CN110482410A - 一种用于海工绕桩式起重机的电气控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于海工绕桩式起重机的电气控制系统，包括：司机室控制单元、机器房单元、回转平台单元及吊臂单元，其中，司机室控制单元，接收操作指令，和机器房单元进行信息交互；接收并展示机器房单元传输的传感器信息，生成控制指令传输至机器房单元；机器房单元，获取各传感器信息，传输至司机室控制单元；接收操作指令或控制指令，传输至对应的设备；回转平台单元，接收布设的传感器输出的信息，接收司机室控制单元传输过来的指令，控制各动作绞车的运行；吊臂单元，接收布设的传感器输出，输出至回转平台单元，接收司机室控制单元并经回转平台单元传输过来的指令，控制吊臂的运行。可以提升海工绕桩式起重机操作的可操作性和可靠性。

Description

一种用于海工绕桩式起重机的电气控制系统

技术领域

本申请涉及电气控制技术领域，具体而言，涉及一种用于海工绕桩式起重机的电气控制系统。

背景技术

随着全球各国对海洋产业的不断开发，大型海工装备的需求也是越来越迫切。其中，海工绕桩式起重机是海洋石油钻井平台的关键海工装备，是集成机-电-液一体化的设备，技术含量高、造价高昂。

由于海上工作环境恶劣，例如，海水的盐度腐蚀、风雪、天气、潮湿、海浪冲击等对海工绕桩式起重机的运行可靠性会产生巨大影响，而海工绕桩式起重机的使用频率较高(频繁作业)、工作时间长，因而，提供一种具备安全可靠、操作方便的电气控制系统，对海工绕桩式起重机的运行进行监测和控制，对于保障海工绕桩式起重机的可操作性、运行的可靠性和可维护性显得尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种用于海工绕桩式起重机的电气控制系统，提升海工绕桩式起重机操作的可靠性和可操作性。

第一方面，本申请实施例提供了一种用于海工绕桩式起重机的电气控制系统，包括：司机室控制单元、机器房单元、回转平台单元以及吊臂单元，其中，

司机室控制单元，用于接收用户输入的包含目标设备的操作指令，对操作指令进行编码处理后传输至机器房单元；接收机器房单元传输的各传感器信息，将所述各传感器信息经过数据处理后进行展示，接收所述用户依据展示的传感器信息输入的包含控制设备的参数信息，对所述控制参数信息进行编码处理后生成控制指令，传输至机器房单元；

机器房单元，用于从通过电气线缆连接至机器房单元的海工绕桩式起重机的各设备中，获取海工绕桩式起重机的各设备的运行状态信息，以及，接收回转平台单元传输的回转平台的各传感器信息，传输至司机室控制单元；接收司机室控制单元传输的操作指令或控制指令，若操作指令中包含的目标设备，或，控制指令中包含的控制设备为回转平台，将操作指令或控制指令传输至回转平台单元，否则，依据操作指令中包含的目标设备或控制指令中包含的控制设备，将操作指令或控制指令传输至海工绕桩式起重机对应的设备，以使接收指令的设备执行指令指示的操作；

回转平台单元，用于接收机器房单元传输的操作指令或控制指令，将用于吊臂的操作指令或控制指令传输至吊臂单元，依据用于非吊臂的操作指令或控制指令，控制海工绕桩式起重机上各绞车的运行，通过吊臂单元获取布设的传感器输出的各传感器信息，传输至机器房单元；

吊臂单元，用于接收布设在海工绕桩式起重机的吊臂上的传感器输出的传感器信息，输出至回转平台单元，接收司机室控制单元并经回转平台单元传输过来的操作指令或控制指令，控制吊臂的运行。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述司机室控制单元包括：第一控制箱、人机交互界面触摸屏以及联动台，其中，

第一控制箱，用于接收联动台传输的操作指令，对操作指令进行编码处理后传输至机器房单元；接收机器房单元传输的各传感器信息，传输至人机交互界面触摸屏，接收人机交互界面触摸屏输出的参数信息，对所述控制参数信息进行编码处理后生成控制指令，传输至机器房单元；

