CN118461695B - 一种疏浚作业控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能控制技术领域，提供一种疏浚作业控制系统，包括：与中控系统连接，用于通过液压控制阀控制绞车的横移速度、横移张力以及绞车开关的绞车横移运动单元；与中控系统连接，用于控制疏浚船船体行走移动的移船单元；与中控系统连接，用于根据锚的各个参数对锚进行收放控制的抛锚单元；与中控系统连接，用于根据液压冷却水、船体平衡压载水以及消防水对应的水参数进行控制调节的水系控制调节单元；与中控系统连接的辅机单元；与中控系统连接，用于控制升降绞车和铰刀头实现挖深动作的挖深控制单元；与中控系统连接，用于控制泥泵对泥沙进行定量采集的清淤控制单元，从而实现对疏浚作业的精确控制，提高作业效率。

Description

一种疏浚作业控制系统

技术领域

本发明属于智能控制技术领域，尤其涉及一种疏浚船作业控制系统。

背景技术

疏浚为疏通、扩宽或挖深河湖等水域，用人力或机械进行水下土石方开挖工程，疏浚船是一种常见的工具。

申请号201910309881.8的中国发明专利，公开一种码头下方疏浚作业系统，包括船体本体、尾接箱、行车平台系统、绞车起重系统、横扫系统、疏浚设备系统、船体平衡系统和船体定位系统。可无限扩展的平台架构设计模式使疏浚作业平台能够广泛适用于各种类型码头的施工；集成化的疏浚设备系统满足小平台大挖深及多种类型土质的疏浚要求；可摆转机械臂结构对疏浚作业平台进行安全定位；行车平台系统与横扫系统相互配合，实现码头下方全方位疏浚作业；船体平衡系统可用于平衡施工过程中平台的重心变化，确保施工安全。

但是，上述公开的疏浚作业系统中所涉及的各个系统的控制协调性存在缺陷，而且控制不精准，导致疏浚作业效率降低。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种疏浚作业控制系统，旨在解决现有技术公开的疏浚作业系统中所涉及的各个系统的控制协调性存在缺陷，而且控制不精准，导致疏浚作业效率降低的问题。

本发明所提供的技术方案是：一种疏浚作业控制系统，所述疏浚作业控制系统包括：

与中控系统连接，用于通过液压控制阀控制绞车的横移速度、横移张力以及绞车开关的绞车横移运动单元；

与中控系统连接，用于控制疏浚船船体行走移动的移船单元；

与中控系统连接，用于根据锚的各个参数对锚进行收放控制的抛锚单元；

与中控系统连接，用于根据液压冷却水、船体平衡压载水以及消防水对应的水参数进行控制调节的水系控制调节单元；

与中控系统连接的辅机单元；

与中控系统连接，用于控制升降绞车和铰刀头实现挖深动作的挖深控制单元；

与中控系统连接，用于控制泥泵对泥沙进行定量采集的清淤控制单元。

作为一种改进的方案，所述绞车横移运动单元包括横移运动控制器、横移运动寄存器、外围信号采集设备、第一控制阀块、第二控制阀块、第一液压泵、第二液压泵以及自主横移系统，其中：

所述横移运动控制器分别与所述中控系统、横移运动寄存器、第一控制阀块及第二控制阀块连接；

所述横移运动寄存器与所述外围信号采集设备连接；

所述第一控制阀块一端与左横移绞车连接，另一端与第一液压泵连接，所述第二控制阀块一端与右横移绞车连接，另一端与第二液压泵连接，所述第一液压泵、第二液压泵分别与所述自主横移系统连接。

作为一种改进的方案，所述外围信号采集设备包括与所述横移运动寄存器连接的测距仪、地磁传感器、DGPS控制器以及坐标仪，其中：

所述地磁传感器、DGPS控制器分别用于控制疏浚作业船船体左右摆动；

所述测距仪用于检测所述疏浚作业船船体周边是否有礁石以及船是否靠岸；

所述坐标仪用于记录当前作业区域内障碍物的坐标参数，并在显示屏中进行显示。

作为一种改进的方案，所述移船单元包括移船运动控制器、移船运动寄存器、测距传感器、主定位桩阀组、辅定位桩阀组、自主推进阀组、主定位桩泄压阀组、辅定位桩泄压阀组、台车油缸、主定位桩油缸、副定位桩油缸、第三液压泵、第四液压泵、第五液压泵、自主推进模块以及换桩模块；

