CN102303693A - 一种控制浮船坞下水过程中船舶平稳移动的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及造船技术领域，特别是指一种控制浮船坞下水过程中船舶平稳移动的方法。具体为在下水船舶首部下方的滑板侧面，安装一个检测滑板与滑道边缘距离变化的位移传感器，通过该距离的变化情况,反映下水过程中船舶左右两舷滑板同步运行的状况。该位移传感器的输出信号连接到可编程控制器，经过可编程控制器内部设定的逻辑运算，输出运行频率指令到拉移左右两舷滑板的拉移绞车的控制变频器，通过两台拉移绞车间运行频率的微调，进而调整两台拉移绞车之间的同步，保证下水过程中船舶下方两块滑板同步运行，从而使得在浮船坞下水过程中船舶平稳移动。本发明的优点在于：结构简单、安装方便、实用性较强。

Description

一种控制浮船坞下水过程中船舶平稳移动的方法

技术领域

 本发明涉及造船技术领域，特别是指一种控制浮船坞下水过程中船舶平稳移动的方法。

背景技术

浮船坞下水系指以浮船坞为载体,将在陆地上建造的船舶移动到水中的整个过程。当船舶具备主体完成，水线下工程之轴舵系、外板油漆等项目结束以后，船舶具备下水条件，此时如图1所示，将两条箱型梁滑板3拉放到船台6上固定安装的滑道2内。箱型梁滑板3上方布置钢墩，钢墩上方与船舶1底部之间再嵌入木块。下水前将原有支撑船舶1重量的钢墩去除，此时整个船舶1的全部重量便通过木块、钢墩和箱型梁滑板3，最终落到滑道2上。滑道2与箱型梁滑板3之间涂有滑油，用以减小船舶1在下水过程中的摩擦力。按照船舶1下水移动的方向，左右两舷下方分别设置两条箱型梁滑板3，各自由固定安装在船台6两侧的拉移绞车5通过滑轮组4拉动。其中定滑轮组41固定在浮船坞7的坞首，动滑轮组42与箱型梁滑板3之间使用卸扣相连。两条箱型梁滑板3之间没有固定的刚性连接。两台拉移绞车5为摩擦式绞车，即拉移绞车5由摩擦绞车51和储绳器52两部分组成，摩擦绞车51依靠摩擦力工作，储绳器52负责将拉移回来的钢丝绳53收拢，同时为摩擦绞车51提供摩擦力。理想状况下，两台拉移绞车5转速相同，两条箱型梁滑板3在滑道2上移动的速度相同，下水船舶1可以平稳的移动到浮船坞7上，此时再将下水所用的钢丝绳53和滑轮组4移走，浮船坞7承载船舶1离开船台6到达深水区域下沉，船舶1浮起，下水过程结束。

但是在实际操作过程中由于浮船坞7会受到水流、波浪、潮汐、负载等多方面因素的影响，所以浮船坞7上所安装的滑道2不可能与船台6上的滑道2完全处于同一水平状态，因此造成了两条下水滑道2与箱型梁滑板3之间的摩擦力不同（在实际应用中，左右两台拉移绞车5之间的拉力可以相差一倍或者更大），这种拉力差将直接导致两条箱型梁滑板3在滑道2上移动的速度不同。由于两条箱型梁滑板3之间没有固定的刚性连接，主要是靠钢墩上方与船底板之间的木块产生的摩擦力来连接，这样，一旦两条箱型梁滑板3之间如果发生位移，造成的后果就是木块在剪切力作用下爆裂或着船底板在剪切力作用下变形，所以保持两条箱型梁滑板3在拉移过程中的同步运行对于浮船坞下水至关重要。

