CN111485592A - 一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明所提出的一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统包括嵌入式智能控制器,智能操控终端,智能声响系统和智能监控界面。该系统的运行是基于可编程嵌入式控制器(PAC),在PAC内嵌智能控制决策模型,通过实时采集常规疏浚监控系统的各种数据,以及配合智能操纵终端的操作指令,向PLC控制器输出控制指令,以激活各种控制过程的执行,可减少不必要的传统单项操作,从而提高施工效率,避免由于施工经验不足和人员间配合问题造成施工效率低下和人机损伤,融入的智能化挖泥功能,简洁的操作步骤和智能操控面板,在工况良好的情况下,可以进行一人驾驶疏浚合一,节省了劳动力,节约了施工成本,提高了自动化精度,且安全性也得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统,属于挖泥船疏浚自动化技术领域。
背景技术
耙吸式挖泥船是一种装备有耙头挖掘机具和水力吸泥装置的大型自航、装仓式挖泥船,通过耙头和吸泥管自河底吸收泥浆进入挖泥船泥仓中,起耙航行至抛泥区开启泥门卸泥,耙吸挖泥船的特性是将船舶作业过程划分为航行、疏浚、卸泥、停泊4个阶段,现有耙吸式挖泥船通常采用传统的由手动控制PLC进行施工作业控制,由于耙吸挖泥船属于大型船舶具有自航、自载、自卸的功能,因此其在挖泥各个过程中控制不同的对象,需要大量的操作人工和各人员之间的配合,从而存在疏浚控制功能分散,控制步骤繁杂,耗费施工人员精力,增加劳动成本的缺点,进而挖泥效率完全靠人工感知,如各施工人员之间配合默契度不高会造成施工效率难以平稳提高,难以融入智能化操控的问题;也因其疏浚控制面板庞大,各种布置按钮,开关烦多、杂乱,易造成施工人员操作疲劳、失误等现象而影响施工作业效率,增加施工成本,甚至会造成船机和人员损伤。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用嵌入式控制器达到自动化目的以解决施工效率低、成本高、人机损伤、难以智能化操控等问题的一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统。
本发明所提出的一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统包括嵌入式智能控制器,智能操控终端,智能声响系统和智能监控界面。
所述嵌入式智能控制器是基于可编程嵌入式控制器PAC,在PAC内嵌智能控制决策模型,包括数据采集模块,实时监测模块,输出指令模块,自动耙管控制序列APSS,自动疏浚控制序列ADSS和自动冲水控制序列AJSS。
所述自动耙管控制序列包括搁墩、舷外、吸口、离地、着地5个控制过程模块;所述自动疏浚控制序列包括航行、挖泥、旁通、停泵、抽舱、压舱、回填7个控制过程模块;所述自动冲水控制序列包括挖泥、准备、航行、冲洗4个控制过程模块。
所述智能操控终端包括三个智能操控面板,分别为APSS智能操控面板,ADSS智能操控面板和AJSS智能操控面板。
所述APSS智能操控面板设置有与PAC连接的CANBUS接口。
所述APSS智能操控面板上设置有5个与自动耙管控制序列的控制过程模块相对应的模式宏键,宏键采用嵌入式安装方式,中间为按钮及状态灯,位于宏键与宏键之间设置有路径指示灯,代表过程执行到哪段路径,外圈为备妥灯指示。5个模式宏键分别为搁墩按钮,用于控制耙管到达搁墩位置;舷外按钮,用于控制A架到达舷外的位置;吸口按钮,用于控制耙管到达吸口的位置;离地按钮,用于控制耙头深度达到的位置;着地按钮,用于控制耙头着地。
所述ADSS智能操控面板上设置有7个与自动疏浚控制序列的控制过程模块相对应的模式按钮,分别为航行按钮、挖泥按钮、旁通按钮、停泵按钮、抽舱按钮、压舱按钮和回填按钮,所述航行按钮用于停泵、关闭所有闸阀;所述挖泥按钮用于建立装舱管路并启动泥泵等相关设备;所述旁通按钮用于建立旁通管路并启动泥泵等相关设备;所述停泵按钮用于停止泥泵工作;所述抽舱按钮用于建立抽舱管路并启动泥泵等相关设备进入抽舱作业;所述压舱按钮用于建立压载管路并启动泥泵等相关设备进行快速装舱;所述回填按钮用于控制回填。
所述AJSS的智能操控面板上设置有4个与自动冲水控制序列的控制过程模块相对应的模式按钮,分别为挖泥按钮,准备按钮,航行按钮和冲洗按钮。
所述挖泥按钮用于建立耙头冲洗管路并启动液压泵、冲水泵;所述准备按钮用于建立耙头冲洗管路并将水泵调至怠速;所述航行按钮用于停止冲水泵并关闭所有蝶阀;所述冲洗按钮用于建立泥舱冲洗管路并启动冲水泵。