人机交互界面触摸屏，用于接收第一控制箱传输的各传感器信息并进行展示，接收用户依据展示的各传感器信息输入的包含控制设备的参数信息，传输至第一控制箱；

联动台，配置有至少一个指令操作设备，感知用户操作指令操作设备触发的操作指令，确定操作指令对应的目标设备，将包含目标设备的操作指令输出至第一控制箱。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述人机交互界面触摸屏，通过PROFINET总线接入所述第一控制箱；所述联动台通过电气线缆接入所述第一控制箱。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述机器房单元包括：启动控制箱、第二控制箱、工控机，其中，

启动控制箱，用于接收第二控制箱传输的启动操作指令，软启动海工绕桩式起重机的主泵电机或备用电机，将启动的电机的运行参数信息输出至第二控制箱；

第二控制箱，用于接收司机室控制单元输出的操作指令或控制指令，若操作指令为启动操作指令，将该操作指令输出至启动控制箱，若操作指令中包含的目标设备，或，控制指令中包含的控制设备为回转平台，将操作指令或控制指令传输至回转平台单元，否则，依据操作指令中包含的目标设备或控制指令中包含的控制设备，将操作指令或控制指令传输至海工绕桩式起重机对应的设备；接收海工绕桩式起重机各设备、启动控制箱传输的运行参数信息，传输至第一控制箱；

工控机，用于与司机室控制单元内的人机交互界面触摸屏形成冗余备份，在人机交互界面触摸屏异常或故障时，接收用户输入的包含目标设备的操作指令，传输至第一控制箱。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述启动控制箱通过电气线缆连接第二控制箱，第二控制箱通过DP总线向第一控制箱传输运行参数信息，通过电气线缆连接第一控制箱，所述工控机通过PROFINET总线接入第一控制箱。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述司机室控制单元还包括：

无线遥控器，通过DP总线接入第一控制箱，用于在人机交互界面触摸屏和工控机均发生异常或故障时，接收用户输入的包含目标设备的操作指令，传输至第一控制箱。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述司机室控制单元还包括：

闭路电视监控系统CCTV主机以及CCTV监控屏，其中，

CCTV主机，用于接收设置在海工绕桩式起重机上的摄像头获取的CCTV信号，传输至CCTV监控屏；

CCTV监控屏，用于将CCTV主机传输的CCTV信号转换为监控图像进行展示，以监控海工绕桩式起重机的运行状态。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述机器房单元还包括：

机器房电气设备控制器，用于接收第二控制箱传输的操作指令或控制指令，控制机器房电气设备的运行，接收机器房电气设备传输的运行参数信息，传输至第二控制箱。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述回转平台单元分别通过电气线缆和DP总线与所述第二控制箱相连。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，所述回转平台单元包括：用于双重保护主钩上限和下限的主起升绞车编码器和第一凸轮限位开关；以及，用于使副钩上限和下限具有双重保护的副起升绞车编码器和第二凸轮限位开关。

本申请实施例提供的一种用于海工绕桩式起重机的电气控制系统，包括：司机室控制单元、机器房单元、回转平台单元以及吊臂单元，其中，司机室控制单元，用于接收用户输入的包含目标设备的操作指令，对操作指令进行编码处理后传输至机器房单元；接收机器房单元传输的各传感器信息，将所述各传感器信息经过数据处理后进行展示，接收所述用户依据展示的各传感器信息输入的包含控制设备的参数信息，对所述控制参数信息进行编码处理后生成控制指令，传输至机器房单元；机器房单元，用于从通过电气线缆连接至机器房单元的海工绕桩式起重机的各设备中，获取海工绕桩式起重机的各设备的运行状态信息，以及，接收回转平台单元传输的回转平台的各传感器信息，传输至司机室控制单元；接收司机室控制单元传输的操作指令或控制指令，若操作指令中包含的目标设备，或，控制指令中包含的控制设备为回转平台，将操作指令或控制指令传输至回转平台单元，否则，依据操作指令中包含的目标设备或控制指令中包含的控制设备，将操作指令或控制指令传输至海工绕桩式起重机对应的设备，以使接收指令的设备执行指令指示的操作；回转平台单元，用于接收机器房单元传输的操作指令或控制指令，将用于吊臂的操作指令或控制指令传输至吊臂单元，依据用于非吊臂的操作指令或控制指令，控制海工绕桩式起重机上各绞车的运行，通过吊臂单元获取布设的传感器输出的各传感器信息，传输至机器房单元；吊臂单元，用于接收布设在海工绕桩式起重机的吊臂上的传感器输出的传感器信息，输出至回转平台单元，接收司机室控制单元并经回转平台单元传输过来的操作指令或控制指令，控制吊臂的运行。这样，设置司机室控制单元对海工绕桩式起重机进行监控，操作方便，依据监控结果调控海工绕桩式起重机的运行，提升海工绕桩式起重机的运行精度，同时，利用司机室控制单元和机器房单元形成操控海工绕桩式起重机的冗余，提升了海工绕桩式起重机操作的可靠性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种用于海工绕桩式起重机的电气控制系统结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种用于海工绕桩式起重机的电气控制系统另一结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本申请实施例提供的一种用于海工绕桩式起重机的电气控制系统结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种用于海工绕桩式起重机的电气控制系统另一结构示意图。

