源70供电的电感电动机。反相器是例如用于控制电动机的装置。可以按照电动机30精确地实现例如期望速度或转矩指令的这种方式，通过反相器60可靠地实现对电动机30的控制。示例性设备还包括单独的控制单元40，其可以用于控制电动机30并操作滑道10。例如，控制单元40还可以是反相器60的一部分或某个其他单元。可以通过诸如键盘和显示单元的I/O(输入-输出)装置50以及可以以有线或无线方式连接至控制单元40的其他终端单元访问控制单元40。因此，系统的操作员可以通过I/O装置50操作滑道10。控制单元40可以包括适合的I/O装置来替代单独的I/O装置50，或者除了单独的I/O装置50外，控制单元40还可以包括适合的I/O装置。附图还示出接近传感器或接近(限制)开关41，其可以用于检测滑道10至滑道的端位置的接近度。可以有多于一个的接近传感器或接近开关41，并且它们可以用于检测滑道10至滑道的上端位置和/或滑道的下端位置的接近度。
图2是示出根据实施例的滑道10的操作的示图。在该附图中，位置A代表滑道的上端(关闭)位置，以及位置D代表滑道的下端(打开)位置，在下端位置，滑道可以靠着海港码头80。当滑道10关闭并接近上端位置A时，优选地减小电动机30的最大转矩，以确保对滑道10的平稳关闭，而不对滑道部件引起过度应力。可以通过接近开关或传感器41或者经由I/O装置50通过操作员命令、并且通过控制电动机供电系统(即，图1的实例中的反相器60)来实现在上端位置A附近的转矩减小，以限制电动机30的最大转矩。与从其检测滑道10的接近度的上端位置A的距离取决于滑道系统的特定构造。以对应方式，当船舶滑道正被打开并且接近下端位置D或处于下端位置D处时，滑道10优选地处于拉紧状态或处于货舱位置，而不用升高滑道。这是通过减小电动机30的最大转矩水平来实现的，以保持滑道10的绞车11绳索拉紧并且承受一部分滑道负载，而不用升高滑道。可以通过接近开关或传感器41或通过操作员命令、并且通过控制电动机供电系统(例如，反相器60)来再次实现在下端位置附近的转矩减小，以限制电动机30的最大转矩。
根据实施例，基于通过至少一个电动机30进行的旋转的次数或者表示旋转的次数的另一个量，在正将滑道向上端位置A或下端位置D驱动时，在操作滑道期间确定滑道10的位置。可以通过连接至电动机30的旋转编码器(未单独示出)来确定通过电动机30所进行的旋转的次数。例如，旋转编码器可以是增量编码器或绝对编码器。编码器通常连接至电动机30的轴，或者可以是电动机30的组成部分，但是还可以连接至电动机绞车组件的其他旋转部分。优选地，将来自旋转编码器的反馈信号传输至控制单元40或相应实体，其接着可以通过对旋转进行计数并将旋转的次数定标为滑道10的实际位置，基于该信号确定滑道10的实际位置。优选地，从滑道的参考位置开始确定滑道10的位置。滑道10的这种参考位置可以例如是滑道的上端位置A或下端位置D。例如，优选地，当滑道10处于参考位置时，使滑道位置复位，以补偿绞车绳索11的伸长。可替换地，可以基于滑道的经过时间和速度，在操作滑道期间确定滑道10的位置。例如，可以根据电动机30的旋转速度，通过在需要时使用适当定标来确定滑道10的速度，其中，电动机30的旋转速度是通过连接至电动机30的旋转编码器或转速计或者从反相器60获得的。优选地，将旋转速度信息传递至控制单元40或者相应实体，其接着可以基于速度和经过时间来确定滑道10的实际位置。优选地，例如，将所确定的滑道10的位置存储在控制单元40内的存储器中。这样，即使在操作期间出现电源故障的情况下，也总能知道滑道10的当前位置。
根据实施例，接着，仅当所确定的滑道的位置在由预定限值限定的区域内时，通过允许减小至少一个电动机30的最大转矩，来采用所确定的滑道10的位置。也就是说，仅当滑道10的位置在预定限值内时，允许响应于例如来自接近传感器或开关41的信号或操作者命令来减小电动机30的最大转矩。如果滑道10的位置不在预定限值内，则阻止减小电动机最大转矩。预定限值优选地限定上区域和/或下区域。可以进一步考虑滑道10的移动方向，以使仅当将滑道10向某一端位置(即，例如向上端位置A或向下端位置D)驱动时，可应用由预定限值限定的区域。例如，可能仅当关闭滑道10时需要在滑道的上端位置A附近的转矩减小，因此，可以仅在正在关闭滑道时，而不在正在打开滑道时，允许在滑道的上端位置附近的转矩减小。根据实施例，预定限值限定上区域，其仅在将滑道向上端位置驱动时适用，以及/或者预定限值限定下区域，其仅在将滑道向下端位置驱动时适用。也就是说，可以仅限定仅用于关闭或打开滑道10的操作的一个区域、或者限定两个区域，以使一个区域用于打开滑道的操作而第二个区域用于关闭滑道。如果需要，还可以根据滑道结构限定多于两个这样的区域。
