本發(fā)明涉及挖泥船疏浚系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種智能絞吸式挖泥船的控制系統(tǒng)與控制方法。

背景技術(shù)：

水利清淤，河道治理，航道疏浚，環(huán)保清污、吹填造地及島嶼建設關(guān)乎國計民生，疏浚作為改善基礎設施的手段之一，已經(jīng)成為我國經(jīng)濟發(fā)展的先決條件。近年來，隨著國際貿(mào)易的日益繁榮，疏浚對經(jīng)濟發(fā)展的促進和保障作用也日益明顯。在我國，疏浚工程需求量大，疏浚施工技術(shù)與挖泥施工設備在今后必將長足發(fā)展。

挖泥船作為疏浚施工的主要設備，具有廣闊的市場。挖泥船尤其是絞吸式挖泥船是一種水力式挖泥船，適用于挖掘松散砂、砂壤土、淤泥等松散軟塑粘土，作業(yè)時間長，挖泥平整度高。影響挖泥船生產(chǎn)率的因素有很多，土質(zhì)情況及設備運轉(zhuǎn)情況都對生產(chǎn)率有很大影響。挖泥船在施工時，駕駛員需要根據(jù)施工區(qū)土質(zhì)情況及經(jīng)驗控制好橫移壓力、橫移速度、絞刀轉(zhuǎn)速、絞刀壓力、水下泵排壓、艙內(nèi)泵排壓、真空值、流速等參數(shù)在濃度最好時的關(guān)系情況，掌握好各種關(guān)系的最佳組合。由于駕駛員的精力有限，不可能一直處于精神高度集中狀態(tài)，無法使?jié)舛纫恢碧幱谧罴褷顟B(tài)。因此，對智能絞吸式挖泥船的研究就非常有必要了。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種智能絞吸式挖泥船的控制系統(tǒng)與控制方法，相比于傳統(tǒng)挖泥船，智能化程度高，可靈活、便捷地進行挖泥作業(yè)，不需要駕駛員手動操控各類控制把柄，可顯著提高疏浚吹填效率，極大降低工作人員的勞動強度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面的實施例提供一種智能絞吸式挖泥船的控制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集終端、中控服務器、執(zhí)行控制器和執(zhí)行機構(gòu)；

所述數(shù)據(jù)采集終端固定設置在挖泥船的執(zhí)行機構(gòu)上，且與PLC控制器相連接，用于采集挖泥船的工作參數(shù)；并將采集到的工作參數(shù)通過OPC接口傳送至中控服務器；

所述中控服務器包括監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)服務器；所述監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)服務器分別通過工業(yè)以太網(wǎng)與PLC控制器相連接；所述數(shù)據(jù)服務器，用于接收PLC控制器發(fā)送的工作參數(shù)并進行存儲，作為歷史數(shù)據(jù)以備查詢；所述監(jiān)控模塊用于讀取數(shù)據(jù)服務器中的挖泥船工作參數(shù)并利用顯示器進行模擬顯示；所述數(shù)據(jù)處理模塊用于讀取數(shù)據(jù)服務器中的挖泥船的工作參數(shù)，并通過神經(jīng)網(wǎng)絡算法進行優(yōu)化分析，并根據(jù)計算結(jié)果生成控制指令，并將控制指令發(fā)送至PLC控制器，以備執(zhí)行控制器讀?。?/p>

所述執(zhí)行控制器通過Profibus-DP現(xiàn)場總線與PLC控制器相連接；用于讀取PLC控制器發(fā)送的控制指令并根據(jù)控制指令控制執(zhí)行機構(gòu)動作；

所述執(zhí)行機構(gòu)與執(zhí)行控制器相連接，用于接收執(zhí)行控制器的控制指令，并根據(jù)所述控制指令完成相應的控制動作。

優(yōu)選的，所述執(zhí)行控制器包括絞刀變頻器、泥泵變頻器、定位樁臺車、橫移絞車；

所絞刀變頻器用于控制絞刀以不同的轉(zhuǎn)速進行運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)絞刀的上浮和下潛，來挖掘水下泥土；

