CN108107772A - 一种挖泥船的溢流堰智能控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种挖泥船的溢流堰智能控制系统及方法，该系统包括中央控制单元、用于采集挖泥船的装舱数据的信号采集系统以及用于对挖泥船的溢流堰进行自动调节控制的液压阀组，中央控制单元分别与信号采集系统和液压阀组连接；中央控制单元用于根据挖泥船的泥舱结构参数以及信号采集系统采集获得的装舱数据，计算获得对溢流堰的控制参数，从而根据控制参数控制液压阀组对溢流堰进行动态调节控制。本发明可以实现对溢流堰进行动态调节控制，可以保证溢流效果和溢流效率，保证船舶安全前提下，有效降低泥浆无效溢流，不仅减少了环境污染，还提高了耙吸挖泥船的装舱效率，降低耙吸挖泥船的运营成本，可广泛应用于船舶行业中。

Description

一种挖泥船的溢流堰智能控制系统及方法
技术领域
本发明涉及船舶技术领域，特别是涉及一种挖泥船的溢流堰智能控制系统及方法。
背景技术
目前，耙吸挖泥船的溢流堰控制基本采用人工操作，操作人员通过按钮来控制溢流堰升降，实现对泥舱沉淀后的表面清水溢流。但是因为受限于操作人员的视觉主观影响和操作习惯，溢流堰多数处于最高位，只在满舱液位进行溢流，无法实现有效溢流和泥沙沉淀，从而大量浪费船舶能耗的同时也造成了环境污染，提高了船舶的运营成本。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种挖泥船的溢流堰智能控制系统及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种挖泥船的溢流堰智能控制系统，包括中央控制单元、用于采集挖泥船的装舱数据的信号采集系统以及用于对挖泥船的溢流堰进行自动调节控制的液压阀组，所述中央控制单元分别与信号采集系统和液压阀组连接；
所述中央控制单元用于根据挖泥船的泥舱结构参数以及信号采集系统采集获得的装舱数据，计算获得对溢流堰的控制参数，从而根据控制参数控制液压阀组对溢流堰进行动态调节控制。
进一步，所述挖泥船的装舱数据包括挖泥船装舱的泥浆流速、流量、密度、泥质和泥舱液位中的至少一种。
进一步，所述泥舱结构参数包括泥舱宽度、长度和/或深度。
进一步，所述根据控制参数控制液压阀组对溢流堰进行动态调节控制的步骤，具体为：
根据控制参数，向液压阀组发出控制信号，控制液压阀组实时调节溢流堰的高度。
进一步，所述控制参数指溢流堰的上升速度，通过下式计算获得：
V1＝K*(L1*S1+L2*S2)/D
上式中，V1表示溢流堰的上升速度，K表示根据泥质选择的泥浆沉淀效率常数，L1表示第一泥泵的流量，S1表示第一泥泵的泥浆密度，L2表示第二泥泵的流量，S2表示第二泥泵的泥浆密度，D为泥舱平均宽度。
本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是：
一种挖泥船的溢流堰智能控制方法，包括步骤：
采集挖泥船的实时装舱数据；
根据挖泥船的泥舱结构参数以及采集获得的实时装舱数据，计算获得对溢流堰的控制参数；
根据控制参数控制液压阀组对溢流堰进行动态调节控制，实时调节溢流堰的高度。
进一步，所述挖泥船的装舱数据包括挖泥船装舱的泥浆流速、流量、密度、泥质和泥舱液位中的至少一种。
进一步，所述泥舱结构参数包括泥舱宽度、长度和/或深度。
进一步，所述控制参数指溢流堰的上升速度，通过下式计算获得：
V1＝K*(L1*S1+L2*S2)/D