其中，所述移船运动控制器分别与所述移船运动寄存器、中控系统、主定位桩阀组、辅定位桩阀组以及自主推进阀组连接；

所述主定位桩阀组一端与第三液压泵连接，另一端与主定位桩泄压阀组连接，所述主定位桩泄压阀组与所述主定位桩油缸连接，所述主定位桩油缸与主定位桩连接；

所述辅定位桩阀组一端与第四液压泵连接，另一端与辅定位桩泄压阀组连接，所述辅定位桩泄压阀组与所述副定位桩油缸连接，所述副定位桩油缸与副定位桩连接；

所述自主推进阀组一端与所述第五液压泵连接，另一端与所述台车油缸连接，所述台车油缸与台车连接；

所述第三液压泵、第四液压泵分别与所述换桩模块连接，所述第五液压泵与所述自主推进模块连接。

作为一种改进的方案，所述抛锚单元包括抛锚控制器、抛锚寄存器、锚参数获取模块、第一控制阀块、第二控制阀块、第三控制阀块、第四控制阀块、第六液压泵、第七液压泵、第八液压泵以及第九液压泵；

其中，所述抛锚控制器分别与抛锚寄存器、中控系统、第一控制阀块、第二控制阀块、第三控制阀块以及第四控制阀块连接；

所述第一控制阀块一端与所述第六液压泵连接，另一端与左横移绞车连接，所述第二控制阀块一端与所述第七液压泵连接，另一端与右横移绞车连接，所述第三控制阀块一端与所述第八液压泵连接，另一端与左抛锚绞车连接，所述第四控制阀块一端与所述第九液压泵连接，另一端与右抛锚绞车连接；

所述左横移绞车、右横移轿车与锚首通过钢丝绳连接，左抛锚绞车、右抛锚绞车应与锚尾通过钢丝绳连接；

所述锚参数获取模块包括倾角传感器、第一压力传感器、重锤传感器、定位器、差分式GPS以及限位开关。

作为一种改进的方案，所述水系控制调节单元包括水系调节控制器、水系寄存器、水系参数获取模块、变频器、冷却水水泵、消防水泵、船体平衡电磁阀、液压冷却电磁阀以及消防水电磁阀；

其中，所述水系调节控制器分别与所述中控系统、水系寄存器、变频器、冷却水水泵以及消防水泵连接，所述变频器与所述船体平衡电磁阀连接，所述冷却水水泵与所述液压冷却电磁阀连接，所述消防水泵与所述消防水电磁阀连接；

所述水系参数获取模块包括火焰传感器、液位传感器、角度传感器、超声测距传感器以及吃水液位传感器。

作为一种改进的方案，所述辅机单元包括辅机控制器、辅机控制寄存器、辅机运行参数获取模块、油门电机、熄火电机以及启动器；

其中，辅机控制器分别与所述中控系统、辅机控制寄存器、油门电机、熄火电机以及启动器连接，所述油门电机、熄火电机以及启动器分别与辅发动机连接；

所述辅机控制寄存器与辅机运行参数获取模块连接，所述辅机运行参数获取模块包括转速传感器、频率检测器、温度传感器、第二压力传感器以及液位传感器。

作为一种改进的方案，所述挖深控制单元包括挖深控制器、挖深寄存器、桥架升降阀组、铰刀阀组、桥架换向阀组、铰刀换向阀组、第十液压泵、第十一液压泵以及挖深控制参数获取模块；

其中，所述挖深寄存器、桥架升降阀组、铰刀阀组、桥架换向阀组、铰刀换向阀组以及中控系统分别与所述挖深控制器连接；

所述桥架升降阀组一端与所述桥架换向阀组连接，另一端与所述第十液压泵连接，所述桥架换向阀组另一端与升降绞车连接；

所述铰刀阀组一端与所述铰刀换向阀组连接，另一端与所述第十一液压泵连接，所述铰刀换向阀组另一端与铰刀头连接；

所述挖深控制参数获取模块包括振动传感器、角度传感器、负压传感器以及测深仪。

作为一种改进的方案，所述清淤控制单元包括清淤控制器、清淤寄存器、清淤控制参数获取模块、调速电机、启动器、熄火电机、主发动机、齿轮箱、合拍电机、泥泵和排管；

其中，所述清淤控制器分别与所述清淤寄存器、清淤控制参数获取模块、调速电机、启动器、熄火电机、合拍电机以及封水泵连接，所述调速电机、启动器、熄火电机以及燃油泵分别与所述主发动机连接，所述主发动机的输出端连接所述齿轮箱，所述齿轮箱与所述合拍电机连接，所述合拍电机的输出端与所述泥泵连接，所述泥泵与所述排管连接；