所述泥泵變頻器用于控制泥泵在不同的轉(zhuǎn)速下進行運轉(zhuǎn)吸取泥漿，并將泥漿排放挖泥船的泥艙之中；

所述定位樁臺車用于控制定位樁和帶有升降樁、制動樁、倒樁、立樁的臺車進行移動來定位挖泥船的位置和挖泥船的進尺；

所述橫移絞車用于通過絞動纜繩帶動挖泥船的橫移橋架以鋼樁為中心來回擺動挖泥。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集終端包括橋架角度傳感器、定位樁位移傳感器、吃水深度變送器、GPS、潮位遙報儀接收機、電羅經(jīng)；

所述橋架角度傳感器固定在橫移橋架上，用于檢測橫移橋架相對于水面的角度；

所述定位樁位移傳感器固定在定位樁臺車上，用于檢測定位樁臺車的行程；

所述吃水深度變送器固定在挖泥船底部，用于檢測挖泥船的吃水深度；

所述潮位遙報儀接收機用于檢測挖泥船的潮位信息；

所述電羅經(jīng)用于檢測挖泥船的航向信號。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集終端還包括所述液壓傳感器和所述電氣傳感器；

所述液壓傳感器用于檢測挖泥船各液壓部分的液壓比例閥值，包括檢測橫移絞車的液壓比例閥值和橋架提升絞車的液壓比例閥值；

所述電氣傳感器用于檢測挖泥船各電機部分的電氣參數(shù)，包括檢測泥泵電機的電流參數(shù)、頻率參數(shù)、功率參數(shù)和檢測絞刀電機的電流參數(shù)、頻率參數(shù)、功率參數(shù)。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種智能絞吸式挖泥船的控制方法，包括以下步驟：

步驟S1，將數(shù)據(jù)采集終端固定設置在挖泥船的執(zhí)行機構(gòu)上，且與PLC控制器相連接，采集挖泥船的工作參數(shù)；并將采集到的工作參數(shù)通過OPC接口傳送至中控服務器；

步驟S2，所述中控服務器接收所述PLC控制器發(fā)送的工作參數(shù)并進行存儲，利用顯示器進行模擬顯示，以提供疏浚人員進行實時監(jiān)控；同時通過神經(jīng)網(wǎng)絡算法進行優(yōu)化分析，并根據(jù)計算結(jié)果生成控制指令，同時將控制指令發(fā)送至PLC控制器，并由所述PLC控制器進一步轉(zhuǎn)發(fā)至所述執(zhí)行控制器；

步驟S3，所述執(zhí)行控制器通過Profibus-DP現(xiàn)場總線接收來自PLC控制器的控制指令，并根據(jù)控制指令控制執(zhí)行機構(gòu)動作，完成相應的控制動作；

步驟S4，執(zhí)行機構(gòu)動作后，數(shù)據(jù)采集終端繼續(xù)采集最新的挖泥船工作參數(shù)，然后按照上述步驟重復執(zhí)行。

進一步，步驟S1中，所述數(shù)據(jù)采集終端包括橋架角度傳感器、定位樁位移傳感器、吃水深度變送器、GPS、潮位遙報儀接收機、電羅經(jīng)、液壓傳感器、電氣傳感器；

所述橋架角度傳感器固定在橫移橋架上，檢測橫移橋架相對于水面的角度；

所述定位樁位移傳感器固定在定位樁臺車上，檢測定位樁臺車的行程；

所述吃水深度變送器固定在挖泥船底部，檢測挖泥船的吃水深度；

所述潮位遙報儀接收機檢測挖泥船的潮位信息；

所述電羅經(jīng)檢測挖泥船的航向信號。

進一步，步驟S1中，所述數(shù)據(jù)采集終端還包括所述液壓傳感器和所述電氣傳感器；

所述液壓傳感器用于檢測挖泥船各液壓部分的液壓比例閥值，包括檢測橫移絞車的液壓比例閥值和橋架提升絞車的液壓比例閥值；

所述電氣傳感器用于檢測挖泥船各電機部分的電氣參數(shù)，包括檢測泥泵電機的電流參數(shù)、頻率參數(shù)、功率參數(shù)和檢測絞刀電機的電流參數(shù)、頻率參數(shù)、功率參數(shù)。

