RU176997U1 - Automated device for monitoring and control of technological processes of a dredging dredger - Google Patents

Automated device for monitoring and control of technological processes of a dredging dredger Download PDF

Info

Publication number
RU176997U1
RU176997U1 RU2017108731U RU2017108731U RU176997U1 RU 176997 U1 RU176997 U1 RU 176997U1 RU 2017108731 U RU2017108731 U RU 2017108731U RU 2017108731 U RU2017108731 U RU 2017108731U RU 176997 U1 RU176997 U1 RU 176997U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensor
controller
dredging
fuzzy
pulp
Prior art date
Application number
RU2017108731U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Ильич Бабийчук
Ирина Николаевна Зинкевич
Original Assignee
Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации filed Critical Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации
Priority to RU2017108731U priority Critical patent/RU176997U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU176997U1 publication Critical patent/RU176997U1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/88Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements acting by a sucking or forcing effect, e.g. suction dredgers
    • E02F3/90Component parts, e.g. arrangement or adaptation of pumps
    • E02F3/907Measuring or control devices, e.g. control units, detection means or sensors
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2058Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2058Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
    • E02F9/2095Control of electric, electro-mechanical or mechanical equipment not otherwise provided for, e.g. ventilators, electro-driven fans

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области гидромеханизации и предназначена для автоматического и дистанционного автоматизированного управления технологическим оборудованием дноуглубительных землесосных снарядов (земснарядов) с целью обеспечения высокой производительности и безопасности работ и минимизации экипажа судна.Устройство содержит программируемый логический контроллер 1, датчик 2 расхода пульпы, датчик 3 плотности пульпы (консистомер), датчик 4 давления в пульпопроводе, датчик 5 толщины слоя (слоемер), датчик 6 положения грунтозаборной рамы, датчик 7 осадки, каждый из упомянутых датчиков подключен к соответствующему устройству сопряжения с объектом - носовому 8, центральному 9, кормовому 10. Устройства сопряжения с объектом, в свою очередь, подключены через цифровые интерфейсы обмена данными к соответствующему модулю контроллера 1. Также устройство содержит блок 11 сигнализации и пульт 12 оператора, каждый из которых подключен к соответствующему модулю контроллера 1. Устройство имеет в своем составе фаззи-регулятор (регулятор с нечеткой логикой) 13, включающий в себя блок фаззификации 14, блок принятия решений 15, блок базы знаний 16, блок дефаззификации 17, подключенные к соответствующим модулям контроллера 1. Повышение эффективности дноуглубления достигается за счет применения фаззи-регулятора, воздействующего на подачу грунтового насоса, угол наклона грунтозаборной рамы и скорость перемещения земснаряда.The utility model relates to the field of hydromechanization and is intended for automatic and remote automated control of technological equipment of dredging dredging projectiles (dredgers) in order to ensure high productivity and safety of work and minimizing the crew of the vessel. The device contains a programmable logic controller 1, sensor 2 for pulp consumption, sensor 3 for density pulp (consistometer), pressure sensor 4 in the slurry pipeline, layer 5 thickness sensor (layer meter), soil position sensor 6 A primary frame, a precipitation sensor 7, each of these sensors is connected to a corresponding device for interfacing with an object - bow 8, central 9, aft 10. The object interfacing devices, in turn, are connected via digital data exchange interfaces to the corresponding controller module 1. Also the device comprises an alarm unit 11 and an operator panel 12, each of which is connected to the corresponding module of controller 1. The device includes a fuzzy controller (controller with fuzzy logic) 13, which includes fuzzification 14, decision block 15, the knowledge base unit 16, defuzzification block 17 are connected to respective modules of the controller 1. Increased efficiency of dredging is achieved through the use of the fuzzy controller acting on a pump supplying soil, the angle of inclination of the frame and soil feeding speed of the dredger.

Description

Автоматизированное устройство контроля и управления технологическими процессами дноуглубительного земснаряда.Automated device for monitoring and control of technological processes of a dredging dredger.