所述清淤控制参数获取模块包括转速传感器、振动传感器、温度传感器、流速检测仪器以及出口压力检测仪器。

在本发明实施例中，疏浚作业控制系统包括：与中控系统连接，用于通过液压控制阀控制绞车的横移速度、横移张力以及绞车开关的绞车横移运动单元；与中控系统连接，用于控制疏浚船船体行走移动的移船单元；与中控系统连接，用于根据锚的各个参数对锚进行收放控制的抛锚单元；与中控系统连接，用于根据液压冷却水、船体平衡压载水以及消防水对应的水参数进行控制调节的水系控制调节单元；与中控系统连接的辅机单元；与中控系统连接，用于控制升降绞车和铰刀头实现挖深动作的挖深控制单元；与中控系统连接，用于控制泥泵对泥沙进行定量采集的清淤控制单元，从而实现对疏浚作业的精确控制，提高作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明提供的疏浚作业控制系统的结构框图；

图2是本发明提供绞车横移运动单元的结构框图；

图3是本发明提供的移船单元的结构框图；

图4是本发明提供的抛锚单元的结构框图；

图5是本发明提供的水系控制调节单元的结构框图；

图6是本发明提供的辅机单元的结构框图；

图7是本发明提供的挖深控制单元的结构框图；

图8是本发明提供的清淤控制单元的结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的、技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1示出了本发明实施例提供的疏浚作业控制系统的结构框图，为了便于说明，图中仅给出了与本发明实施例相关的部分。

疏浚作业控制系统包括：

与中控系统连接，用于通过液压控制阀控制绞车的横移速度、横移张力以及绞车开关的绞车横移运动单元；

与中控系统连接，用于控制疏浚船船体行走移动的移船单元；

与中控系统连接，用于根据锚的各个参数对锚进行收放控制的抛锚单元；

与中控系统连接，用于根据液压冷却水、船体平衡压载水以及消防水对应的水参数进行控制调节的水系控制调节单元；

与中控系统连接的辅机单元；

与中控系统连接，用于控制升降绞车和铰刀头实现挖深动作的挖深控制单元；

与中控系统连接，用于控制泥泵对泥沙进行定量采集的清淤控制单元。

在该实施例中，上述中控系统为工业控制系统，该工业控制系统是对诸如图像、语音信号等大数据量、高速率传输的要求，又催生了当前在商业领域风靡的以太网与控制网络的结合。这股工业控制系统网络化浪潮又将诸如嵌入式技术、多标准工业控制网络互联、无线技术等多种当今流行技术融合进来，从而拓展了工业控制领域的发展空间。

如图2所示，绞车横移运动单元包括横移运动控制器、横移运动寄存器、外围信号采集设备、第一控制阀块、第二控制阀块、第一液压泵、第二液压泵以及自主横移系统，其中：

所述横移运动控制器分别与所述中控系统、横移运动寄存器、第一控制阀块及第二控制阀块连接；

所述横移运动寄存器与所述外围信号采集设备连接；

所述第一控制阀块一端与左横移绞车连接，另一端与第一液压泵连接，所述第二控制阀块一端与右横移绞车连接，另一端与第二液压泵连接，所述第一液压泵、第二液压泵分别与所述自主横移系统连接。

其中，所述外围信号采集设备包括与所述横移运动寄存器连接的测距仪、地磁传感器、DGPS控制器以及坐标仪，其中：

所述地磁传感器、DGPS控制器分别用于控制疏浚作业船船体左右摆动；

所述测距仪用于检测所述疏浚作业船船体周边是否有礁石以及船是否靠岸；

所述坐标仪用于记录当前作业区域内障碍物的坐标参数，并在显示屏中进行显示。

在该实施例中，该绞车横移运动单元的控制原理是辅机带动液压泵液压油供油至液压绞车，具体实现为：

利用控制阀块控制对应的绞车的横移速度、横移张力及绞车开关；

地磁传感器和DGPS控制器控制疏浚船船体左右摆动，地磁传感器作为辅助参考信号，DGPS作为主信号，测距仪检测船体附近是否有礁石，是否靠岸，以防移船时船体与岸边产生碰撞，坐标仪用于记录此工作区域内哪个区域有障碍物，并在显示屏中显示，供人为判断；

如图3所示，移船单元包括移船运动控制器、移船运动寄存器、测距传感器、主定位桩阀组、辅定位桩阀组、自主推进阀组、主定位桩泄压阀组、辅定位桩泄压阀组、台车油缸、主定位桩油缸、副定位桩油缸、第三液压泵、第四液压泵、第五液压泵、自主推进模块以及换桩模块；