進一步，步驟S3中所述執(zhí)行控制器執(zhí)行過程遵循以下步驟：

步驟S31，所述定位樁臺車利用控制定位樁和帶有升降樁、制動樁、倒樁、立樁的臺車進行移動來定位挖泥船的位置和挖泥船的進尺；

步驟S32，所述橫移橋架上固定有絞刀，通過橫移橋架上的絞車絞動纜繩，帶動挖泥船以定位樁為中心來回擺動挖泥；

步驟S33，絞刀位置確定后，所述絞刀變頻器控制絞刀以不同的轉(zhuǎn)速進行運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)絞刀的上浮和下潛，來挖掘水下泥土；

步驟S34，所述泥泵變頻器控制泥泵在不同的轉(zhuǎn)速下進行運轉(zhuǎn)吸取泥漿，所吸取的泥漿為絞刀挖掘后松散的泥漿，并將泥漿排放挖泥船的泥艙之中。

根據(jù)本發(fā)明實施例提供的一種智能絞吸式挖泥船的控制系統(tǒng)與方法相比于傳統(tǒng)挖泥船的控制方法至少具有以下優(yōu)點：

智能挖泥系統(tǒng)綜合運用神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)，達到對挖泥船進行系統(tǒng)、全面且精準的控制，同時結(jié)合編程序控制器(PLC)、OPC接口技術(shù)、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等先進技術(shù)，將采集到的工作參數(shù)進行綜合運用，從而規(guī)劃出最優(yōu)方案，智能化程度高，可靈活、便捷地進行挖泥作業(yè)，不需要駕駛員手動操控各類控制把柄，可顯著提高疏浚吹填效率，極大降低工作人員的勞動強度。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本發(fā)明一種智能絞吸式挖泥船的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明一種智能絞吸式挖泥船的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一種智能絞吸式挖泥船的控制方法的流程圖；

圖4為本發(fā)明一種智能絞吸式挖泥船的中執(zhí)行機構(gòu)的操作流程圖；

圖5為本發(fā)明一種智能絞吸式挖泥船的控制系統(tǒng)中神經(jīng)網(wǎng)絡的示意圖；

圖6為本發(fā)明一種智能絞吸式挖泥船的控制系統(tǒng)的OPC客戶/服務器模式結(jié)構(gòu)圖；

附圖標記：1、數(shù)據(jù)采集終端；2、中控服務器；3、執(zhí)行控制器；4、執(zhí)行機構(gòu)；101、橋架角度傳感器；102、定位樁位移傳感器；103、吃水深度變送器；104、GPS；105、潮位遙報儀接收機；106、電羅經(jīng)；107、液壓傳感器；108、電氣傳感器；201、監(jiān)控模塊；202、數(shù)據(jù)處理模塊；203、數(shù)據(jù)服務器；301、絞刀變頻器；302、泥泵變頻器；303、定位樁臺車；304、橫移絞車；401、定位樁；402、臺車；403、絞刀；404、橫移橋架；405、泥泵。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

如圖1-2所示，本發(fā)明實施例提供的一種智能絞吸式挖泥船的控制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集終端1、中控服務器2、執(zhí)行控制器3和執(zhí)行機構(gòu)4。

數(shù)據(jù)采集終端1固定設置在執(zhí)行機構(gòu)上，且與PLC控制器相連接，用于采集挖泥船的工作參數(shù)；并將采集到的工作參數(shù)通過OPC接口傳送至中控服務器2。

數(shù)據(jù)采集終端1包括橋架角度傳感器101、定位樁位移傳感器102、吃水深度變送器103、GPS104、潮位遙報儀接收機105、電羅經(jīng)106、液壓傳感器107、電氣傳感器108；橋架角度傳感器101固定在橫移橋架304上，用于檢測橫移橋架304相對于水面的角度；定位樁位移傳感器102固定在定位樁臺車402上，用于檢測定位樁臺車402的行程；吃水深度變送器103固定在挖泥船底部，用于檢測挖泥船的吃水深度；潮位遙報儀接收機105用于檢測挖泥船的潮位信息；電羅經(jīng)106用于檢測挖泥船的航向信號。