如图1和图2所示，该电气控制系统包括：司机室控制单元01、机器房单元02、回转平台单元03以及吊臂单元04，其中，

司机室控制单元01，用于接收用户输入的包含目标设备的操作指令，对操作指令进行编码处理后传输至机器房单元02；接收机器房单元02传输的各传感器信息，将所述各传感器信息经过数据处理后进行展示，接收所述用户依据展示的各传感器信息输入的包含控制设备的参数信息，对所述参数信息进行编码处理后生成控制指令，传输至机器房单元02；

本申请实施例中，对于海工绕桩式起重机的操作，包括操作指令和控制指令。其中，操作指令用于指示海工绕桩式起重机中的对应设备按照操作指令中包含的信息执行相应动作，控制指令用于用户依据机器房单元02传输并展示的各传感器信息，确定需要对海工绕桩式起重机中的某一设备进行调解或控制时，对海工绕桩式起重机中的该设备的运行状态进行调节或控制。

本申请实施例中，作为一可选实施例，司机室控制单元01包括：第一控制箱11、人机交互界面(HMI，Human Machine Interface)触摸屏12以及联动台13，其中，

第一控制箱11，用于接收联动台13传输的操作指令，对操作指令进行编码处理后传输至机器房单元02；接收机器房单元02传输的各传感器信息，传输至人机交互界面触摸屏12，接收人机交互界面触摸屏12输出的参数信息，对所述控制参数信息进行编码处理后生成控制指令，传输至机器房单元02；

人机交互界面触摸屏12，用于接收第一控制箱11传输的各传感器信息并进行展示，接收用户依据展示的各传感器信息输入的包含控制设备的参数信息，传输至第一控制箱11；

联动台13，配置有至少一个指令操作设备，感知用户操作指令操作设备触发的操作指令，确定操作指令对应的目标设备，将包含目标设备的操作指令输出至第一控制箱11。

本申请实施例中，作为一可选实施例，第一控制箱11包括主控制器，主控制器采用西门子控制器S7-1500 CPU，作为另一可选实施例，第一控制箱11还可以包括扩展子单元，其中，扩展子单元包括多功能比例阀放大器以及其它电气控制元器件。

本申请实施例中，将采集的海工绕桩式起重机的各设备的模拟量信号/开关量信号接入主控制器，通过主控制器中安装的完善、可靠的电气控制系统软件，集中控制海工绕桩式起重机的各设备的执行机构动作。其中，模拟量信号包括但不限于：液压温度传感器信号、液位传感器信号、电手柄信号、风速传感器信号、电机温度传感器信号、电机电流信号等，开关量信号包括但不限于：系统开关信号、急停信号、电机启停信号、吊钩转换开关信号、吊人模式开关信号、冷却风扇自动和手动控制信号等。

本申请实施例中，作为一可选实施例，指令操作设备包括但不限于：电比例操作手柄、按钮、指示灯、开关，当用户操作电比例操作手柄、按钮、指示灯、开关，触发指令操作设备输出对应的操作指令，联动台13将操作指令输出至第一控制箱11，联动台13通过电气线缆与第一控制箱11相连。