其中，所述移船运动控制器分别与所述移船运动寄存器、中控系统、主定位桩阀组、辅定位桩阀组以及自主推进阀组连接；

主定位桩阀组一端与第三液压泵连接，另一端与主定位桩泄压阀组连接，所述主定位桩泄压阀组与所述主定位桩油缸连接，所述主定位桩油缸与主定位桩连接；

辅定位桩阀组一端与第四液压泵连接，另一端与辅定位桩泄压阀组连接，所述辅定位桩泄压阀组与所述副定位桩油缸连接，所述副定位桩油缸与副定位桩连接；

自主推进阀组一端与所述第五液压泵连接，另一端与所述台车油缸连接，台车油缸与台车连接；

第三液压泵、第四液压泵分别与所述换桩模块连接，所述第五液压泵与所述自主推进模块连接。

其中，主定位桩油缸和副定位桩油缸用于举升定位桩，定位桩又分为主桩和副桩，主桩安装在台车抱箍处，台车推动主定位桩将船体推进，每一个油缸处安装测距传感器，主要用于检测油缸举升的距离，同时控制油缸的举升速度。台车油缸负责推进船体行走，推进后需把主定位桩升起，台车油缸进行回缩，主定位桩提升时需把副定位桩插下去。当举升回缩时直接控制泄压电磁阀块，进行泄压靠定位桩自重插到河底淤泥处。自动控制：换桩动作将主定位桩油缸拉动主定位桩提升，副定位桩油缸进行泄压副定位桩靠自重插在淤泥里，台车油缸进行回收时一次性回收，回收后将主桩油缸进行泄压，主桩靠自重插在淤泥里，完成换桩动作。根据刀头尺寸确定台车前进的尺寸，输入当前油缸最大行程，根据刀头直径进行分段推进。

该移船单元工作流程控制实现步骤为：

自主移船：

根据刀头尺寸数值判断台车每次向前推进多少。

自动换桩：

1.将副桩插入水中。

2. 通过主桩油缸将主桩提升，并判断定位桩是否离开泥面。如没有离开泥面，主桩油缸进行回收，主桩油缸回收完成后，油缸继续提升。

3.台车油缸拉动台车进行回收。

4.主桩油缸泄压使主桩插入泥层下。

5. 通过副桩油缸将主桩提升，并判断副桩是否离开泥面。如没有离开泥面，副桩油缸进行回收，副桩油缸回收完成后，油缸继续提升。

如图4所示，抛锚单元包括抛锚控制器、抛锚寄存器、锚参数获取模块、左横移控制阀组、右横移控制阀组、左抛锚控制阀组、右抛锚控制阀组、第六液压泵、第七液压泵、第八液压泵以及第九液压泵；

其中，所述抛锚控制器分别与抛锚寄存器、中控系统、左横移控制阀组、右横移控制阀组、左抛锚控制阀组以及右抛锚控制阀组连接；

左横移控制阀组一端与所述第六液压泵连接，另一端与左横移绞车连接，所述右横移控制阀组一端与所述第七液压泵连接，另一端与右横移绞车连接，所述左抛锚控制阀组一端与所述第八液压泵连接，另一端与左抛锚绞车连接，所述右抛锚控制阀组一端与所述第九液压泵连接，另一端与右抛锚绞车连接；

所述左横移绞车、右横移轿车与锚首通过钢丝绳连接，左抛锚绞车、右抛锚绞车应与锚尾通过钢丝绳连接；

所述锚参数获取模块包括倾角传感器、第一压力传感器、重锤传感器、定位器、差分式GPS以及限位开关。

其中，利用控制阀块控制绞车收放锚速度，绞车开关。重锤传感器判断锚收时是否到达判定位置，倾角传感器判断放锚是否平放至水下，横移绞车瞬间拉近锚将锚的双齿拉入淤泥地下，根据压力传感器传输至寄存器中的数据判断预先设定的压力Mpa，从而判断锚的双齿是否在泥土里，差分式GPS定位器识别锚的具体位置，锚处差分式GPS与船体横移模块差分式GPS形成的夹角，可使控制器判断横移角度可达最大角度。

如图5所示，水系控制调节单元包括水系调节控制器、水系寄存器、水系参数获取模块、变频器、冷却水水泵、消防水泵、船体平衡电磁阀、液压冷却电磁阀以及消防水电磁阀；

其中，所述水系调节控制器分别与所述中控系统、水系寄存器、变频器、冷却水水泵以及消防水泵连接，所述变频器与所述船体平衡电磁阀连接，所述冷却水水泵与所述液压冷却电磁阀连接，所述消防水泵与所述消防水电磁阀连接；

所述水系参数获取模块包括火焰传感器、液位传感器、角度传感器、超声测距传感器以及吃水液位传感器。

其中，水系控制调节单元主要分为液压冷却水自动调节系统、船体平衡压载水调节系统以及消防水调节系统，液压冷却水调节系统分别有液位传感器和温度传感器，温度传感器主要用于检测液压冷却器的水温，液位传感器主要用于检查冷却水是否充满液位传感器。