進一步，數(shù)據(jù)采集終端1還包括液壓傳感器107和電氣傳感器108；液壓傳感器107用于檢測挖泥船各液壓部分的液壓比例閥值，包括檢測橫移絞車的液壓比例閥值和橋架提升絞車的液壓比例閥值；電氣傳感器108用于檢測挖泥船各電機部分的電氣參數(shù)，包括檢測泥泵電機的電流參數(shù)、頻率參數(shù)、功率參數(shù)和檢測絞刀電機的電流參數(shù)、頻率參數(shù)、功率參數(shù)。

中控服務器2包括監(jiān)控模塊201、數(shù)據(jù)處理模塊202、數(shù)據(jù)服務器203；監(jiān)控模塊201、數(shù)據(jù)處理模塊202、數(shù)據(jù)服務器203分別通過工業(yè)以太網(wǎng)與PLC控制器相連接；

數(shù)據(jù)服務器203專門用于存儲施工現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)的計算機，將PLC傳過來的數(shù)據(jù)保存好，有三方面的作用，一是將數(shù)據(jù)傳遞至監(jiān)控計算機實時顯示，二是將數(shù)據(jù)傳遞至分析計算機進行分析，三是便于相關(guān)人員進行查閱、拷貝數(shù)據(jù)等操作。

監(jiān)控模塊201利用顯示器進行模擬顯示，實現(xiàn)挖泥船上各種設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，數(shù)據(jù)服務器203將數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控模塊201，監(jiān)控模塊將各種施工參數(shù)顯示在友好的人機交互界面上，供疏浚人員查看、分析，以實現(xiàn)實時監(jiān)控。

數(shù)據(jù)處理模塊202采用神經(jīng)網(wǎng)絡算法，數(shù)據(jù)服務器將數(shù)據(jù)傳遞至數(shù)據(jù)處理模塊202，數(shù)據(jù)處理模塊利用神經(jīng)網(wǎng)絡進行分析優(yōu)化，根據(jù)優(yōu)化結(jié)果，生成控制指令，向PLC控制器發(fā)送相應的指令，PLC則根據(jù)指令控制設備運行。

優(yōu)化分析過程為輸入層的各個節(jié)點設置觸發(fā)閾值；輸入層多次采集工作參數(shù)，根據(jù)多次采集的數(shù)值進行多次迭代自動生成學習規(guī)則，當各個工作參數(shù)達到觸發(fā)閾值時將工作參數(shù)發(fā)送至中控服務器，中控服務器根據(jù)學習規(guī)則設有相應的控制指令，并將控制指令進行多方向傳遞，相應的控制機構(gòu)根據(jù)接收到的控制指令進行動作。

執(zhí)行控制器3通過Profibus-DP現(xiàn)場總線與PLC控制器相連接；用于接收數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送的控制指令并根據(jù)控制指令控制執(zhí)行機構(gòu)動作。執(zhí)行控制器3包括絞刀變頻器301、泥泵變頻器302、定位樁臺車303、橫移絞車304；定位樁臺車303用于控制定位樁401和帶有升降樁、制動樁、倒樁、立樁的臺車402進行移動來定位挖泥船的位置和挖泥船的進尺；橫移橋架404用于固定絞刀403，并通過橫移絞車304通過絞動纜繩帶動挖泥船，用于控制橫移橋架以鋼樁為中心來回擺動挖泥。

絞刀變頻器305用于控制絞刀403以不同的轉(zhuǎn)速進行運轉(zhuǎn)，控制絞刀電機轉(zhuǎn)動，向絞刀電機輸入頻率不同的電源，頻率越高轉(zhuǎn)數(shù)越大，最終能夠控制絞刀能夠在不同轉(zhuǎn)數(shù)下實現(xiàn)絞刀403的上浮和下潛，來挖掘水下泥土；泥泵變頻器306和絞刀變頻器類似，用于控制泥泵404在不同的轉(zhuǎn)速下進行運轉(zhuǎn)吸取泥漿，實現(xiàn)泥沙管道輸送流速穩(wěn)定，泥泵轉(zhuǎn)數(shù)越高，泥沙管道輸送流速就越高并將泥漿排放挖泥船的泥艙之中。