Полезная модель относится к области гидромеханизации и предназначена для автоматического и дистанционного автоматизированного управления технологическим оборудованием дноуглубительных землесосных снарядов (земснарядов) с целью обеспечения высокой производительности и безопасности работ и минимизации экипажа судна.The utility model relates to the field of hydromechanization and is intended for automatic and remote automated control of technological equipment of dredging dredging projectiles (dredgers) in order to ensure high productivity and safety of work and minimize the crew of the vessel.

Известно Устройство для управления земснарядом [авторское свидетельство на изобретение СССР №708020, МПК Е02F 3/90], содержащее датчик токовой нагрузки двигателя ведущей лебедки, датчик мощности и скорости привода механического разрыхлителя.A device for controlling a dredger [copyright certificate for the invention of the USSR No. 708020, IPC E02F 3/90], comprising a current load sensor of a drive winch engine, a power and speed sensor of a mechanical baking powder drive.

Известен Регулятор управления режимом работы землесосного снаряда [авторское свидетельство на изобретение СССР № SU 1451223 А1, МПК Е02F 3/90], содержащий датчик токовой нагрузки, датчик вакуума, датчик расхода пульпы, датчик консистенции пульпы, формирователи, задатчики зоны нечувствительности, блоки масштабного регулирования, блок задержки, инвертор, задатчики отсечки, блок выделения преобладающего сигнала, формирователь-усилитель, блок аварийной сигнализации, блок индикации.Known Regulator for controlling the operation mode of a suction dredger [USSR inventor's certificate No. SU 1451223 A1, IPC E02F 3/90], comprising a current load sensor, a vacuum sensor, a pulp flow sensor, a pulp consistency sensor, shapers, dead zone adjusters, scale control units , delay unit, inverter, cut-off switches, dominant signal extraction unit, driver amplifier, alarm unit, display unit.

Недостатком указанных устройств является то, что заложенные в них алгоритмы регулирования высокоэффективны только при наличии полного математического описания объекта и предварительной настройки регуляторов в соответствии с этим описанием, что для процесса гидроразработок на практике невозможно. Отсутствие возможности адаптации к меняющимся производственным условиям (плотность грунта, твердость грунта, глубина водоема в месте работ и др.) не позволяет обеспечить максимальную производительность.The disadvantage of these devices is that the control algorithms embedded in them are highly efficient only if there is a full mathematical description of the object and the regulators are pre-configured in accordance with this description, which is practically impossible for the hydroprocessing process. The inability to adapt to changing production conditions (soil density, soil hardness, depth of the reservoir at the place of work, etc.) does not allow for maximum performance.

Более эффективным является применение на земснарядах систем управления, использующих формализованные в виде правил знания эксперта в области гидроразработок. Входные и выходные параметры объекта определяются как лингвистические переменные, а качественное описание процессов задается совокупностью правил, определенных экспертом на основе принципов нечеткой логики (фаззи-логики). Благодаря этому отпадает необходимость наличия полного математического описания объекта управления.More effective is the use of control systems on dredgers using expert knowledge in the field of hydraulic development formalized in the form of rules. The input and output parameters of an object are defined as linguistic variables, and a qualitative description of the processes is set by a set of rules defined by an expert based on the principles of fuzzy logic (fuzzy logic). This eliminates the need for a complete mathematical description of the control object.

Решаемая полезной моделью задача - управление технологическими процессами дноуглубительного земснаряда. Достигаемый технический результат - повышение производительности процесса дноуглубления.The task being solved by a utility model is the control of technological processes of a dredging dredger. Achievable technical result - increased productivity of the dredging process.