为了实现下水拉移过程中两条箱型梁滑板之间运行的同步，本发明者最初采用的方法为目前船厂普遍采用的龙门吊的钢腿和揉腿之间的同步方式，即在两台摩擦绞车主电机的输出轴上安装编码器，通过控制两台拉移绞车的驱动电机所旋转的转数来控制实际滑板之间的移动速度，但在实际运行中，由于摩擦绞车是靠摩擦力工作，如果摩擦力不够将会出现拉移钢丝绳在摩擦绞车的转鼓上打滑的现象，也就是说摩擦绞车所运转的圈数不一定与滑板的拉移距离成正比，因而这种同步控制方法在此种运行条件下不可行；后来考虑在船首固定位置，左右分别安装两个激光距离传感器，通过直接检测两条箱型梁滑板的移动距离，来控制两条滑板之间的同步，但这种方法一次投入成本较高，而且在长距离的情况下，激光传感器之间的累积的测量误差也较大，同步控制效果不好；还有一种同步控制方法是在两条滑板上分别设置标尺和光电继电器，直接检测两条箱型梁滑板之间的相对位移，但在实际使用中，两条箱型梁滑板之间会有钢墩等物体阻隔，直接的光线检测会频繁的受到干扰，实际使用效果不一定会很好。综上所述，现有的几种同步技术针对使用滑道水平拉移的浮船坞下水来说，存在明显不足。

发明内容                          

本发明能够有效的克服现有几种方法中的技术不足，提供一种在浮船坞下水过程中，结构简单、安装方便、实用性较强的控制船舶左右两舷下方滑板同步移动的方法。

本发明包括下列步骤：

①在下水船舶首部下方的箱型梁滑板侧面，安装一个检测箱型梁滑板与滑道边缘距离变化的位移传感器；

③将该位移传感器的输出模拟量信号连接到可编程控制器；

④经过可编程控制器内部设定的逻辑运算，输出运行频率指令到拉移左右两舷箱型梁滑板的拉移绞车的控制变频器；

⑤通过两台拉移绞车之间运行频率的微调，进而调整两台拉移绞车之间的同步，保证下水过程中船舶下方两块箱型梁滑板同步运行，进而实现下水船舶的平稳移动。

相似三角形原理为，在浮船坞下水过程中，船舶左右两舷下方的两条箱型梁滑板可以近似的理解为矩形两条长边，而矩形的两条短边可以理解为船舶本身在箱型梁滑板之间的部分。当两条箱型梁滑板在下水过程中出现移动速度不同时，会出现如图中虚线所示的效果（假设右舷箱型梁滑板移动速度快于左舷），此时矩形长边及矩形短边相对于初始位置所产生的改变角度是相同的。这里以5度为例，根据相似三角形的定义，船舶首部下方一侧箱型梁滑板的同步偏差变化为a，按比例放大反映了下水过程中船舶左右两舷滑板同步运行的状况A，现以箱型梁滑板全长180米，箱型梁滑板间距离为12米为例，每当两条箱型梁滑板前进出现同步偏差a为1毫米时，则船首下方一侧箱型梁滑板与滑道边缘挡板之间的距离变化A将达到15毫米。因此通过监测距离A的变化情况可以非常完好的反映出两条移动着的箱型梁滑板之间移动的同步状况。

根据上述原理，在船舶首部下方一侧箱型滑道梁的顶端，安装一个检测滑板与滑道边缘挡板距离变化的超声波位移传感器；将超声波位移传感器所输出的模拟量信号连接到可编程控制器；经过可编程控制器内部设定的逻辑运算，输出运行频率指令到拉移左右两舷滑板的拉移绞车的控制变频器；通过两台拉移绞车之间运行频率的微调，进而调整两台拉移绞车之间的同步，保证下水过程中船舶下方两块滑板同步运行，进而实现浮船坞下水过程中船舶的平稳移动。

本发明的有益效果是：结构简单、安装方便、投入成本较低、实用性强，即使检测原件出现检测误差也能较好的实现同步平稳控制。

附图说明

图1为现有技术之浮船坞下水方法示意图；

图2为本发明实现原理示意图；

图3为位移传感器的安装示意图；

图4为本发明的可编程控制器部分工作流程图。

具体实施步骤

下面结合附图2至4，以及类似附图1所示的通过在滑道上水平拉移滑板实现的浮船坞下水过程，对本发明的优选实施例作进一步说明，包括下列步骤：

①在下水船舶1首部下方的箱型梁滑板3侧面，安装一个检测箱型梁滑板3与滑道2边缘距离变化的超声波型位移传感器8，如图3所示；

②通过导线将该超声波位移传感器8的输出模拟量信号连接到可编程控制器；

通常情况下该模拟量信号为4～20mA或0～10V；在可编程控制器内部，通过程序将此模拟量转换为距离值；船舶1下水前，应当通过调整超声波位移传感器8的安装位置或通过调整可编程控制器内部存储器的参数对程序进行初始化；