上式中，V1表示溢流堰的上升速度，K表示根据泥质选择的泥浆沉淀效率常数，L1表示第一泥泵的流量，S1表示第一泥泵的泥浆密度，L2表示第二泥泵的流量，S2表示第二泥泵的泥浆密度，D为泥舱平均宽度。
本发明系统、方法的有益效果是：本发明通过采集挖泥船的装舱数据后，根据挖泥船的泥舱结构参数以及信号采集系统采集获得的装舱数据，计算获得对溢流堰的控制参数，从而根据控制参数控制液压阀组对溢流堰进行动态调节控制，可以保证溢流效果和溢流效率，保证船舶安全前提下，有效降低泥浆无效溢流，不仅减少了环境污染，还提高了耙吸挖泥船的装舱效率，降低耙吸挖泥船的运营成本。
附图说明
图1是本发明的挖泥船的溢流堰智能控制系统的电子框图。
具体实施方式
实施例一
参照图1，本发明提供了一种挖泥船的溢流堰智能控制系统，包括中央控制单元1、用于采集挖泥船的装舱数据的信号采集系统2以及用于对挖泥船的溢流堰4进行自动调节控制的液压阀组3，所述中央控制单元1分别与信号采集系统2和液压阀组3连接；
所述中央控制单元1用于根据挖泥船的泥舱结构参数以及信号采集系统2采集获得的装舱数据，计算获得对溢流堰4的控制参数，从而根据控制参数控制液压阀组3对溢流堰4进行动态调节控制。
信号采集系统2设置在挖泥船的疏浚系统上，采集挖泥船的装舱数据。液压阀组3的液压动力源与溢流堰4相连接，从而通过控制液压阀组3可以控制溢流堰4的上升速度，调节其高度，实现智能控制调节。
进一步作为优选的实施方式，所述挖泥船的装舱数据包括挖泥船装舱的泥浆流速、流量、密度、泥质和泥舱液位中的至少一种。
进一步作为优选的实施方式，所述泥舱结构参数包括泥舱宽度、长度和/或深度。
进一步作为优选的实施方式，所述根据控制参数控制液压阀组3对溢流堰4进行动态调节控制的步骤，具体为：
根据控制参数，向液压阀组3发出控制信号，控制液压阀组3实时调节溢流堰4的高度。
进一步作为优选的实施方式，所述控制参数指溢流堰4的上升速度，通过下式计算获得：
V1＝K*(L1*S1+L2*S2)/D
上式中，V1表示溢流堰的上升速度，K表示根据泥质选择的泥浆沉淀效率常数，L1表示第一泥泵的流量，S1表示第一泥泵的泥浆密度，L2表示第二泥泵的流量，S2表示第二泥泵的泥浆密度，D为泥舱平均宽度。泥浆沉淀效率常数K可以根据经验值人工设定，也可以根据不同泥质的泥浆参数来自动计算获得。
本实施例上升速度V1的公式对应的挖泥船具有两个泥泵，因此计算上升速度V1时，对应的只有两个泥泵的相关参数，实际上，当具有三个以上泥泵时，简单对上述公式进行变形即可。
在本实施例中，当溢流堰智能控制系统处于自动工作状态下，中央控制单元1根据泥舱装舱流量、装舱浓度和泥浆沉淀状态，对溢流堰4的外置进行动态上升调整，满足泥舱清水溢流的要求。这时耙吸挖泥船的装舱效率处于相对最佳状态，溢流损失消耗相对最小，系统内的溢流堰4的位置控制都属于全自动控制。
由上可见，本实施例的智能控制系统，通过中央控制单元1采集挖泥船的实时装舱数据，结合泥浆的沉淀效率常数，计算出当前溢流堰系统需要的提升速度，进而通过液压阀组3动态调整溢流堰4的高度，使得泥舱内沉淀后的清水溢流到海里。相比于现有技术的手动溢流堰控制系统的人为控制，本发明技术方案能保证疏浚系统的安全工作前提下，有效降低防无效溢流控制的电力消耗，不仅减少了环境污染，还降低运营成本。
实施例二
一种挖泥船的溢流堰智能控制方法，包括步骤：
采集挖泥船的实时装舱数据；
根据挖泥船的泥舱结构参数以及采集获得的实时装舱数据，计算获得对溢流堰4的控制参数；
根据控制参数控制液压阀组3对溢流堰4进行动态调节控制，实时调节溢流堰4的高度。