執(zhí)行機構(gòu)4與執(zhí)行控制器3相連接，用于接收執(zhí)行控制器3的控制指令。這里執(zhí)行機構(gòu)4為具體執(zhí)行操作指令的設備，例如絞刀403，絞刀變頻器301控制絞刀403旋進或旋出，絞刀403即為絞刀變頻器301的執(zhí)行機構(gòu)。因此執(zhí)行機構(gòu)4包括定位樁401、臺車402、絞刀403、橫移橋架404、泥泵405。

如圖5所示，需要說明的是神經(jīng)網(wǎng)絡算法是利用數(shù)據(jù)采集終端1采集的挖泥船的工作參數(shù)，這里的工作參數(shù)包括橫移橋架304相對于水面的角度、定位樁臺車402的行程、挖泥船的吃水深度、挖泥船的潮位信息、航向信號以及液壓傳感器107和電氣傳感器108檢測到的各部分液壓比例閥值和個電氣部分的電氣參數(shù)；上述各個工作參數(shù)構(gòu)成神經(jīng)網(wǎng)絡中的輸入層的一個節(jié)點；中控服務器2中的各個計算機構(gòu)成中間層的各個節(jié)點，并根據(jù)PID控制規(guī)則進行控制指令優(yōu)化；并將控制指令輸出；執(zhí)行控制器3包括的上述多個控制設備構(gòu)成神經(jīng)網(wǎng)絡的多個輸出層節(jié)點；接收控制指令，并控制執(zhí)行機構(gòu)做出動作。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡具有初步的自適應與自組織能力。在學習或訓練過程中改變突觸權(quán)重值，以適應周圍環(huán)境的要求。同一網(wǎng)絡因?qū)W習方式及內(nèi)容不同可具有不同的功能。人工神經(jīng)網(wǎng)絡是一個具有學習能力的系統(tǒng)，可以發(fā)展知識，以致超過設計者原有的知識水平。通常，它的學習訓練方式可分為兩種，一種是有監(jiān)督或稱有導師的學習，這時利用給定的樣本標準進行分類或模仿；本發(fā)明采用的另一種是無監(jiān)督學習或稱為無導師學習，這時，只規(guī)定學習方式或某些規(guī)則，則具體的學習內(nèi)容隨系統(tǒng)所處環(huán)境(即輸入信號情況)而異，系統(tǒng)可以自動發(fā)現(xiàn)環(huán)境特征和規(guī)律性，具有更近似人腦的功能。

具體如表1所示人工神經(jīng)網(wǎng)絡具有非線性的信息處理能力、輸入-輸出映射能力、證據(jù)反應能力、適應性能力、容錯能力、超大規(guī)模集成的可執(zhí)行能力、分析設計一致性能力以及生物神經(jīng)模擬能力。

表1神經(jīng)網(wǎng)絡類型與功能

一般而言，神經(jīng)網(wǎng)絡與經(jīng)典計算方法相比并非優(yōu)越，只有當常規(guī)方法解決不了或效果不佳時選用神經(jīng)網(wǎng)絡方法才能顯示出其優(yōu)越性。對問題的機理不甚了解或不能用數(shù)學模型表示的系統(tǒng)，如故障診斷、特征提取和預測等問題，神經(jīng)網(wǎng)絡往往是最有利的工具。同時神經(jīng)網(wǎng)絡對處理大數(shù)據(jù)量而無法用規(guī)則、公式表示的問題，表現(xiàn)出極大的靈活性和自適應性。

如圖6所示，本發(fā)明中PLC和中控服務器(監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)服務器)之間的通訊采用OPC方式。OPC以OLE技術(shù)為基礎，采用客戶端(OPC Client 1～2)/服務器(OPC Server 1～3)模式，為工業(yè)自動化面向?qū)ο蟮拈_發(fā)提供統(tǒng)一的標準，這個標準定義了應用Microsoft操作系統(tǒng)在基于PC的客戶機之間交換自動化實時數(shù)據(jù)的方法。采用這項標準后，硬件開發(fā)商將取代軟件開發(fā)商為自己的硬件產(chǎn)品開發(fā)統(tǒng)一的OPC接口程序，而軟件開發(fā)者可以免除開發(fā)驅(qū)動程序的工作，從而提高了系統(tǒng)的開放性和互操作性。