本申请实施例中，在联动台13配置的电比例操作手柄、按钮、指示灯、开关，既满足人体工程学，又安全可靠。

本申请实施例中，作为一可选实施例，人机交互界面触摸屏12，通过PROFINET总线接入第一控制箱11，操作人员(用户)在人机交互界面触摸屏12上，可设置海工绕桩式起重机的参数信息，以及，根据展示的各传感器信息，调整海工绕桩式起重机上某一控制设备的参数信息，将设置的参数信息或调整的参数信息输出至第一控制箱11。其中，参数信息包括但不限于：主钩限位参数、副钩限位参数、回转限位参数、各动作延时参数、设备维护参数等。这样，通过人机交互界面触摸屏12，可实时显示由第一控制器传输的各传感器信息，从而可以依据实时展示的各传感器信息，实时监控海工绕桩式起重机的各项技术指标，能够有效提高电气控制系统的可操作性、可维护性、可扩展性；通过Profinet总线联网进行数据传输，数据传输更高效，抗干扰能力更强；而通过通过DP总线与第一控制箱11的组网方式，电气布线更为简单，控制更为集中。

本申请实施例中，作为一可选实施例，通过人机交互界面触摸屏12，还可以进行力矩仪参数设置，以控制/保护海工绕桩式起重机各工作半径下的负载吊重。具体来说，通过力传感器计算出吊钩实际负载，再通过变幅编码器计算出起重机吊钩工作幅度，比较计算出的起重机吊钩工作幅度下的吊钩实际负载与额定负载，根据比较结果对起重机进行力矩超载保护。

机器房单元02，用于从通过电气线缆连接至机器房单元02的海工绕桩式起重机的各设备中，获取海工绕桩式起重机的各设备的运行状态信息，以及，接收回转平台单元03传输的回转平台的各传感器信息，传输至司机室控制单元01；接收司机室控制单元01传输的操作指令或控制指令，若操作指令中包含的目标设备，或，控制指令中包含的控制设备为回转平台，将操作指令或控制指令传输至回转平台单元03，否则，依据操作指令中包含的目标设备或控制指令中包含的控制设备，将操作指令或控制指令传输至海工绕桩式起重机对应的设备，以使接收指令的设备执行指令指示的操作；

在监测到用户通过司机室控制单元01不能输入操作指令时，接收用户输入的包含目标设备的操作指令，传输至司机室控制单元01；

本申请实施例中，机器房单元02通过电气线缆与司机室控制单元01相连。作为一可选实施例，机器房单元02包括：启动控制箱21、第二控制箱22、工控机23，其中，

启动控制箱21，用于接收第二控制箱22传输的启动操作指令，软启动海工绕桩式起重机的主泵电机或备用电机，将启动的电机的运行参数信息(运行状态信息)输出至第二控制箱22；

第二控制箱22，用于接收司机室控制单元01输出的操作指令或控制指令，若操作指令为启动操作指令，将该操作指令输出至启动控制箱21，若操作指令中包含的目标设备，或，控制指令中包含的控制设备为回转平台，将操作指令或控制指令传输至回转平台单元03，否则，依据操作指令中包含的目标设备或控制指令中包含的控制设备，将操作指令或控制指令传输至海工绕桩式起重机对应的设备；接收海工绕桩式起重机各设备、启动控制箱21传输的信息(传感器信息、运行状态信息)，传输至第一控制箱11；

工控机23，用于与司机室控制单元01内的人机交互界面触摸屏12形成冗余备份，在人机交互界面触摸屏12异常或故障时，接收用户输入的包含目标设备的操作指令，传输至第一控制箱11。

本申请实施例中，启动控制箱21通过电气线缆连接第二控制箱22。作为一可选实施例，第二控制箱22通过DP总线向第一控制箱11传输信息，通过电气线缆连接第一控制箱11。

本申请实施例中，作为一可选实施例，启动控制箱21采用ABB全智型PST软启动器，用以控制主泵电机和备用电机的启动，其中，当运行的当前电机(主泵电机或备用电机)异常或故障时，通过ABB全智型PST软启动器启动另一电机，以降负荷运行。

本申请实施例中，作为一可选实施例，工控机23通过PROFINET总线接入第一控制箱11。通过工控机23，在人机交互界面触摸屏12异常或故障时，可以集中设置和监控起重机的运行信息，从而与司机室控制单元01内的人机交互界面触摸屏12形成冗余备份。当任一设备(工控机23或人机交互界面触摸屏12)出现异常或故障时，可以通过另外一台设备工作，不影响海工绕桩式起重机的运行控制。