船体平衡压载水调节系统分别有角度传感器，液位传感器，压载水水泵，角度传感器识别船体平衡度，液位传感器用于识别压载舱内水位。超声测距传感器用于测船体当前吃水是多少，测距测量甲板与水面的距离。消防水系统主要由火焰传感器与消防水泵组成，火焰传感器主要用于探测火焰中的紫外线而获得信息，如火焰传感器获得信号，通过消防水泵和消防管道将进行喷淋灭火；

工作流程控制：

1.角度传感器判断船体角度向哪方倾斜。

2.跟据吃水液位传感器判断当前船体吃水是否达到设计吃水，如没达到设计吃水，控制器将控制压载水水泵进行补水以能达到设计吃水从而保证船体稳性。

3.角度如有倾斜，通过液位传感器传输至寄存器内的数据判断压载舱当前液位，如一侧压载舱液位过高并且通过角度传感器的数据得知此压载舱对比其他三处压载舱得出此压载舱吃水较深，将通过压载水水泵将吃水较深压载舱中的压载水向船外排放水，直至船体保持水平，如一侧压载舱液位较低而且根据角度传感器得出此处压载舱吃水较深，就将其他三处压载舱进行压载，以保证船体平行及稳性。

系统控制：控制系统自检，当前共有几个压载舱，液位传感器检测当前每个压载舱水位（压载舱舱容积需手动设置）现有多少吨压载水，角度传感器判断纵向倾斜和横向倾斜（如有倾斜系统控制压载水泵进行补水/排水，补水或排水应参照超声波传感器给出的信号，如超理论吃水将倾斜角处压载舱进行抽水，若未超理论吃水线将倾角对角处进行压载），超声波测距仪检测船体吃水是否超过理论吃水线。

如图6所示，辅机单元包括辅机控制器、辅机控制寄存器、辅机运行参数获取模块、油门电机、熄火电机以及启动器；

其中，辅机控制器分别与所述中控系统、辅机控制寄存器、油门电机、熄火电机以及启动器连接，所述油门电机、熄火电机以及启动器分别与辅发动机连接；

该辅机控制寄存器与辅机运行参数获取模块连接，所述辅机运行参数获取模块包括转速传感器、频率检测器、温度传感器、第二压力传感器以及液位传感器。

在该实施例中，辅发动主要用于带动发电机及液压泵，液压油箱处安装液压油液位传感器，当液压油箱的油少于正常工作的油，将报警。压力传感器用于检测液压泵处的油是否达到相应的压力值，温度传感器用于检测液压油冷却器的油温度是否正常，若超出预定值应报警，频率检测器用于检测发电机发出的电的频率是否达到用电要求。转速传感器用于检测辅发动机转速是否正常，油门电机用于将辅发动机转速提升/下降，熄火电机用于将发动机熄火。

辅机单元的工作流程控制：

1.辅发动机开启，辅发动机自检，机温温度是否正常，发动机是否有异常振动，机油油温是否正常，发动机怠速1分钟进行自检，中间出现何故障都将发动机熄火；

2.将转速提升至工作转速；

3.检查发电机工作是否正常；

4.检查液压泵压力是否正常；

系统控制：

发动机启动器点火；

发动机工作转速；

燃油液位传感器开始自检，燃油液位正常进行下一步；

油门电机开始拉动油门拉线使发动机转速开始提升；

转速传感器检测是否达到液压泵所需转速达到进行下一步；

频率检测器开始检测电是否达用电要求；

达到用电要求后发动机拉线电机停止拉动，并保持当前转速；

液压油油温，温度传感器实时检测。

关闭时

油门电机迅速将辅机速度降至怠速状态；

熄火电机拉动熄火连杆将辅发动机进行熄火。

如图7所示，挖深控制单元包括挖深控制器、挖深寄存器、桥架升降阀组、铰刀阀组、桥架换向阀组、铰刀换向阀组、第十液压泵、第十一液压泵以及挖深控制参数获取模块；

其中，所述挖深寄存器、桥架升降阀组、铰刀阀组、桥架换向阀组、铰刀换向阀组以及中控系统分别与所述挖深控制器连接；

所述桥架升降阀组一端与所述桥架换向阀组连接，另一端与所述第十液压泵连接，所述桥架换向阀组另一端与升降绞车连接；

所述铰刀阀组一端与所述铰刀换向阀组连接，另一端与所述第十一液压泵连接，所述铰刀换向阀组另一端与铰刀头连接；

所述挖深控制参数获取模块包括振动传感器、角度传感器、负压传感器以及测深仪。

在该实施例中，挖深控制单元主要由液压系统带动，分别分为升降绞车，和铰刀头，升降绞车部分分别有负压传感器和角度传感器，负压传感器检测桥架第一次下放时是否碰到泥，角度传感器作用实时判断现在挖深多少，并通过角度传感器的数据，控制器判断每一次进刀量。震动传感器的作用为铰刀头下放挖到石头/坚硬物体后铰刀头会不会跳刀，如震动幅度大于预设范围内，可以判断铰刀头跳刀证明挖到石头/坚硬物体，并及时反馈判断绕过这个石头/坚硬物体。