所述三个智能控制面板上均设置有智能诊断按钮,用于出现故障时控制SCADA界面自动跳转至相应的诊断界面,方便操作者查找故障。
本发明所提出的一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统的运行是基于可编程嵌入式控制器PAC,PAC内嵌智能控制决策模型,通过实时采集常规疏浚监控系统的各种数据,以及配合智能操纵终端的操作指令,向PLC控制器输出控制指令,以激活各种控制过程的执行,系统的智能监控界面可同时向主控制系统人机界面提供过程决策信息和诊断信息、安保信息等,供操纵者即时把控系统控制过程状态,该辅助系统的智能声响系统能在发生报警时,以及关键控制过程的启动和停止时控制声响系统输出声光提示。该疏浚智能辅助控制系统,有机的融合在常规疏浚控制系统中,可以联合操作,也可以简便切换到常规疏浚控制系统进行操作。利用该疏浚智能辅助控制系统,施工人员可通过操控台上的智能操控终端简单、便捷的激活各种复杂控制过程序列,减少传统操作中不必要的单项操作,融入了智能化挖泥功能,提高了施工效率,减少了由于施工经验不足和人员配合问题造成的施工效率低下和人机损伤,简洁的操作步骤和智能操控面板,在工况良好的情况下,可以进行一人驾驶疏浚合一,节省了劳动力,节约了施工成本,提高了疏浚自动化精度,且安全性也得到提高。
附图说明
附图1为本发明所提出的一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统的结构框图。
附图2为本发明所提出的一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统中智能控制器结构框图。
附图3为本发明所提出的一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统与常规疏浚监控系统联合操作时的控制流程图。
附图4为本发明所提出的一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统APSS智能操控面板的模式宏键示意图。
具体实施方式
参见图1至图4,这四个图给出本发明所提出的一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统实施例的整体结构流程。该疏浚智能辅助控制系统包括嵌入在可编程控制器PAC内的智能控制器1,与智能控制器1连接的智能操控终端2,智能声响系统3和智能监控界面4,所述嵌入式的智能控制器1包括智能控制决策模型,数据采集模块,实时监测模块,输出指令模块,自动耙管控制序列APSS,自动疏浚控制序列ADSS和自动冲水控制序列AJSS,其中自动耙管控制序列包括搁墩、舷外、吸口、离地、着地5个控制过程模块;自动疏浚控制序列包括航行、挖泥、旁通、停泵、抽舱、压舱、回填7个控制过程模块;自动冲水控制序列包括挖泥、准备、航行、冲洗4个控制过程模块;所述智能操控终端包括三个智能操控面板,分别为APSS智能操控面板,ADSS智能操控面板和AJSS智能操控面板,所述APSS智能操控面板自带有CANBUS接口,与PAC连接。所述APSS智能操控面板上设置有5个与自动耙管控制序列的控制过程相对应的模式宏键R,宏键R采用嵌入式安装方式,中间为按钮R1及状态灯R2,位于宏键R与宏键R之间设置有路径指示灯D,代表过程执行到哪段路径,外圈为备妥灯指示R3。5个模式宏键分别为搁墩按钮,用于控制耙管到达搁墩位置;舷外按钮,用于控制A架到达舷外的位置;吸口按钮,用于控制耙管到达吸口的位置;离地按钮,用于控制耙头深度达到的位置;着地按钮,用于控制耙头着地。
其中ADSS智能操控面板上设置有7个与自动疏浚控制序列的控制过程模块相对应的模式按钮,分别为航行按钮、挖泥按钮、旁通按钮、停泵按钮、抽舱按钮、压舱按钮和回填按钮,所述航行按钮用于停泵、关闭所有闸阀;所述挖泥按钮用于建立装舱管路并启动泥泵等相关设备;所述旁通按钮用于建立旁通管路并启动泥泵等相关设备;所述停泵按钮用于停止泥泵工作;所述抽舱按钮用于建立抽舱管路并启动泥泵等相关设备进入抽舱作业;所述压舱按钮用于建立压载管路并启动泥泵等相关设备进行快速装舱;所述回填按钮用于控制回填。
其中AJSS的智能操控面板上设置有4个与自动冲水控制序列的控制过程模块相对应的模式按钮,分别为挖泥按钮,准备按钮,航行按钮和冲洗按钮,所述挖泥按钮用于建立耙头冲洗管路并启动液压泵、冲水泵;所述准备按钮用于建立耙头冲洗管路并将水泵调至怠速;所述航行按钮用于停止冲水泵并关闭所有蝶阀;所述冲洗按钮用于建立泥舱冲洗管路并启动冲水泵。