Поставленная задача решается введением новых функциональных элементов. Заявленное автоматизированное устройство контроля и управления технологическими процессами дноуглубительного земснаряда содержит программируемый логический контроллер, датчик расхода пульпы, датчик плотности пульпы (консистомер), датчик давления в пульпопроводе, датчик толщины слоя (слоемер), датчик положения грунтозаборной рамы, датчик осадки, каждый из упомянутых датчиков подключен к соответствующему устройству сопряжения с объектом - носовому, центральному, кормовому, также содержит блок сигнализации и пульт оператора, каждый из которых подключен к соответствующему модулю контроллера. Характеризуется тем, что имеет в своем составе фаззи-регулятор (регулятор с нечеткой логикой), включающий в себя блок фаззификации, блок принятия решений, блок базы знаний, блок дефаззификации, подключенные к соответствующим модулям контроллера и связанные между собой через цифровые интерфейсы обмена данными.The problem is solved by the introduction of new functional elements. The claimed automated device for monitoring and controlling the technological processes of a dredging dredger contains a programmable logic controller, a pulp flow sensor, a pulp density sensor (consistometer), a pulp pressure sensor, a layer thickness sensor (layer meter), a frame position sensor, an upsetting sensor, each of these sensors connected to the appropriate device for interfacing with the object - bow, center, aft, also contains an alarm unit and an operator console, each of which is connected to the appropriate controller module. It is characterized by the fact that it includes a fuzzy controller (controller with fuzzy logic), which includes a fuzzification unit, a decision making unit, a knowledge base unit, a defuzzification unit connected to the corresponding controller modules and interconnected via digital data exchange interfaces.

Автоматизированное устройство контроля и управления технологическими процессами дноуглубительного земснаряда, представленное на Фигуре, содержит программируемый логический контроллер 1, датчик 2 расхода пульпы, датчик 3 плотности пульпы (консистомер), датчик 4 давления в пульпопроводе, датчик 5 толщины слоя (слоемер), датчик 6 положения грунтозаборной рамы, датчик 7 осадки, каждый из упомянутых датчиков подключен к соответствующему устройству сопряжения с объектом - носовому 8, центральному 9, кормовому 10. Устройства сопряжения с объектом, в свою очередь, подключены через цифровые интерфейсы обмена данными к соответствующему модулю контроллера 1. Также устройство содержит блок 11 сигнализации и пульт 12 оператора, каждый из которых подключен к соответствующему модулю контроллера 1. Устройство имеет в своем составе фаззи-регулятор (регулятор с нечеткой логикой) 13, включающий в себя блок фаззификации 14, блок принятия решений 15, блок базы знаний 16, блок дефаззификации 17, подключенные к соответствующим модулям контроллера 1. Повышение эффективности дноуглубления достигается за счет применения фаззи-регулятора, воздействующего на подачу грунтового насоса, угол наклона грунтозаборной рамы и скорость перемещения земснаряда.The automated device for monitoring and controlling the technological processes of the dredging dredger shown in the Figure contains a programmable logic controller 1, a pulp flow sensor 2, a pulp density sensor 3 (consistometer), a pressure sensor in the slurry pipe 4, a layer thickness sensor 5 (layer meter), a position sensor 6 soil frame, precipitation sensor 7, each of these sensors is connected to a corresponding device for interfacing with the nose - bow 8, central 9, aft 10. The device for interfacing with the object, in turn, they are connected via digital data exchange interfaces to the corresponding controller module 1. The device also contains an alarm unit 11 and an operator panel 12, each of which is connected to the corresponding controller module 1. The device includes a fuzzy controller (controller with fuzzy logic) 13, which includes a fuzzification unit 14, a decision making unit 15, a knowledge base unit 16, a defuzzification unit 17 connected to the respective controller modules 1. The dredging efficiency is improved due to t applying fuzzy controller acting on a pump supplying soil, the angle of inclination of the frame and soil feeding speed of the dredger.

Заявленное устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.

Датчик 2 расхода пульпы, датчик 3 плотности пульпы (консистомер), датчик 4 давления в пульпопроводе, датчик 5 толщины слоя (слоемер), датчик 6 положения грунтозаборной рамы, датчик 7 осадки непрерывно измеряют текущие значения параметров технологического процесса. Данные от указанных датчиков поступают через устройства 8, 9 и 10 сопряжения с объектом в контроллер 1.Pulp flow sensor 2, pulp density sensor 3 (consistometer), pulp line pressure sensor 4, layer thickness sensor 5 (layer meter), soil frame position sensor 6, sediment sensor 7 continuously measure the current values of the process parameters. Data from these sensors is received through the device 8, 9 and 10 pairing with the object in the controller 1.