如图8所示，清淤控制单元包括清淤控制器、清淤寄存器、清淤控制参数获取模块、调速电机、启动器、熄火电机、主发动机、齿轮箱、合拍电机、泥泵和排管；

其中，所述清淤控制器分别与所述清淤寄存器、清淤控制参数获取模块、调速电机、启动器、熄火电机、合拍电机以及封水泵连接，所述调速电机、启动器、熄火电机以及燃油泵分别与所述主发动机连接，所述主发动机的输出端连接所述齿轮箱，所述齿轮箱与所述合拍电机连接，所述合拍电机的输出端与所述泥泵连接，所述泥泵与所述排管连接；

清淤控制参数获取模块包括转速传感器、振动传感器、温度传感器、流速检测仪器以及出口压力检测仪器。在该实施例中，启动器用于启动主发动机，调速电机用于给主发动机调速，熄火电机用于发动机熄火，震动传感器检测发动机振动频率是否正常，长时间监视发动机是否正常，温度传感器检测机油温度是否正常，不正常则报警，另一个温度传感器用于检测水温，检测水温是否正常，不正常则报警，燃油泵用于给主发动机供油，转速传感器用于监测发动机转速，发动机是否达到合拍值，当转速达到合拍值时，变速箱处的合拍电机控制变速箱进行合拍，如何控制产量时应达到多少转速。封水泵用于给泥泵封水用，吸口负压传感器，用于判断泥泵的产量，出口正压传感器用于检测出口压力是否有堵管情况，转速传感器用于检测泥泵内转速是否正常。

清淤控制单元的工作流程控制：

检测柴油容量剩余多少；

检测封水泵吸口处水量是否满足水泵开启：

1.发动机开启，发动机进行自检，水温温度是否正常，震动频率是否正常，机油油温是否正常，转速是否正常，发动机怠速1分钟进行自检，中间出现何故障都将发动机熄火。

2.封水泵启动

3.将转速提升至合拍值，（主控制系统检测桥架吸口处是否存在水，如在水下控制系统控制合拍电机进行合拍）；

4.变速箱进行合拍；

5.检测泥泵转速是否正常；

6.发动机进行提速，提速至预先设定的产量值所对应的发动机转速。

为了便于说明，结合上述各个单元的功能，下述给出疏浚作业控制系统的具体实现流程：

第一步，将辅发动机点火，为了发动机的长久性能着想，缓冲1分钟，热机。随后辅机通过油门拉线电机收线，将辅发动机的油门拉杆拽动进行提速，随后控制器开始判断，发电机的频率值是否达到发电要求及液压压力要求。若达到发电要求和液压压力要求则此程序工作完成；

第二步，铰刀头开始旋转，通过用户输入的值，将铰刀头的转速提升至相应数值。随后判断挡位与转速值是否有差异，判断完成后，工作执行完成；

第三步，控制升降绞车将桥架降落到吸水进刀值；

第四步，主发动机点火，开始热机1分钟，通过拉线电机收将发动机油门拉杆拉动使发动机转速达到合拍值，封水泵启动，封水压力值达到相关数值后齿轮箱进行合拍，系统检查泥泵转速是否达到正常值，未达到程序暂停进行自检，达到后工作执行完成；

第五步，根据测深仪判断当前工况是多少米，如大于挖深最大挖深值，则跳转至推进油缸推进动作。若未大于最大挖深值，则桥架下降，直至达到负压值，桥架停止下降，下降过程中桥架的振动值大于一定频率，桥架提升，程序自检；

第六步，左横移绞车收，通过液压张力阀块，右横移阀块放，如右横移绞车未放，则是横移张力过大，降低横移张力。左横移绞车收右横移绞车放，直至船体向左摆动至最大值，横移绞车停止工作，工作执行完成；

第七步，根据用户设置的进刀值，桥架下放；

第八步，右横移绞车收，通过液压张力阀块，左横移阀块放，如左横移绞车未放，则是横移张力过大，降低横移张力。右横移绞车收左横移绞车放，直至船体向右摆动至最大值，横移绞车停止工作，工作执行完成；