在三个智能控制面板上均设置有智能诊断按钮,用于出现故障时控制SCADA界面自动跳转至相应的诊断界面,方便操作者查找故障。采用嵌入式控制器可实现实时控制、监测、管理或辅助其他设备运转,内部的序列发生器和智能终端操控面板可实现对耙吸式挖泥船疏浚控制自动化处理的任务,也可以和常规疏浚控制系统联合操作,使用灵活,简便,提高了施工效率,减少了施工成本,同时提高了自动化精度。
Claims (10)
1.一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统,其特征在于:该疏浚智能辅助控制系统包括嵌入式智能控制器,智能操控终端,智能声响系统和智能监控界面。
2.根据权利要求1所述的一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统,其特征在于:所述嵌入式智能控制器是基于可编程嵌入式控制器PAC,在PAC内嵌智能控制决策模型,包括数据采集模块,实时监测模块,输出指令模块,自动耙管控制序列APSS,自动疏浚控制序列ADSS和自动冲水控制序列AJSS。
3.根据权利要求2所述的一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统,其特征在于:所述自动耙管控制序列包括搁墩、舷外、吸口、离地、着地5个控制过程模块;所述自动疏浚控制序列包括航行、挖泥、旁通、停泵、抽舱、压舱、回填7个控制过程模块;所述自动冲水控制序列包括挖泥、准备、航行、冲洗4个控制过程模块。
4.根据权利要求1所述的一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统,其特征在于:所述智能操控终端包括三个智能操控面板,分别为APSS智能操控面板,ADSS智能操控面板和AJSS智能操控面板。
5.根据权利要求4所述的一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统,其特征在于:所述APSS智能操控面板设置有与PAC连接的CANBUS接口。
6.根据权利要求4所述的一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统,其特征在于:所述APSS智能操控面板上设置有5个与自动耙管控制序列的5个控制过程模块相对应的模式宏键,宏键采用嵌入式安装方式,中间为按钮及状态灯,外圈为备妥灯指示,5个模式宏键分别为搁墩按钮,用于控制耙管到达搁墩位置;舷外按钮,用于控制A架到达舷外的位置;吸口按钮,用于控制耙管到达吸口的位置;离地按钮,用于控制耙头深度达到的位置;着地按钮,用于控制耙头着地。
7.根据权利要求4所述的一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统,其特征在于:所述ADSS智能操控面板上设置有7个与自动疏浚控制序列的7个控制过程模块相对应的模式按钮,分别为航行按钮、挖泥按钮、旁通按钮、停泵按钮、抽舱按钮、压舱按钮和回填按钮,所述航行按钮用于停泵、关闭所有闸阀;所述挖泥按钮用于建立装舱管路并启动泥泵等相关设备;所述旁通按钮用于建立旁通管路并启动泥泵等相关设备;所述停泵按钮用于停止泥泵工作;所述抽舱按钮用于建立抽舱管路并启动泥泵等相关设备进入抽舱作业;所述压舱按钮用于建立压载管路并启动泥泵等相关设备进行快速装舱;所述回填按钮用于控制回填。
8.根据权利要求4所述的一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统,其特征在于:所述AJSS的智能操控面板上设置有4个与自动冲水控制序列的4个控制过程模块相对应的模式按钮,分别为挖泥按钮,准备按钮,航行按钮和冲洗按钮。
9.根据权利要求8所述的一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统,其特征在于:所述挖泥按钮用于建立耙头冲洗管路并启动液压泵、冲水泵;所述准备按钮用于建立耙头冲洗管路并将水泵调至怠速;所述航行按钮用于停止冲水泵并关闭所有蝶阀;所述冲洗按钮用于建立泥舱冲洗管路并启动冲水泵。
10.根据权利要求4所述的一种耙吸式挖泥船疏浚智能辅助控制系统,其特征在于:所述三个智能控制面板上均设置有智能诊断按钮,用于出现故障时控制SCADA界面自动跳转至相应的诊断界面,方便操作者查找故障。
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