本申请实施例中，作为一可选实施例，机器房单元02还包括：

机器房电气设备控制器，用于接收第二控制箱22传输的操作指令或控制指令，控制机器房电气设备的运行，接收机器房电气设备传输的各传感器信息，传输至第二控制箱22。

本申请实施例中，机器房电气设备包括但不限于：冷暖空调、液压电磁阀、电比例阀、液压冷却风扇电机、各传感器、检测开关等辅助电气设备。

回转平台单元03，用于接收机器房单元02传输的操作指令或控制指令，将用于吊臂的操作指令或控制指令传输至吊臂单元04，依据用于非吊臂的操作指令或控制指令，控制海工绕桩式起重机上各绞车的运行，通过吊臂单元04获取布设的传感器输出的各传感器信息，传输至机器房单元02；

本申请实施例中，回转平台单元03分别通过电气线缆和DP总线与机器房单元02相连。作为一可选实施例，回转平台单元03包括：用于双重保护主钩上限和下限的主起升绞车编码器和第一凸轮限位开关。

本申请实施例中，主起升绞车编码器和第一凸轮限位开关用于双重保护主钩的上限和下限，其中，主起升绞车编码器和第一凸轮开关限位，是两套独立的限位元器件。以主起升绞车编码器为例，主起升绞车编码器依据操作指令或控制指令执行的功能包括：监测和采集主钩运行速度、超速保护、监测和采集主钩起升高度、执行上限位减速、下限位减速。

本申请实施例中，作为一可选实施例，回转平台单元03，还包括：

用于使副钩上限和下限具有双重保护的副起升绞车编码器和第二凸轮限位开关。

本申请实施例中，作为一可选实施例，副起升绞车编码器依据操作指令或控制指令执行的功能包括：主监测和采集钩运行速度、超速保护、监测和采集主钩起升高度、执行上限位减速、下限位减速。

本申请实施例中，作为另一可选实施例，回转平台单元03，还包括：

回转编码器，用于获取海工绕桩式起重机的回转平台的包括回转运行速度、回转角度、吊臂搁置位置、局部回转限位的传感器信息，传输至第二控制箱22。

本申请实施例中，回转编码器具备使电气控制系统实时显示回转运行速度、回转角度、吊臂搁置位置确认、局部回转限位等功能。

本申请实施例中，作为再一可选实施例，回转平台单元03，还包括：

变幅编码器，用于获取海工绕桩式起重机的回转平台的包括变幅运行速度、变幅角度的传感器信息，传输至第二控制箱22。

本申请实施例中，变幅编码器具备使电气控制系统实时显示变幅运行速度、变幅角度，参与力矩仪控制等功能，其中，变幅按需求减速。

本申请实施例中，主起升绞车编码器、副起升绞车编码器、回转编码器以及变幅编码器，均通过DP总线连接至第二控制箱22，再通过第二控制箱22连接至司机室控制单元01内的主控制器(第一控制箱11)。

吊臂单元04，用于接收布设在海工绕桩式起重机的吊臂上的传感器输出的传感器信息，输出至回转平台单元03，接收司机室控制单元并经回转平台单元03传输过来的操作指令或控制指令，控制吊臂的运行。

本申请实施例中，吊臂单元04通过电气线缆和DP总线分别与回转平台单元03相连。作为一可选实施例，布设在海工绕桩式起重机的吊臂上的传感器包括：主钩拉力传感器、副钩销轴力传感器、伸缩拉线编码器以及插销位移传感器，其中，