第九步，输入铰刀头尺寸与刀头尺寸与桥架角度自动计算油缸推进值。推进油缸开始推进，推进油缸达到推进值，工作执行完成；

第十步，根据测深仪判断当前工况是多少米，如大于挖深最大挖深值，则跳转至推进油缸推进动作。若未大于最大挖深值，则桥架下降，直至达到负压值，桥架停止下降，下降过程中桥架的振动值大于一定频率，桥架是上升程序自检；

第十一步，左横移绞车收，通过液压张力阀块，右横移阀块放，如右横移绞车未放，则是横移张力过大，降低横移张力。左横移绞车收右横移绞车放，直至船体向左摆动至最大值，横移绞车停止工作，工作执行完成；

第十二步，根据用户设置的进刀值，桥架下放；

第十三步，右横移绞车收，通过液压张力阀块，左横移阀块放，如左横移绞车未放，则是横移张力过大，降低横移张力。右横移绞车收左横移绞车放，直至船体向右摆动至最大值，横移绞车停止工作，工作执行完成；

十四步，通过辅定位桩液压油缸控制辅定位桩下降，随后判断辅定位桩下降值是否符合用户设定的辅定位桩下降值。下一步通过主定位桩液压油缸控制主定位桩上升，随后判断主定位桩提升值是否符合用户设定的主定位桩提升值。推进油缸进行回收，推进油缸回收至零位。通过主定位桩液压油缸控制主定位桩下降，随后判断主定位桩下降值是否符合用户设定的主定位桩下降值。下一步通过辅定位桩液压油缸控制辅定位桩上升，随后判断辅定位桩提升值是否符合用户设定的主定位桩提升值。

在本发明实施例中，上述图2至图8中记载的各个实施例中，均用到液压泵，即第一液压泵至第十一液压泵，在图中和上述文字部分记载的是按照第一开始标记的记载方式，在实际的应用中，可以采用一个统一的液压泵实现，在此不再赘述，但不用以限制本发明。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种疏浚作业控制系统，其特征在于，所述疏浚作业控制系统包括：

与中控系统连接，用于通过液压控制阀控制绞车的横移速度、横移张力以及绞车开关的绞车横移运动单元；

与中控系统连接，用于控制疏浚船船体行走移动的移船单元；

与中控系统连接，用于根据锚的各个参数对锚进行收放控制的抛锚单元；

与中控系统连接，用于根据液压冷却水、船体平衡压载水以及消防水对应的水参数进行控制调节的水系控制调节单元；

与中控系统连接的辅机单元；

与中控系统连接，用于控制升降绞车和铰刀头实现挖深动作的挖深控制单元；

与中控系统连接，用于控制泥泵对泥沙进行定量采集的清淤控制单元；

所述绞车横移运动单元包括横移运动控制器、横移运动寄存器、外围信号采集设备、第一控制阀块、第二控制阀块、第一液压泵、第二液压泵以及自主横移系统，其中：

所述横移运动控制器分别与所述中控系统、横移运动寄存器、第一控制阀块及第二控制阀块连接；

所述横移运动寄存器与所述外围信号采集设备连接；

所述第一控制阀块一端与左横移绞车连接，另一端与第一液压泵连接，所述第二控制阀块一端与右横移绞车连接，另一端与第二液压泵连接，所述第一液压泵、第二液压泵分别与所述自主横移系统连接；

所述外围信号采集设备包括与所述横移运动寄存器连接的测距仪、地磁传感器、DGPS控制器以及坐标仪，其中：

所述地磁传感器、DGPS控制器分别用于控制疏浚作业船船体左右摆动；

所述测距仪用于检测所述疏浚作业船船体周边是否有礁石以及船是否靠岸；

所述坐标仪用于记录当前作业区域内障碍物的坐标参数，并在显示屏中进行显示。

2.根据权利要求1所述的疏浚作业控制系统，其特征在于，所述移船单元包括移船运动控制器、移船运动寄存器、测距传感器、主定位桩阀组、辅定位桩阀组、自主推进阀组、主定位桩泄压阀组、辅定位桩泄压阀组、台车油缸、主定位桩油缸、副定位桩油缸、第三液压泵、第四液压泵、第五液压泵、自主推进模块以及换桩模块；