OPC通訊協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)準確、實時性高，并且OPC通信協(xié)議是一種過程控制的對象連接和嵌入技術(shù)，通過對微軟公司對象的連接，嵌入技術(shù)、部件對象模型與分布式部件對象模型技術(shù)的結(jié)合，給工業(yè)自動化和過程控制領(lǐng)域提供了標準的接口、方法和屬性。

利用OPC協(xié)議通信，交換控制系統(tǒng)實現(xiàn)現(xiàn)場設備與過程管理信息，得到更好的開放式控制系統(tǒng)，PLC和計算機通過OPC協(xié)議實現(xiàn)信息的實時傳遞，為挖泥船的智能化提供通信支持。

挖泥船可以為絞吸式挖泥船、耙吸式挖泥船、鏈斗式挖泥船，但不限于此。

本發(fā)明所述的智能絞吸式挖泥船的控制系統(tǒng)，主要采用Profibus-DP現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)兩種方式通信。利用中控服務器實現(xiàn)的監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)服務器作為系統(tǒng)的核心，采用工業(yè)以太網(wǎng)連接挖泥船上所有設備及系統(tǒng)。工業(yè)以太網(wǎng)具有傳送能力強、速度快以及抗干擾性能好的特點，由它能構(gòu)成一個挖泥船的全局域控制網(wǎng)絡?，F(xiàn)場設備主要采用Profibus-DP現(xiàn)場總線連接，它適應惡劣環(huán)境能力比較強，可以連接各個現(xiàn)場控件的控制子系統(tǒng)進行通信。通過系統(tǒng)集成，使計算機、變頻器、PLC、傳感器等形成一個整體。該系統(tǒng)的功能是完成挖泥船的智能最優(yōu)控制，實現(xiàn)以最小的代價換取最高的產(chǎn)量。

如圖3所示，本發(fā)明另一個實施例一種智能絞吸式挖泥船的控制方法，包括以下步驟：步驟S1，將數(shù)據(jù)采集終端11固定設置在執(zhí)行機構(gòu)4上，采集挖泥船的工作參數(shù)；并將采集到的工作參數(shù)通過OPC接口傳送至中控服務器22。

步驟S1中，數(shù)據(jù)采集終端11包括橋架角度傳感器101、定位樁位移傳感器102、吃水深度變送器103、GPS104、潮位遙報儀接收機105、電羅經(jīng)106、液壓傳感器107、電氣傳感器108；橋架角度傳感器101固定在橫移橋架304上，用于檢測橫移橋架304相對于水面的角度；定位樁位移傳感器102固定在定位樁臺車303上，用于檢測定位樁臺車303的行程；吃水深度變送器103固定在挖泥船底部，用于檢測挖泥船的吃水深度；潮位遙報儀接收機105用于檢測挖泥船的潮位信息；電羅經(jīng)106用于檢測挖泥船的航向信號。

步驟S1中，數(shù)據(jù)采集終端11還包括液壓傳感器107和電氣傳感器108；液壓傳感器107用于檢測挖泥船各液壓部分的液壓比例閥值，包括檢測橫移絞車404的液壓比例閥值和橋架提升絞車的液壓比例閥值；電氣傳感器108用于檢測挖泥船各電機部分的電氣參數(shù)，包括檢測泥泵405電機的電流參數(shù)、頻率參數(shù)、功率參數(shù)和檢測絞刀403電機的電流參數(shù)、頻率參數(shù)、功率參數(shù)。

步驟S2，中控服務器22包括監(jiān)控模塊201、數(shù)據(jù)處理模塊202、數(shù)據(jù)服務器203；其中，數(shù)據(jù)服務器203專門用于存儲施工現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)的計算機，將PLC傳過來的數(shù)據(jù)保存好，以備監(jiān)控模塊201和數(shù)據(jù)處理模塊202調(diào)取。