主钩拉力传感器以及副钩销轴力传感器，感测主钩/副钩实际吊重信息，以使第一控制箱11依据主钩/副钩实际吊重信息控制/保护超载，并控制主钩/副钩钢丝绳防松。

伸缩拉线编码器，感测吊臂伸缩运行速度、吊臂伸缩位置、伸缩长度。作为一可选实施例，伸缩拉线编码器可以按需求控制吊臂的减速。

插销位移传感器，感测插销伸缩运行速度、插销伸缩位置、插销伸缩长度。

本申请实施例中，伸缩拉线编码器与插销位移传感器，均通过DP总线与回转平台单元03相连。

本申请实施例提供的用于海工绕桩式起重机的电气控制系统，包括：司机室控制单元、机器房单元、回转平台单元以及吊臂单元，其中，司机室控制单元，用于接收用户输入的包含目标设备的操作指令，对操作指令进行编码处理后传输至机器房单元；接收机器房单元传输的各传感器信息，将所述各传感器信息经过数据处理后进行展示，接收所述用户依据展示的各传感器信息输入的包含控制设备的参数信息，对所述控制参数信息进行编码处理后生成控制指令，传输至机器房单元；机器房单元，用于从通过电气线缆连接至机器房单元的海工绕桩式起重机的各设备中，获取海工绕桩式起重机的各设备的运行状态信息，以及，接收回转平台单元传输的回转平台的各传感器信息，传输至司机室控制单元；接收司机室控制单元传输的操作指令或控制指令，若操作指令中包含的目标设备，或，控制指令中包含的控制设备为回转平台，将操作指令或控制指令传输至回转平台单元，否则，依据操作指令中包含的目标设备或控制指令中包含的控制设备，将操作指令或控制指令传输至海工绕桩式起重机对应的设备，以使接收指令的设备执行指令指示的操作；回转平台单元，用于接收机器房单元传输的操作指令或控制指令，将用于吊臂的操作指令或控制指令传输至吊臂单元，依据用于非吊臂的操作指令或控制指令，控制海工绕桩式起重机上各绞车的运行，通过吊臂单元获取布设的传感器输出的各传感器信息，传输至机器房单元；吊臂单元，用于接收布设在海工绕桩式起重机的吊臂上的传感器输出的传感器信息，输出至回转平台单元，接收司机室控制单元并经回转平台单元传输过来的操作指令或控制指令，控制吊臂的运行。这样，通过司机室控制单元对海工绕桩式起重机进行控制，操作方便，通过对海工绕桩式起重机的传感器信息进行监控，依据监控结果调控海工绕桩式起重机的运行，提升海工绕桩式起重机的运行精度，同时，利用司机室控制单元和机器房单元形成操控海工绕桩式起重机的冗余，提升了海工绕桩式起重机操作的可靠性，有效保障了海工绕桩式起重机的可操作性、运行的可靠性和可养护性。

本申请实施例中，为了进一步提升电气控制系统的冗余，增强海工绕桩式起重机操作的可靠性，作为再一可选实施例，司机室控制单元01还包括：

无线遥控器14，通过DP总线接入第一控制箱11，用于在人机交互界面触摸屏12和工控机23均发生异常或故障时，接收用户输入的包含目标设备的操作指令，传输至第一控制箱11。

本申请实施例中，无线遥控器14还可以用于在司机室控制单元01内操作视线不够直观时，使用该无线遥控器14近距离进行观察/吊重作业，这样，第一控制箱11还包括遥控器接收器。

本申请实施例中，还可以实施对海工绕桩式起重机的视频监控，因而，作为一可选实施例，司机室控制单元01还包括：闭路电视监控系统(CCTV，Closed CircuitTelevision)主机15以及CCTV监控屏16，其中，

CCTV主机15，用于接收设置在海工绕桩式起重机上的摄像头获取的CCTV信号，传输至CCTV监控屏16；

CCTV监控屏16，用于将CCTV主机传输的CCTV信号转换为监控图像进行展示，以监控海工绕桩式起重机的运行状态。

本申请实施例中，摄像头包括但不限于：绞车固定枪式高清摄像头(绞车摄像头)、吊钩随动式枪式高清摄像头(吊钩摄像头)、机房球式可旋转角度摄像头(机房摄像头)，摄像头将拍摄的CCTV信号(监控图像)传输至CCTV主机，并通过CCTV监控屏进行展示，从而可以直观、实时监控海工绕桩式起重机中各设备的运行状态。

本申请实施例中，作为再一可选实施例，司机室控制单元01还包括冷暖空调、电台、报警器、汽笛、可调节座椅等其它设施，以满足海工绕桩式起重机操作员的人性化需求。

本申请实施例中，作为另一可选实施例，该电气控制系统还包括：

液压压力传感器、液压油箱液位传感器、液压油油温传感器(图中未示出)，分别用于感测海工绕桩式起重机的液压压力、液压油箱液位、液压油油温，以及海工绕桩式起重机照明装置等，为海工绕桩式起重机提供完善的辅助功能服务，上述传感器均通过电气线缆接入第一控制箱11。