В блоке базы знаний 16 хранятся формализованные соответствующим образом нечеткие правила управления, сформированные экспертом на основе логического понимания задачи управления.In the block of the knowledge base 16, fuzzy control rules formalized accordingly are generated, formed by the expert on the basis of a logical understanding of the control problem.

Обработка информации и формирование управляющих воздействий осуществляется следующим образом:Information processing and the formation of control actions is carried out as follows:

1) В блоке фаззификации 14 конкретные значения входных переменных преобразуются в значения лингвистических переменных посредством применения определенных положений теории нечетких множеств, а именно при помощи функций принадлежности.1) In the fuzzification unit 14, the specific values of the input variables are converted into the values of linguistic variables by applying certain provisions of the theory of fuzzy sets, namely using membership functions.

2) В блоке принятия решений 15 на основе хранящихся в блоке базы знаний 16 правил управления, отражающих функциональные отношения между входом и выходом, формируются управляющие воздействия.2) In the decision making block 15, based on the 16 control rules stored in the knowledge base block, which reflect the functional relationship between input and output, control actions are formed.

3) В блоке дефаззификации 17 осуществляется обратный переход от нечетких значений величин (лингвистических переменных) к определенным физическим параметрам, которые поступают в контроллер 1 и далее передаются на исполнительные устройства.3) In the defuzzification unit 17, a reverse transition is carried out from fuzzy values of quantities (linguistic variables) to certain physical parameters that enter controller 1 and are then transferred to actuators.

Для контроля процесса оператором предусмотрены блок 11 сигнализации и пульт 12.To control the process, the operator provides an alarm unit 11 and a remote control 12.

Claims (1)

Автоматизированное устройство контроля и управления технологическими процессами дноуглубительного земснаряда, содержащее программируемый логический контроллер, датчик расхода пульпы, датчик плотности пульпы (консистомер), датчик давления в пульпопроводе, датчик толщины слоя (слоемер), датчик положения грунтозаборной рамы, датчик осадки, каждый из упомянутых датчиков подключен к соответствующему устройству сопряжения с объектом - носовому, центральному, кормовому, также содержит блок сигнализации и пульт оператора, каждый из которых подключен к соответствующему модулю контроллера, отличающееся тем, что имеет в своём составе фаззи-регулятор (регулятор с нечеткой логикой), включающий в себя блок фаззификации, блок принятия решений, блок базы знаний, блок дефаззификации, подключенные к соответствующим модулям контроллера и связанные между собой через цифровые интерфейсы обмена данными.An automated device for monitoring and controlling the technological processes of a dredging dredger containing a programmable logic controller, pulp flow sensor, pulp density sensor (consistometer), pulp pressure sensor, layer thickness sensor (layer meter), soil frame position sensor, sediment sensor, each of these sensors connected to the appropriate device for interfacing with the object - bow, center, stern, also contains an alarm unit and an operator console, each of which connected to the corresponding controller module, characterized in that it includes a fuzzy controller (controller with fuzzy logic), which includes a fuzzification block, a decision block, a knowledge base block, a defuzzification block connected to the corresponding controller modules and interconnected via digital data exchange interfaces.
RU2017108731U 2017-03-16 2017-03-16 Automated device for monitoring and control of technological processes of a dredging dredger RU176997U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017108731U RU176997U1 (en) 2017-03-16 2017-03-16 Automated device for monitoring and control of technological processes of a dredging dredger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017108731U RU176997U1 (en) 2017-03-16 2017-03-16 Automated device for monitoring and control of technological processes of a dredging dredger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU176997U1 true RU176997U1 (en) 2018-02-06