进一步作为优选的实施方式，所述挖泥船的装舱数据包括挖泥船装舱的泥浆流速、流量、密度、泥质和泥舱液位中的至少一种。
进一步作为优选的实施方式，所述泥舱结构参数包括泥舱宽度、长度和/或深度。
进一步作为优选的实施方式，所述控制参数指溢流堰4的上升速度，通过下式计算获得：
V1＝K*(L1*S1+L2*S2)/D
上式中，V1表示溢流堰4的上升速度，K表示根据泥质选择的泥浆沉淀效率常数，L1表示第一泥泵的流量，S1表示第一泥泵的泥浆密度，L2表示第二泥泵的流量，S2表示第二泥泵的泥浆密度，D为泥舱平均宽度。
本实施例是基于实施例一的智能控制方法，具备实施例一的智能控制系统的一切技术特征的组合方式，同时具备与实施例一同样的有益效果。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种挖泥船的溢流堰智能控制系统，其特征在于，包括中央控制单元、用于采集挖泥船的装舱数据的信号采集系统以及用于对挖泥船的溢流堰进行自动调节控制的液压阀组，所述中央控制单元分别与信号采集系统和液压阀组连接；
所述中央控制单元用于根据挖泥船的泥舱结构参数以及信号采集系统采集获得的装舱数据，计算获得对溢流堰的控制参数，从而根据控制参数控制液压阀组对溢流堰进行动态调节控制。
2.根据权利要求1所述的一种挖泥船的溢流堰智能控制系统，其特征在于，所述挖泥船的装舱数据包括挖泥船装舱的泥浆流速、流量、密度、泥质和泥舱液位中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种挖泥船的溢流堰智能控制系统，其特征在于，所述泥舱结构参数包括泥舱宽度、长度和/或深度。
4.根据权利要求1所述的一种挖泥船的溢流堰智能控制系统，其特征在于，所述根据控制参数控制液压阀组对溢流堰进行动态调节控制的步骤，具体为：
根据控制参数，向液压阀组发出控制信号，控制液压阀组实时调节溢流堰的高度。
5.根据权利要求4所述的一种挖泥船的溢流堰智能控制系统，其特征在于，所述控制参数指溢流堰的上升速度，通过下式计算获得：
V1＝K*(L1*S1+L2*S2)/D
上式中，V1表示溢流堰的上升速度，K表示根据泥质选择的泥浆沉淀效率常数，L1表示第一泥泵的流量，S1表示第一泥泵的泥浆密度，L2表示第二泥泵的流量，S2表示第二泥泵的泥浆密度，D为泥舱平均宽度。
6.一种挖泥船的溢流堰智能控制方法，其特征在于，包括步骤：
采集挖泥船的实时装舱数据；
根据挖泥船的泥舱结构参数以及采集获得的实时装舱数据，计算获得对溢流堰的控制参数；
根据控制参数控制液压阀组对溢流堰进行动态调节控制，实时调节溢流堰的高度。
7.根据权利要求6所述的一种挖泥船的溢流堰智能控制方法，其特征在于，所述挖泥船的装舱数据包括挖泥船装舱的泥浆流速、流量、密度、泥质和泥舱液位中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的一种挖泥船的溢流堰智能控制方法，其特征在于，所述泥舱结构参数包括泥舱宽度、长度和/或深度。
9.根据权利要求6所述的一种挖泥船的溢流堰智能控制方法，其特征在于，所述控制参数指溢流堰的上升速度，通过下式计算获得：
V1＝K*(L1*S1+L2*S2)/D
上式中，V1表示溢流堰的上升速度，K表示根据泥质选择的泥浆沉淀效率常数，L1表示第一泥泵的流量，S1表示第一泥泵的泥浆密度，L2表示第二泥泵的流量，S2表示第二泥泵的泥浆密度，D为泥舱平均宽度。
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