其中，所述移船运动控制器分别与所述移船运动寄存器、中控系统、主定位桩阀组、辅定位桩阀组以及自主推进阀组连接；

所述主定位桩阀组一端与第三液压泵连接，另一端与主定位桩泄压阀组连接，所述主定位桩泄压阀组与所述主定位桩油缸连接，所述主定位桩油缸与主定位桩连接；

所述辅定位桩阀组一端与第四液压泵连接，另一端与辅定位桩泄压阀组连接，所述辅定位桩泄压阀组与所述副定位桩油缸连接，所述副定位桩油缸与副定位桩连接；

所述自主推进阀组一端与所述第五液压泵连接，另一端与所述台车油缸连接，所述台车油缸与台车连接；

所述第三液压泵、第四液压泵分别与所述换桩模块连接，所述第五液压泵与所述自主推进模块连接。

3.根据权利要求1所述的疏浚作业控制系统，其特征在于，所述抛锚单元包括抛锚控制器、抛锚寄存器、锚参数获取模块、左横移控制阀组、右横移控制阀组、左抛锚控制阀组、右抛锚控制阀组、第六液压泵、第七液压泵、第八液压泵以及第九液压泵；

其中，所述抛锚控制器分别与抛锚寄存器、中控系统、左横移控制阀组、右横移控制阀组、左抛锚控制阀组以及右抛锚控制阀组连接；

所述左横移控制阀组一端与所述第六液压泵连接，另一端与左横移绞车连接，所述右横移控制阀组一端与所述第七液压泵连接，另一端与右横移绞车连接，所述左抛锚控制阀组一端与所述第八液压泵连接，另一端与左抛锚绞车连接，所述右抛锚控制阀组一端与所述第九液压泵连接，另一端与右抛锚绞车连接；

所述左横移绞车、右横移绞车与锚首通过钢丝绳连接，左抛锚绞车、右抛锚绞车应与锚尾通过钢丝绳连接；

所述锚参数获取模块包括倾角传感器、第一压力传感器、重锤传感器、定位器、差分式GPS以及限位开关。

4.根据权利要求1所述的疏浚作业控制系统，其特征在于，所述水系控制调节单元包括水系调节控制器、水系寄存器、水系参数获取模块、变频器、冷却水水泵、消防水泵、船体平衡电磁阀、液压冷却电磁阀以及消防水电磁阀；

其中，所述水系调节控制器分别与所述中控系统、水系寄存器、变频器、冷却水水泵以及消防水泵连接，所述变频器与所述船体平衡电磁阀连接，所述冷却水水泵与所述液压冷却电磁阀连接，所述消防水泵与所述消防水电磁阀连接；

所述水系参数获取模块包括火焰传感器、液位传感器、角度传感器、超声测距传感器以及吃水液位传感器。

5.根据权利要求1所述的疏浚作业控制系统，其特征在于，所述辅机单元包括辅机控制器、辅机控制寄存器、辅机运行参数获取模块、油门电机、熄火电机以及启动器；

其中，辅机控制器分别与所述中控系统、辅机控制寄存器、油门电机、熄火电机以及启动器连接，所述油门电机、熄火电机以及启动器分别与辅发动机连接；

所述辅机控制寄存器与辅机运行参数获取模块连接，所述辅机运行参数获取模块包括转速传感器、频率检测器、温度传感器、第二压力传感器以及液位传感器。

6.根据权利要求1所述的疏浚作业控制系统，其特征在于，所述挖深控制单元包括挖深控制器、挖深寄存器、桥架升降阀组、铰刀阀组、桥架换向阀组、铰刀换向阀组、第十液压泵、第十一液压泵以及挖深控制参数获取模块；

其中，所述挖深寄存器、桥架升降阀组、铰刀阀组、桥架换向阀组、铰刀换向阀组以及中控系统分别与所述挖深控制器连接；

所述桥架升降阀组一端与所述桥架换向阀组连接，另一端与所述第十液压泵连接，所述桥架换向阀组另一端与升降绞车连接；

所述铰刀阀组一端与所述铰刀换向阀组连接，另一端与所述第十一液压泵连接，所述铰刀换向阀组另一端与铰刀头连接；

所述挖深控制参数获取模块包括振动传感器、角度传感器、负压传感器以及测深仪。

7.根据权利要求1所述的疏浚作业控制系统，其特征在于，所述清淤控制单元包括清淤控制器、清淤寄存器、清淤控制参数获取模块、调速电机、启动器、熄火电机、主发动机、齿轮箱、合拍电机、泥泵和排管；

其中，所述清淤控制器分别与所述清淤寄存器、清淤控制参数获取模块、调速电机、启动器、熄火电机、合拍电机以及封水泵连接，所述调速电机、启动器、熄火电机以及燃油泵分别与所述主发动机连接，所述主发动机的输出端连接所述齿轮箱，所述齿轮箱与所述合拍电机连接，所述合拍电机的输出端与所述泥泵连接，所述泥泵与所述排管连接；

所述清淤控制参数获取模块包括转速传感器、振动传感器、温度传感器、流速检测仪器以及出口压力检测仪器。