一种浮船坞自动上驳控制系统及方法

技术领域

本发明涉及海洋工程造船技术，更具体地说，涉及一种浮船坞自动上驳控制系统及方法。

背景技术

浮船坞是一种用于修、造船的海洋工程装备。传统的浮船坞经压载水配载，甲板面与码头平齐后，通过绞车及滑轨的方式实现船舶及平台的上驳和下驳过程，过程中需要通过压载水的配载来实现浮船坞和码头时刻保持平齐状态。

大型平台、船舶或从船台、码头移动至浮船坞内是一个复杂且耗时的作业过程，浮船坞内承受载荷会随着平台、船舶的上驳位置变化不断发生变化，从而引起浮船坞重量重心的变化，而在上驳过程中，浮船坞和船台、码头需要在整个作业过程中保证基本平齐，从而保证上驳作业顺利进行，通常需要大量有经验的专业人员根据现场情况不断调整压载水，保证作业要求，但是水位又受到风浪流的影响，传统的上驳作业经常需要暂停调整压载水，作业效率较低，作业风险较大。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种浮船坞自动上驳控制系统及方法，能够通过激光测距仪实时监测上驳平台位置信息，通过预设的上驳平台重量分布，配合浮船坞四角吃水和负载臂载荷，实时计算重量重心及稳性，给出实时配载方案。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种浮船坞自动上驳控制系统，包括：

负载臂，用以连接浮船坞与码头；

负载传感器，设于所述负载臂上，用以实时测量所述浮船坞与所述码头连接位置的负载值；

浮船坞四角吃水监测传感器，用以实时测量所述浮船坞的四角吃水数据；

激光测距仪，用以实时检测所述浮船坞的上驳平台与所述浮船坞的位置及速度；

计算机，用以实时与所述浮船坞进行通讯，并获取所述负载传感器、所述浮船坞四角吃水监测传感器和所述激光测距仪的数据。

较佳的，所述计算机内预装有自动上驳控制系统。

较佳的，所述计算机接入浮船坞控制系统。

本发明第二方面提供了一种浮船坞自动上驳控制方法：

通过所述的浮船坞自动上驳控制系统获取所述上驳平台或所述浮船坞的位置信息，结合预先输入的所述上驳平台或所述浮船坞的分段重量重心分布信息，计算得到当前上驳载荷；

再结合所述浮船坞的四角吃水数据、所述负载臂的所述负载值、当前压载信息以及当前上驳速度，通过稳性计算调整压载方案，实时调整所述浮船坞的浮态，保证与码头高度差在所述负载臂允许范围内，确保被装载物安全上驳。

较佳的，所述浮船坞自动上驳控制方法具体包括以下步骤：

S1、所述计算机读取各舱数据；

S2、所述计算机读取吃水状态；

S3、矫正所述浮船坞的重量；

S4、载入货物数据；

S5、载入潮汐数据；

S6、设置所述码头的高度、初始货物距离、方案更新步长、所述负载臂的目标压力值；

S7、开始上驳，定时读取各个传感器的数据；

S8、根据各个传感器的数据计算上驳重量和所述浮船坞的受力，制定实施调载策略；

S9、持续判断所述浮船坞是否超限，若是，则进入步骤S10，若否，则完成上驳；

S10、中止上驳程序并发送警报；

S11、手动计算产生压载方案；

S12、调整压载矫正状态，再返回步骤S8。

较佳的，所述步骤S9中，持续判断所述浮船坞是否超限具体包括：

S91、判断所述浮船坞是否超限100％，若是，则进入步骤S10，若否，则进入步骤S92；

S92、判断所述浮船坞是否超限75％，若是，则继续判断是否需要手动中止，若否，则进入步骤S93；

S93、判断所述浮船坞是否超限50％，若是，则继续判断是否需要手动中止，若否，则完成上驳。

较佳的，所述步骤S92和步骤S93中，继续判断是否需要手动中止，若是，则进入步骤S10，若否，则根据工况自动更新调载策略后，再返回步骤S91。

本发明所提供的一种浮船坞自动上驳控制系统及方法，能够通过激光测距设备实时监测上驳平台位置信息，通过预设的平台重量分布，配合四角吃水和负载臂载荷，实时计算重量重心及稳性，给出实时配载方案，并下发给控制系统进行调载作业，从而达到平台上驳的自动控制，可提高工作效率，减少作业成本。

