[发明专利]一种深海集矿机水上布放回收监控系统

说明书

本发明公开了一种深海集矿机水上布放回收监控系统，包括一体化监视子系统和控制子系统，一体化监视子系统包括多屏监控台、传感器和子系统测控站，传感器与子系统监控站采集监控的数据以及获取的监控信息传输到多屏监控台，多屏监控台接收数据和监控信息，并显示；控制子系统包括主控制台、核心控制级和现场控制级；主控制台实现控制信息的操作、控制和显示，核心控制级实现对电动机和液压设备的控制，现场控制级接收控制信息并完成对除电动机和液压设备之外的其他设备的控制。本发明提出了一种海洋采矿系统布放回收作业方案，较好地解决了海洋采矿这类长管线系统的实际海上布放回收作业问题。

技术领域

本发明涉及一种适用于海洋采矿作业时布放回收的监控系统，属于海洋工程通讯、信息集成技术领域。

背景技术

针对海洋矿产资源开发，我国目前已开展了技术基础研究与采矿、扬矿装备样机研制，系统整体实际装船和开采作业研究还刚刚开始。实际的海上采矿作业中，布放回收系统作为采矿船水面支持子系统的关键组成部分，关系到平时储藏在舱内的集矿机和扬矿子系统能否安全布放到预订作业位置和顺利回收。另外，海上作业系统布放回收过程涉及多部布放设备的协调、与其他子系统的联动，水上水下多处视频、设备参数与位置的监视等，是一个十分复杂的过程，需要对整个过程进行多个对象的监视与控制。

海洋采矿系统布放回收过程中进行监视与控制的关键在于具备详细的海上布放回收作业方案，明确“怎么做”；并结合作业方案，明析作业过程中风险因素，提炼监控对象，解决布放回收时“监视什么、控制什么”的问题；在此基础上，结合通用的集中监视与控制技术，即可研制实际布放回收系统。

针对采矿系统的海上布放回收作业方案，现有基础技术研究已确定了基本的液压悬吊方案(由中国大洋协会总师组拟定的《1000米大洋中试采矿系统水面支持系统方案设计说明》中明确)，并基于虚拟仿真技术进行布放过程中集矿机、软管、扬矿管的水动力计算分析，以期为实际装船后布放回收系统设计提供依据。但目前并未见能用于实际海上布放回收作业的详细方案。

发明内容

本发明的目的在于实现对整个布放回收过程的集中监视和控制，以完成采矿系统海上布放回收和确保作业安全，需解决的关键技术问题可归纳为以下几个方面：

布放回收详细作业流程分析与监控信息选取：目前虽确定了基本的布放回收方案，但无详细的布放回收作业流程，无法确定各个作业阶段需完成的动作及可能存在的风险，需要对此进行详细的分析，在此基础上提取需要集中监视和控制的信息。

一体化监视：布放回收作业过程中，需要从监视摄像头、设备传感器、其他子系统获取所需视频、设备参数、位置参数等，包括视频、文本、模拟量、开关量等多种类型，涉及水上水下多个位置设备，一方面，如何采集到这些信息是需要解决的关键问题之一，另外，由于特殊的通信传输环境，需要使用的传输方式包括串口、以太网、无线WIFI、模拟量传输、PROFIBUS总线等，如何实现信息一体化传输是需要解决的另一关键问题。

远程集中控制：海上采矿作业布放的是集矿机、软管、扬矿子系统、组合缆联合构成的长管线系统，比ROV和潜水器的布放的要复杂的多，其布放回收过程需要进行多个装置的协调控制，从而保障整个系统安全。显然分散地在各个设备上进行本地控制很难实现相互间协调。因此需要进行远程集中控制，以便在一个操控台上进行多个设备的协同作业。

为了解决上述问题，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种深海集矿机水上布放回收监控系统，包括一体化监视子系统和控制子系统，其中，一体化监视子系统包括多屏监控台、集成的传感器以及子系统测控站，传感器与子系统测控站采集监控的数据传输到多屏监控台。

其中，传感器包括摄像机，摄像机可以采用无线网络高清摄像机或模拟高清摄像机，分别采用无线数字通信或模拟传输的方式。

子系统测控站通过RS-422A串口和网络报文的方式将子系统设备参数传输到多屏监控台。