本申请实施例中，作为再一可选实施例，该电气控制系统还包括：

底座线路接入单元05，用于将海工绕桩式起重机的各设备的电气线缆进行归集后引入司机室控制单元01和机器房单元02。

本申请实施例中，电气线缆包括但不限于：动力电源线、控制电源线、控制信号线。

本申请实施例中，作为一可选实施例，利用中心滑环，将海工绕桩式起重机的各设备的电气线缆引入司机室控制单元01和机器房单元02。

本申请实施例中，作为一可选实施例，中心滑环上设有以太(Ethernet)网口，通过电气线缆接收CCTV主机传输的CCTV信号，传输至海工平台上的中控室控制单元。

本申请实施例中，作为一可选实施例，底座线路接入单元将动力电源线引入至机器房单元02，将控制电源线引入至司机室控制单元01。

本申请实施例中，作为一可选实施例，第一控制箱11采用西门子控制器S7-1500CPU，结合分布式单元ET200，通过DP总线进行硬件组网；同时，通过Profinet总线联网，连接人机交互界面触摸屏12和工控机23。

本申请实施例中，电气控制系统的各传感器采用数字化接口，通过DP总线和第一控制箱11(西门子控制器S7-1500 CPU)组网。

本申请实施例中，以海工绕桩式起重机主钩上升为例，说明电气控制系统的工作流程：

海工绕桩式起重机准备启动完成，准备就绪后，操作员确认司机室控制单元01无异常报警发生，操作司机室控制单元01内的联动台13上的电手柄，操作电手柄的手柄信号传输至第一控制箱11内的主控制器(CPU1500控制器)，主控制器对接收的手柄信号进行内部数据处理，输出操作指令到第一控制箱11内的比例阀放大器，比例阀放大器将接收的操作指令进行放大后输出至机器房单元02内的对应比例阀，比例阀将接收的操作指令通过机器房单元02输出至回转平台单元03，回转平台单元03将接收的操作指令输出至吊臂单元04，吊臂单元04依据接收的操作指令控制绞车马达，使主钩上升。

吊臂单元04中的主钩拉力传感器感测主钩的位置信息，传输至回转平台单元03中的编码器，编码器进行编码后，形成运行参数信息，将运行参数信息经过DP总线传输至机器房单元02中的ET200分站子单元，ET200分站子单元将接收的操作指令通过DP总线传输至司机室控制单元01中的第一控制箱11内的主控制器(CPU1500控制器)，主控制器对接收的操作指令进行数据处理后，传输至人机交互界面触摸屏12上，从而在人机交互界面触摸屏12上显示主钩高度、速度，以依据显示的主钩高度和速度进行限位停止控制。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于海工绕桩式起重机的电气控制系统，其特征在于，包括：司机室控制单元、机器房单元、回转平台单元以及吊臂单元，其中，

司机室控制单元，用于接收用户输入的包含目标设备的操作指令，对操作指令进行编码处理后传输至机器房单元；接收机器房单元传输的各传感器信息，将所述各传感器信息经过数据处理后进行展示，接收所述用户依据展示的各传感器信息输入的包含控制设备的参数信息，对所述参数信息进行编码处理后生成控制指令，传输至机器房单元；

机器房单元，用于从通过电气线缆连接至机器房单元的海工绕桩式起重机的各设备中，获取海工绕桩式起重机的各设备的运行状态信息，以及，接收回转平台单元传输的回转平台的各传感器信息，传输至司机室控制单元；接收司机室控制单元传输的操作指令或控制指令，若操作指令中包含的目标设备，或，控制指令中包含的控制设备为回转平台，将操作指令或控制指令传输至回转平台单元，否则，依据操作指令中包含的目标设备或控制指令中包含的控制设备，将操作指令或控制指令传输至海工绕桩式起重机对应的设备，以使接收指令的设备执行指令指示的操作；

回转平台单元，用于接收机器房单元传输的操作指令或控制指令，将用于吊臂的操作指令或控制指令传输至吊臂单元，依据用于非吊臂的操作指令或控制指令，控制海工绕桩式起重机上各绞车的运行，通过吊臂单元获取布设的传感器输出的各传感器信息，传输至机器房单元；