附图说明

图1是本发明浮船坞自动上驳控制系统的框架原理示意图；

图2是本发明浮船坞自动上驳控制系统中浮船坞的示意图；

图3是本发明浮船坞自动上驳控制系统中负载臂的示意图；

图4是本发明浮船坞自动上驳控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

结合图1至图3所示，本发明所提供的一种浮船坞自动上驳控制系统，包括：

负载臂1，用以连接浮船坞2与码头3；

负载传感器4，安装在负载臂1上，用以实时测量浮船坞2与码头3连接位置的负载值；

浮船坞四角吃水监测传感器5，用以实时测量浮船坞2的四角吃水数据；

激光测距仪6，用以实时检测浮船坞2的上驳平台(主甲板)与浮船坞3的位置及速度；

计算机7，用以实时与浮船坞2进行通讯，并获取负载传感器4、浮船坞四角吃水监测传感器5(读取实时压载水信息、实时计算当前浮态)和激光测距仪6(根据上驳平台、浮船坞2位置、速度信息，计算当前载荷，预测上驳载荷)的数据。

计算机7内预装有自动上驳控制系统。

计算机7接入浮船坞控制系统，能将最新计算获得的压载方案转化为控制指令控制浮船坞压载系统，操控浮船坞压载系统进行实时调整压载水，保持浮船坞甲板与船台、码头高度一致，完成上驳作业。

本发明还提供了一种浮船坞自动上驳控制方法：

通过本发明浮船坞自动上驳控制系统获取上驳平台或浮船坞2的位置信息，结合预先输入的上驳平台或浮船坞2的分段重量重心分布信息，计算得到当前上驳载荷；

再结合浮船坞2的四角吃水数据、负载臂1的负载值、当前压载信息以及当前上驳速度，通过稳性计算调整压载方案，实时调整浮船坞2的浮态，保证浮船坞2与码头3高度差在负载臂1允许范围内，确保被装载物安全上驳。

结合图4所示，本发明浮船坞自动上驳控制方法具体包括以下步骤：

S1、计算机读取浮船坞2的各舱数据；

S2、计算机读取浮船坞2的吃水状态；

S3、矫正浮船坞2的重量；

S4、载入货物数据；

S5、载入潮汐数据；

S6、设置码头3的高度、初始货物距离、方案更新步长、负载臂1的目标压力值；

S7、开始上驳，定时读取各个传感器(负载传感器4、浮船坞四角吃水监测传感器5和激光测距仪6)的数据；

S8、根据各个传感器的数据计算上驳重量和浮船坞3的受力，制定实施调载策略；

S9、持续判断浮船坞2是否超限，若是，则进入步骤S10，若否，则完成上驳；

S10、中止上驳程序并发送警报；

S11、手动计算产生压载方案；

S12、调整压载矫正状态，再返回步骤S8。

继续参考图4所示，上述步骤S9中，持续判断浮船坞是否超限具体包括：

S91、判断浮船坞2是否超限100％，若是，则进入步骤S10，若否，则进入步骤S92；

S92、判断浮船坞2是否超限75％，若是，则继续判断是否需要手动中止，若否，则进入步骤S93；

S93、判断浮船坞2是否超限50％，若是，则继续判断是否需要手动中止，若否，则完成上驳。

上述步骤S92和步骤S93中，继续判断是否需要手动中止，若是，则进入步骤S10，若否，则根据工况自动更新调载策略后，再返回步骤S91。

本发明浮船坞自动上驳控制系统通过位移传感器提供的上驳平台或船舶位置信息，结合预先输入的上驳平台或船舶分段重量重心分布信息，计算得到当前上驳载荷，再结合浮船坞四角吃水、负载臂负载值、当前压载信息以及当前上驳速度，通过稳性计算调整压载方案，实时调整船舶浮态，满足稳性要求，保证与码头高度差在负载臂允许范围内，确保被装载物安全上驳。

本发明已应用在某浮船坞项目，通过模拟电信号试验，模拟上驳重约18000吨自升式钻井平台，试验显示该系统可实时接受各项信息制定压载方案并下发指令，顺利通过模拟实验，发往交付地，并在交付地再次完成交付试验，交付使用。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。