[发明专利]一种绞吸挖泥船经济产量自动挖泥控制方法

说明书

本发明涉及一种绞吸挖泥船经济产量自动挖泥控制方法，属于工程船舶自动化控制技术领域，该方法首先在当前施工工况下，根据施工的万方油耗与挖泥产量历史数据，分析“挖泥产量/万方油耗”比值，以取最大比值的方式确定该工况下最具经济效益的施工产量目标值，以此产量目标值确定对应的水下泵吸入真空和泥浆流速，保持泥浆流速和水下泵吸入真空处于控制范围来控制横移速度，并控制各疏浚设备按预定次序联合动作，从而实现高效且经济效益最好的绞吸挖泥船自动疏浚作业。本发明的控制方法可以获得最佳的经济产出与成本投入的比值，够极大程度地减少疏浚作业人员的劳动量，提高施工质量，保障设备安全，降低油耗，大大提高经济效益。

技术领域

本发明属于工程船舶自动化控制技术领域，特别是涉及一种绞吸挖泥船经济产量自动挖泥控制方法。

背景技术

绞吸挖泥船在航道疏浚和吹填造陆工程中都不发挥着不可代替的主力军作用，随着计算机和网络技术的发展，施工人员可通过远程的工作站控制疏浚设备、监视疏浚过程，显著的提高了挖泥船的施工效率，但人员的操作水平和熟练程度对施工产量和效率产生较大影响，其中相同产量下的油耗差异较大是主要问题之一，不仅极大的影响了项目成本，还对施工环境产生了一定的危害。若能将船舶施工产量与油耗间建立最优模型，并依据此模型实时自动控制船舶施工，便可使绞吸挖泥船的施工效率与油耗匹配。

为解决以上问题，通过进行绞吸挖泥船自动挖泥控制的相关研究，提出了一种绞吸挖泥船经济产量的自动挖泥控制方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种绞吸挖泥船经济产量自动挖泥控制方法。

本发明是这样实现的，一种绞吸挖泥船经济产量自动挖泥控制方法，该方法首先在当前施工工况下，根据施工的万方油耗与挖泥产量历史数据，分析“挖泥产量/万方油耗”比值，以取最大比值的方式确定该工况下最具经济效益的施工产量目标值，以此产量目标值确定对应的水下泵吸入真空和泥浆流速，保持泥浆流速和水下泵吸入真空处于控制范围来控制横移速度，并控制各疏浚设备按预定次序联合动作，从而实现高效且经济效益最好的绞吸挖泥船自动疏浚作业。

本控制方法的主要疏浚控制对象包括横移绞车、桥架绞车、绞刀、钢桩台车、真空释放阀等绞吸挖泥船疏浚机具。

控制过程中需要的主要信号有：横移速度、切削厚度、桥架深度、水下泵吸入真空、泥泵转速、台车行程、泥浆浓度、水深、桥架距边线的距离和挖泥剖面等。各个信号通过对应安装位置的传感器采集。

还需设定的施工参数包括最佳经济产量目标设定、切削厚度设定、横移边线加/减速率设定、台车步进距离设定、桥架深度设定及其他检测参数等。

本控制方法针对主要疏浚控制对象分别建立子控制器，主要包括：横移自动控制器、绞刀转速自动控制器器、桥架自动控制器、钢桩台车自动控制器、泥浆输送流速控制器和真空释放阀自动控制器。各子控制器之间通过共同涉及的控制参数相互影响。

各个子控制器采用应急控制优先级最高，手动控制次之，自动控制优先级最低，即任何时候系统只要收到应急控制指令或手动控制指令，则自动退出自动控制模式。

绞吸挖泥船主要疏浚设备的联动动作次序根据现场施工需要可能有所不同。在不同的动作次序下均可以应用本控制方法，核心在于根据设定的经济产量目标，控制横移速度，保持泥浆流速和水下泵真空值处于控制范围。

本发明具有的优点和积极效果是：

1)本发明的控制方法由于引入了挖泥产量与万方油耗的比值因子作为选择经济产量时的决定因素，因此可以保证在此经济产量下进行的自动挖泥施工可以获得最佳的经济产出与成本投入的比值，从而大大提高经济效益；

2)本发明的控制方法综合利用了计算机、网络、传感器和自动控制等技术，解决了过于传统疏浚挖泥作业过于依靠疏浚作业人员人工的问题，能够实现疏浚机具自动化施工作业，提高了疏浚效率，同时能够有效保证设备的安全，提高经济效益。