監(jiān)控模塊201調(diào)取數(shù)據(jù)，利用顯示器進行模擬顯示，實現(xiàn)挖泥船上各種設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，監(jiān)控模塊將各種施工參數(shù)顯示在友好的人機交互界面上，供疏浚人員查看、分析。

數(shù)據(jù)處理模塊202采用神經(jīng)網(wǎng)絡算法，數(shù)據(jù)服務器將數(shù)據(jù)傳遞至數(shù)據(jù)處理模塊202，數(shù)據(jù)處理模塊利用神經(jīng)網(wǎng)絡進行分析優(yōu)化，根據(jù)優(yōu)化結(jié)果，生成控制指令，向PLC控制器發(fā)送相應的指令，PLC則根據(jù)指令控制設備運行。

步驟S3，執(zhí)行控制器3通過Profibus-DP現(xiàn)場總線與PLC控制器相連接；接收數(shù)據(jù)處理模塊202發(fā)送的控制指令并根據(jù)控制指令控制執(zhí)行機構(gòu)4動作。

步驟S4，執(zhí)行機構(gòu)4接收執(zhí)行控制器3的控制指令，并按照控制指令動作。

步驟S5，執(zhí)行機構(gòu)4動作后，數(shù)據(jù)采集終端11繼續(xù)采集最新的挖泥船工作參數(shù)，然后按照上述步驟重復執(zhí)行。

如圖4所示，步驟S3中執(zhí)行控制器3包括絞刀變頻器301、泥泵變頻器302、定位樁臺車303、橫移橋架304；執(zhí)行控制器3執(zhí)行過程遵循以下步驟：

步驟S31，定位樁臺車包括定位樁401和臺車402利用控制定位樁401和帶有升降樁、制動樁、倒樁、立樁的臺車402進行移動來定位挖泥船的位置和挖泥船的進尺。

步驟S32，通過橫移絞車304通過絞動纜繩，帶動挖泥船以定位樁401為中心來回擺動，橫移橋架304上固定有絞刀403，利用鉸刀挖泥。

步驟S33，絞刀403位置確定后，絞刀403變頻器控制絞刀403以不同的轉(zhuǎn)速進行運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)絞刀403的上浮和下潛，來挖掘水下泥土。

步驟S34，泥泵405變頻器302控制泥泵405在不同的轉(zhuǎn)速下進行運轉(zhuǎn)吸取泥漿，所吸取的泥漿為絞刀403挖掘后松散的泥漿，并將泥漿排放挖泥船的泥艙之中。

本發(fā)明所述的智能絞吸式挖泥船的控制方法，主要采用Profibus-DP現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)兩種方式通信。利用中控服務器實現(xiàn)的監(jiān)控模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)服務器作為系統(tǒng)的核心，采用工業(yè)以太網(wǎng)連接挖泥船上所有設備及系統(tǒng)。工業(yè)以太網(wǎng)具有傳送能力強、速度快以及抗干擾性能好的特點，由它能構(gòu)成一個挖泥船的全局域控制網(wǎng)絡?，F(xiàn)場設備主要采用Profibus-DP現(xiàn)場總線連接，它適應惡劣環(huán)境能力比較強，可以連接各個現(xiàn)場控件的控制子系統(tǒng)進行通信。通過系統(tǒng)集成，使計算機、變頻器、PLC、傳感器等形成一個整體。該系統(tǒng)的功能是完成挖泥船的智能最優(yōu)控制，實現(xiàn)以最小的代價換取最高的產(chǎn)量。

本方法綜合運用神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)，達到對挖泥船進行系統(tǒng)、全面且精準的控制，同時結(jié)合編程序控制器(PLC)、OPC接口技術(shù)、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等先進技術(shù)，將采集到的工作參數(shù)進行綜合運用，從而規(guī)劃出最優(yōu)方案，智能化程度高，可靈活、便捷地進行挖泥作業(yè)，不需要駕駛員手動操控各類控制把柄，可顯著提高疏浚吹填效率，極大降低工作人員的勞動強度。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。