吊臂单元，用于接收布设在海工绕桩式起重机的吊臂上的各传感器输出的传感器信息，输出至回转平台单元，接收司机室控制单元并经回转平台单元传输过来的操作指令或控制指令，控制吊臂的运行。

2.如权利要求1所述的电气控制系统，其特征在于，所述司机室控制单元包括：第一控制箱、人机交互界面触摸屏以及联动台，其中，

第一控制箱，用于接收联动台传输的操作指令，对操作指令进行编码处理后传输至机器房单元；接收机器房单元传输的各传感器信息，传输至人机交互界面触摸屏，接收人机交互界面触摸屏输出的参数信息，对所述参数信息进行编码处理后生成控制指令，传输至机器房单元；

人机交互界面触摸屏，用于接收第一控制箱传输的各传感器信息并进行展示，接收用户依据展示的各传感器信息输入的包含控制设备的参数信息，传输至第一控制箱；

联动台，配置有至少一个指令操作设备，感知用户操作指令操作设备触发的操作指令，确定操作指令对应的目标设备，将包含目标设备的操作指令输出至第一控制箱。

3.如权利要求2所述的电气控制系统，其特征在于，所述人机交互界面触摸屏，通过PROFINET总线接入所述第一控制箱；所述联动台通过电气线缆接入所述第一控制箱。

4.如权利要求2所述的电气控制系统，其特征在于，所述机器房单元包括：启动控制箱、第二控制箱、工控机，其中，

启动控制箱，用于接收第二控制箱传输的启动操作指令，软启动海工绕桩式起重机的主泵电机或备用电机，将启动的电机的运行参数信息输出至第二控制箱；

第二控制箱，用于接收司机室控制单元输出的操作指令或控制指令，若操作指令为启动操作指令，将该操作指令输出至启动控制箱，若操作指令中包含的目标设备，或，控制指令中包含的控制设备为回转平台，将操作指令或控制指令传输至回转平台单元，否则，依据操作指令中包含的目标设备或控制指令中包含的控制设备，将操作指令或控制指令传输至海工绕桩式起重机对应的设备；接收海工绕桩式起重机各设备、启动控制箱传输的信息，传输至第一控制箱；

工控机，用于与司机室控制单元内的人机交互界面触摸屏形成冗余备份，在人机交互界面触摸屏异常或故障时，接收用户输入的包含目标设备的操作指令，传输至第一控制箱。

5.如权利要求4所述的电气控制系统，其特征在于，所述启动控制箱通过电气线缆连接第二控制箱，第二控制箱通过DP总线向第一控制箱传输信息，通过电气线缆连接第一控制箱，所述工控机通过PROFINET总线接入第一控制箱。

6.如权利要求4所述的电气控制系统，其特征在于，所述司机室控制单元还包括：

无线遥控器，通过DP总线接入第一控制箱，用于在人机交互界面触摸屏和工控机均发生异常或故障时，接收用户输入的包含目标设备的操作指令，传输至第一控制箱。

7.如权利要求4所述的电气控制系统，其特征在于，所述司机室控制单元还包括：

闭路电视监控系统CCTV主机以及CCTV监控屏，其中，

CCTV主机，用于接收设置在海工绕桩式起重机上的摄像头获取的CCTV信号，传输至CCTV监控屏；

CCTV监控屏，用于将CCTV主机传输的CCTV信号转换为监控图像进行展示，以监控海工绕桩式起重机的运行状态。

8.如权利要求4所述的电气控制系统，其特征在于，所述机器房单元还包括：

机器房电气设备控制器，用于接收第二控制箱传输的操作指令或控制指令，控制机器房电气设备的运行，接收机器房电气设备传输的运行参数信息，传输至第二控制箱。

9.如权利要求4所述的电气控制系统，其特征在于，所述回转平台单元分别通过电气线缆和DP总线与所述第二控制箱相连。

10.如权利要求4所述的电气控制系统，其特征在于，所述回转平台单元包括：用于双重保护主钩上限和下限的主起升绞车编码器和第一凸轮限位开关；以及，用于使副钩上限和下限具有双重保护的副起升绞车编码器和第二凸轮限位开关。