图2示出这样的区域的实例。在附图中，位置A和B可以是限定上区域的预定限值。上区域可以仅在将滑道10向上端位置A驱动时适用。因此，当将滑道10向上端位置A驱动时，可以仅当所确定的滑道10的位置在位置A和位置B之间时，允许减小电动机最大转矩。以类似方式，位置C和D可以是限定下区域的预定限值。下区域可以仅在将滑道10向下端位置D驱动时适用。因此，当将滑道10向下端位置D驱动时，可以仅当所确定的滑道10的位置在位置C与D之间时，允许减小电动机最大转矩。还可以当所确定的滑道10的位置在位置A与B之间以及/或者在位置C与D之间时，允许减小电动机最大转矩，而不管滑道的移动方向。
根据实施例，上区域是通过上端位置A和与上端位置的预定距离(对应于图2中的位置B)来限制的。在两个位置A与B之间的上区域的尺寸取决于所谈及的滑道组件的特定结构。因此，本发明不限于任何特定尺寸。以类似的方式，根据实施例，下区域是由下端位置D和与下端位置的预定距离(对应于图2中的位置C)限定的。此外，在两个位置C与D之间的下区域的尺寸取决于所谈及的滑道组件的特定结构。因此，本发明并不限于任何特定尺寸。优选地，能够通过系统的操作员经由例如I/O装置50来重新配置上和/或下区域。例如，下端位置D可以根据船的位移和海港码头水平面的高度来变化。因此，需要根据该情况来重新配置例如下区域C-D的限值。
可以将实现根据上述实施例中的任一个的控制功能的设备、或者其组合实现为一个单元或者可以配置为实现各种实施例的功能的两个或多个独立单元。此处，术语“单元”一般是指物理或逻辑实体，诸如物理装置或其一部分或软件例程。例如，诸如控制单元40的这些单元中的一个或多个可以存在于电驱动器或诸如反相器60的电驱动器部件中。
可以通过提供有例如适当软件的一个或多个计算机或对应的数字信号处理(DSP)设备至少部分地实现根据任何一个实施例的诸如控制单元40的设备。这样的计算机或数字信号处理设备优选地至少包括提供用于算术操作的存储区域的工作存储器(RAM)和诸如通用数字信号处理器的中央处理单元(CPU)。CPU可以包括一组寄存器、算术逻辑单元和CPU控制单元。通过从RAM传送至CPU的程序指令的序列来控制CPU控制单元。CPU控制单元可以包含用于基本操作的多个微指令。微指令的实现可以根据CPU设计而改变。可以通过编程语言(其可以是诸如C、Java等的高级编程语言、或者诸如机器语言或低级编程语言、或者汇编程序)来对程序指令进行编码。计算机还可以具有操作系统，其可以向用程序指令写成的计算机程序提供系统服务。实现本发明的计算机或其他设备、或者其一部分还可以包括适当的用于接收例如测量和/或控制数据的输入装置、以及用于输出例如控制数据的输出装置。还可以使用一个或多个专用集成电路、或者离散电气部件以及用于实现根据任意一个实施例的功能的装置。
可以在现有系统元件(诸如电驱动器或其部件，其部件诸如反相器或者变频器、或者类似装置)中实现根据任意一个实施例或者其任何组合的本发明，或者通过以集中或分布式方式使用独立的专用元件或装置来实现。诸如反相器或变频器的用于电驱动器的现有装置通常包括可以用在根据本发明的实施例的功能中的处理器和存储器。因此，可以作为软件例程来进行在例如现有装置中实现本发明实施例所需的所有变更和配置，其可以实现为添加或更新的软件例程。如果本发明的功能是通过软件来实现的，则可以提供这类软件来作为包括计算机程序代码的计算机程序产品，其在计算机上运行时使计算机或对应设备执行如上所述根据本发明的功能。可以在诸如适当的存储器(例如，闪存或盘式存储器)的计算机可读介质上存储或一般地实施这样的计算机程序代码，其中，可将计算机程序代码从计算机可读介质加载到执行程序代码的一个或多个单元。另外，可以将实现本发明的这样的计算机程序代码经由例如适合的数据网络加载到运行计算机程序代码的一个或多个单元，并且其可以替代或更新可能存在的计算机代码。
本领域的技术人员显而易见的是，随着技术进步，可以以多种方式实现本发明的基本思想。因此，本发明及其实施例并不限于上述实例，但可以在权利要求的范围内变化。

