摘 要：通過開發(fā)耙吸挖泥船疏浚設備操控智能化系統(tǒng)，使繁瑣的控制過程簡單化;智能化診斷及故障情況判定，便于操控人員快速識別及排除故障。

　　關鍵詞：耙吸式挖泥船;邏輯規(guī)則;智能化

　　1 前言

　　隨著耙吸挖泥船參與的疏浚工程對工期和質(zhì)量要求越來越高，特別是業(yè)主更強調(diào)繁忙航道作業(yè)中的耙吸挖泥船先行避讓的要求，對耙吸挖泥船舶操控安全、疏浚工藝的要求也不斷提高。

　　目前，傳統(tǒng)的耙吸挖泥船需要船員在操控臺上根據(jù)當前工況、現(xiàn)場環(huán)境、設備狀態(tài)等，操作一系列的開關按鈕或手柄等來操作控制施工機具設備。這種控制過程以相互獨立的分散式操作為主，雖然系統(tǒng)具備各局部單元的自動化控制和基本的診斷功能，但距離智能化控制還存在一定的差距，尚不能解決因操作人員的操控差異帶來的施工效率上的差異。因此，在更高程度的全系統(tǒng)自動化、智能化疏浚方面的發(fā)展還有較大的提升空間。

　　通過研究耙吸挖泥船施工機理及對應的疏浚設備的智能化控制策略，為船舶開發(fā)耙吸挖泥船疏浚設備操控智能化系統(tǒng)，增強船舶控制的自動化程度和智能化水平，有效避免操作人員的水平帶來的工作差異，通過簡化操作過程來提高效率。

　　2 操縱智能化系統(tǒng)構成

　　耙吸挖泥船疏浚設備操控智能化系統(tǒng)，基于可編程嵌入式控制器(PAC)。PAC內(nèi)嵌智能控制決策模型，通過實時采集疏浚監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)，配合智能操控終端，向系統(tǒng)PLC控制器輸出控制指令，激活、執(zhí)行各種過程控制，通過系統(tǒng)界面把控操作過程及狀態(tài)。智能化子系統(tǒng)構成示意圖，如圖1所示。

　　3 操縱智能化系統(tǒng)主要功能

　　操縱智能化系統(tǒng)功能，基于疏浚作業(yè)階段自動判斷模型(DPADS)的3大功能模塊：自動耙管(APSS)序列化控制;自動疏浚(ADSS)序列化控制，自動沖水(AJSS)序列化控制。

　　3.1疏浚作業(yè)階段的自動判斷模型(DPADS)

　　疏浚作業(yè)階段自動判斷智能模型(DPADS)集成在位于疏浚控制臺的PAC中，主要針對各作業(yè)階段智能識別及綜合控制，其功能包括：設備動作進程識別及作業(yè)階段的判定、設備及控制過程安全保護和報警。

　　3.1.1控制過程序列

　　根據(jù)挖泥船作業(yè)的特征，在本系統(tǒng)中將船舶作業(yè)過程劃分為航行、疏浚、卸泥、停泊4大階段，每個階段包含若干子階段，如圖2所示。

　　3.1.2控制過程安全保護及報警

　　基于疏浚作業(yè)階段自動判斷智能模型(DPADS)，可實時建立APSS、ADSS、AJSS自動控制序列在執(zhí)行過程中出現(xiàn)的故障與診斷界面之間的動態(tài)關聯(lián)。一旦故障出現(xiàn)，可通過按下智能診斷按鈕，控制界面自動跳轉(zhuǎn)至相應的診斷界面，方便故障判斷及協(xié)助維護。

　　3.1.3設備安全決策

　　包括：主機、泥泵、沖水泵、液壓、吊架、絞車等重要設備工作特征的診斷。

　　3.1.4控制過程傳感器安全決策

　　主要功能包括：傳感器斷電診斷、傳感器進水診斷、傳感器越界診斷、傳感器線性故障診斷等。針對故障傳感器進行判別標記，例如：閘閥、蝶閥限位條件標記(假開、假關);吊架限位條件標記(到位、未到位);各傳感器故障標記等。

　　3.2 自動耙管(APSS)控制

　　自動耙管控制序列的智能APSS軟控面板，設置6組模式按鈕：“擱墩”控制耙管到達擱墩位置;“舷內(nèi)”控制A字架到達弦內(nèi)位置;“舷外”控制A字架到達弦外位置;“吸口”控制耙管到達吸口位置;“離地”控制耙頭深度達到;“著地”控制耙頭放置施工面。

　　3.2.1模式轉(zhuǎn)換及控制

　　疏浚作業(yè)階段自動判斷智能模型(DPADS)，建立了對應的條件預設，所有功能按鈕將按照相應邏輯規(guī)則執(zhí)行。

　　例如：A1擱墩模式按鈕，可以把處于A2舷內(nèi)、A3舷外、A4吸口等狀態(tài)或處于過渡狀態(tài)中的耙管一鍵控制至A1擱墩狀態(tài)，通過DPADS中的邏輯規(guī)則對各動作條件判斷(如液壓系統(tǒng)是否滿足等);狀態(tài)條件判斷(如擱墩限位，A子架限位等狀態(tài));各個絞車及A字架的連鎖控制，從而實現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換。A1擱墩至A2舷內(nèi)模式轉(zhuǎn)換控制過程，見圖3所示。

　　3.2.2主要安全決策

　　(1)動作時間保護及傳感器失效報警

　　當轉(zhuǎn)換過程所用的時間超過設定時間，系統(tǒng)將停止絞車及吊架動作及系統(tǒng)界面報警;當水下傳感器出現(xiàn)進水、斷線等故障時，將退出自動控制模式，同時系統(tǒng)界面報警。

　　推薦閱讀：寫工業(yè)生產(chǎn)智能化的論文有哪些引用文獻