③经过可编程控制器内部设定的逻辑运算，输出运行频率指令到拉移左右两舷箱型梁滑板3的拉移绞车5的控制变频器；

④通过两台拉移绞车5之间运行频率的微调，进而调整两台拉移绞车5之间的同步，保证下水过程中船舶1下方两块箱型梁滑板3同步运行，进而实现下水船舶1的平稳移动。

参照图4所示（假定超声波位移传感器8安装在左侧滑板上）：当检测到的距离值大于设定值时，证明左侧箱型梁滑板3滞后，此时控制左侧拉移绞车5的变频器加速；当检测到的距离值小于设定值市，证明右侧箱型梁滑板3滞后，此时控制右侧拉移绞车5的变频器加速；当检测到的距离在初始值变化允许的范围内时，证明左右两侧的箱型梁滑板3基本同步，两台拉移绞车5按照原有频率继续运行。

其中相似三角形原理如图2所示，在浮船坞7下水过程中，船舶1左右两舷下方的两条箱型梁滑板3可以近似的理解为矩形两条长边，而矩形的两条短边可以理解为船舶本身在箱型梁滑板3之间的部分。当两条箱型梁滑板3在下水过程中出现移动速度不同时，会出现如图中虚线所示的效果（假设右舷箱型梁滑板3移动速度快于左舷），此时矩形长边及矩形短边相对于初始位置所产生的改变角度是相同的。这里以5度为例，根据相似三角形的定义，船舶1首部下方箱型梁滑板3的同步偏差为a，按比例放大反映了下水过程中船舶左右两舷箱型梁滑板3与滑道2边缘挡板之间的距离变化A，现以箱型梁滑板3全长180米，距离12米为例，每当两条箱型梁滑板3前进出现同步偏差a为1毫米时，则船首下方一侧箱型梁滑板3与滑道2边缘挡板之间的距离变化A将达到15毫米。因此通过监测距离A的变化情况可以非常完好的反映出两条移动着的箱型梁滑板3之间移动的同步状况。

根据上述原理，在船舶1首部下方一侧箱型梁滑板3的顶端，安装一个检测箱型梁滑板3与滑道2边缘挡板距离变化的超声波位移传感器8；将超声波位移传感器8所输出的模拟量信号连接到可编程控制器；经过可编程控制器内部设定的逻辑运算，输出运行频率指令到拉移左右两舷箱型梁滑板3的拉移绞车5的控制变频器；通过两台拉移绞车5之间运行频率的微调，进而调整两台拉移绞车5之间的同步，保证下水过程中船舶1下方两块箱型梁滑板5同步运行，进而实现浮船坞7下水过程中船舶1的平稳移动。

本发明通过上述步骤可达到良好的同步控制，有效的避免船舶1下水过程中所产生的木块破裂，船底板变形等不良现象，而且结构简单、安装方便、投入成本较低、实用性强。

Claims (1)

1.一种控制浮船坞下水过程中船舶平稳移动的方法，其特征在于包括下列步骤：

①在下水船舶首部下方的箱型梁滑板侧面，安装一个检测箱型梁滑板与滑道边缘距离变化的位移传感器；

②将该位移传感器的输出模拟量信号连接到可编程控制器；

③经过可编程控制器内部设定的逻辑运算，输出运行频率指令到拉移左右两舷箱型梁滑板的拉移绞车的控制变频器；

④通过两台拉移绞车之间运行频率的微调，进而调整两台拉移绞车之间的同步，保证下水过程中船舶下方两块箱型梁滑板同步运行，进而实现下水船舶的平稳移动。

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