Family

ID=61186797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017108731U RU176997U1 (en) 2017-03-16 2017-03-16 Automated device for monitoring and control of technological processes of a dredging dredger

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU176997U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2796515C1 (en) * 2022-03-28 2023-05-25 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Ордена Жукова Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" Adaptive automatic switchover

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU315749A1 (en) * С. Л. Мадорский , А. А. Федоров DEVICE MANAGEMENT PENELTY
SU1717742A1 (en) * 1990-03-11 1992-03-07 Новосибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного строительства Control device of suction dredger
RU40335U1 (en) * 2004-04-23 2004-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "СНПО Экогидротехника" FLOATING APPLIANCES, PREFERREDLY, FOR LAND WORKS
CN104110050A (en) * 2014-08-04 2014-10-22 武汉理工大学 Digital signal processor based special controller for dredgers
CN104420495A (en) * 2013-09-11 2015-03-18 吴坚 Hydraulic energy-saving fuzzy control system for excavators

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU315749A1 (en) * С. Л. Мадорский , А. А. Федоров DEVICE MANAGEMENT PENELTY
SU160215A1 (en) * Институт гидрологии , гидротехники УССР, Институт электротехники УССР DEVICE FOR REGULATING THE OPERATION MODE OF THE ELECTRIFIED AGRICULTURAL EQUIPMENT
SU199007A1 (en) * Всесоюзный научно исследовательский институт гидроме аниза санитарно техннческих , специальных строительных DEVICE FOR CONTROL OF AGRICULTURAL SHEET
SU1717742A1 (en) * 1990-03-11 1992-03-07 Новосибирский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного строительства Control device of suction dredger
RU40335U1 (en) * 2004-04-23 2004-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "СНПО Экогидротехника" FLOATING APPLIANCES, PREFERREDLY, FOR LAND WORKS
CN104420495A (en) * 2013-09-11 2015-03-18 吴坚 Hydraulic energy-saving fuzzy control system for excavators
CN104110050A (en) * 2014-08-04 2014-10-22 武汉理工大学 Digital signal processor based special controller for dredgers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2796515C1 (en) * 2022-03-28 2023-05-25 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Ордена Жукова Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" Adaptive automatic switchover

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2980322B1 (en) Slewing drive apparatus for construction machine
CN105040770B (en) Building machinery
CN103422527A (en) Self-adaptive control method and device
CN102071717A (en) Adaptive control method for excavator
CN104689627B (en) Intelligent ceramic filter
EP3409846A1 (en) Shovel
CN102686808B (en) Hydraulic pump control device and control method for construction machinery
RU176997U1 (en) Automated device for monitoring and control of technological processes of a dredging dredger
CN105297821A (en) Control method and control system of excavator
CN103925089B (en) Engineering machinery, dynamic energy saving method and system
CN114045897A (en) Load sudden-change speed-dropping control method and system for positive flow system and excavator
CN106930342A (en) Hydraulic crawler excavator
CN104838073B (en) For controlling the apparatus and method of the priority function of engineering machinery
CN106013314A (en) Intelligent assist method of loader
CN103696453A (en) Control method and system used for excavator electric control pump
US10767345B2 (en) Device and method for controlling work machine
CN108457317A (en) The full-automatic bow of trailing suction hopper dredger blows control method
CN202194175U (en) Hydraulic excavator flow saturation dynamic distributing device
RU136055U1 (en) AUTOMATIC CONTROL HYDRAULIC DRIVE FOR SINGLE BUCKET EXCAVATOR
CN206298628U (en) Self-consuming furnace vacuum partial pressure control system
CN104129332A (en) Lifting control structure and mining dump truck
CN103205992A (en) Component and method for controlling power of excavator
CN104454798B (en) A kind of control device and control method for offshore spilled oil oil fence automatic distributing and discharging
CN204200729U (en) A kind of control gear for offshore spilled oil spill containment boom automatic distributing and discharging
CN102383457A (en) System for dynamically allocating saturation flow of hydraulic excavator

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180317

NF9K Utility model reinstated

Effective date: 20200420