Claims (16)

1.一种用于在上端位置与下端位置之间操作船舶滑道的方法，所述方法包括：
通过至少一个电动机(30)将所述滑道(10)向所述上端位置或所述下端位置驱动；以及
当所述滑道(10)接近于所述滑道的端位置时，减小所述至少一个电动机(30)的最大转矩，其特征在于，所述方法包括：
仅当所述滑道(10)的位置在由预定限值限定的区域内时，允许减小所述至少一个电动机(30)的最大转矩，所述滑道(10)位置是基于所述至少一个电动机(30)所进行的旋转的次数或者表示所述旋转的次数的量、或者基于所述滑道(10)的经过时间和速度来确定的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述滑道(10)的参考位置开始确定所述滑道(10)的位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述滑道(10)的参考位置是所述滑道的上端位置(A)或下端位置(D)。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述预定限值限定上区域和/或下区域。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述上区域仅在将所述滑道(10)向所述上端位置(A)驱动时适用以及/或者所述下区域仅在将所述滑道向所述下端位置(D)驱动时适用。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述上区域是由所述上端位置(A)和与所述上端位置的预定距离限制的以及/或者所述下区域是由下端位置(D)和与所述下端位置的预定距离限制的。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，利用来自操作员的信号或通过接近传感器或接近开关(41)检测所述滑道(10)至所述滑道的端位置的接近度。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，通过连接至所述至少一个电动机的旋转编码器确定所述至少一个电动机(30)所进行的所述旋转的次数。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述旋转编码器是增量编码器或绝对编码器。
10.一种包括计算机程序代码的计算机程序产品，其中，在计算机中执行所述程序代码使所述计算机执行根据权利要求1至8中的任一项所述的方法的步骤。
11.一种用于在上端位置与下端位置之间操作由电动机驱动的船舶滑道的设备，所述设备包括：
装置(40)，用于当所述滑道(10)接近于所述滑道的端位置时，减小至少一个电动机(30)的最大转矩，其特征在于，所述设备包括：
装置(40)用于仅当所述滑道(10)的位置在由预定限值限定的区域内时，允许减小所述至少一个电动机(30)的最大转矩，所述滑道的位置是基于所述至少一个电动机(30)所进行的旋转的次数或者表示所述旋转的次数的量、或者基于所述滑道的经过时间和速度确定的。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述预定限值限定上区域和/或下区域。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述上区域是由所述上端位置(A)和与所述上端位置的预定距离限制的以及/或者所述下区域是由所述下端位置(D)和与所述下端位置的预定距离限制的。
14.根据权利要求11至13中的任一项所述的设备，其特征在于，用于减小最大转矩的装置(40)被配置为响应于来自操作员或者来自接近传感器或接近开关(41)的信号来检测所述滑道至所述滑道的端位置的接近度。
15.根据权利要求11至14中的任一项所述的设备，其特征在于，用于确定所述滑道(10)的位置的装置(40)被配置为通过连接至所述至少一个电动机(30)的旋转编码器来确定所述至少一个电动机所进行的所述旋转的次数。
16.根据权利要用15所述的设备，其特征在于，所述旋转编码器是增量编码器或绝对编码器。
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