一種水下作業(yè)平臺壓載水艙進排水控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種水下作業(yè)平臺壓載水艙進排水控制系統(tǒng)，用于控制壓載水艙的自動進排水，壓載水艙由多個對稱分布的子水艙構(gòu)成，每個子水艙底部安裝有一個該通海閥、其艙內(nèi)布置有至少一個高壓氣閥、其頂部安裝有若干透氣閥、壓載水艙艏艉的側(cè)壁上還對稱安裝有深度計，還包括安裝在控制艙中驅(qū)動閥箱，驅(qū)動閥箱與高壓氣閥、通海閥以及透氣閥分別通過信號線連接，在控制艙中還安裝有進排水PLC控制器，其對驅(qū)動閥箱發(fā)出指令，使驅(qū)動閥箱控制高壓氣閥、通海閥以及透氣閥以實現(xiàn)壓載水艙進排水。本實用新型系統(tǒng)自動化程度高，控制準(zhǔn)確，操作方便，可靠性高。
【專利說明】一種水下作業(yè)平臺壓載水艙進排水控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于海洋開發(fā)及水下控制【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種水下作業(yè)平 臺壓載水艙進排水控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人類對于海洋的開發(fā)利用日益增多，海洋特種船舶、海洋平臺也正向著大型 化及多功能化方向發(fā)展，同時，對海洋平臺搭建過程中的快速性以及穩(wěn)定性的要求越來越 高。作為海洋特種船舶的半潛船、浮船塢及大型海洋平臺等都是通過壓載水控制技術(shù)來實 現(xiàn)船舶浮性的調(diào)節(jié)，如何實現(xiàn)快速、平穩(wěn)的對壓載水艙進排水是海洋平臺及特種船舶發(fā)展 應(yīng)用的關(guān)鍵。
[0003] 目前，常用的船舶壓載水艙進排水過程是通過壓載水泵來實現(xiàn)進水、排水操作，通 過在進水口安裝流量計來獲得進水量，并通過艙內(nèi)液位計得到各壓載水艙內(nèi)的水量，通過 調(diào)整各壓載水艙之間的支管閥開度，實現(xiàn)壓載水艙之間的調(diào)水過程，達到調(diào)整船舶姿態(tài)的 目的。
[0004] 雖然以上壓載水艙進排水系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對壓載水艙進水和排水過程的控制，從而 調(diào)整水下作業(yè)平臺的姿態(tài)，但壓載水艙內(nèi)液位震蕩對液位計影響較大，常常會造成液位計 誤差而不能準(zhǔn)確計量進排水的水量，并且該控制系統(tǒng)主要為手動控制調(diào)節(jié)，自動化程度低， 操作和控制均不方便，且控制精度低。 實用新型內(nèi)容
[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種水下作業(yè)平臺壓載 水艙進排水控制系統(tǒng)，其目的在于提供一種自動控制系統(tǒng)以對壓載水艙的進排水過程進行 控制，并采集水下作業(yè)平臺的姿態(tài)信息，根據(jù)其姿態(tài)信息采用多變量模糊解耦控制方法，自 動調(diào)節(jié)和控制壓載水艙進排水量，從而達到控制水下作業(yè)平臺姿態(tài)的目的，由此解決目前 壓載水艙進排水自動化程度低且不精確的技術(shù)問題。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，按照本實用新型的一個方面，提供了一種水下作業(yè)平臺壓載水 艙進排水控制系統(tǒng)，用于控制壓載水艙的自動進排水，其壓載水艙由多個對稱分布的子水 艙構(gòu)成，其特征在于，還包括
[0007] 通海閥，每個子水艙底部安裝有一個該通海閥，所述通海閥用于控制所述子水艙 底部進水口開閉，作為所述子水艙進水時海水的進入通道和所述子水艙排水時海水的排出 通道；
[0008] 高壓氣閥，每個子水艙內(nèi)布置有至少一個該高壓氣閥，所述高壓氣閥連接安裝在 子水艙艙室內(nèi)的高壓氣瓶，以用于向所述子水艙艙室內(nèi)輸送高壓氣以迫使艙室內(nèi)的海水排 出；
[0009] 透氣閥，每個子水艙的頂部安裝有若干該透氣閥，所述透氣閥在所述子水艙進水 時開啟及排水時關(guān)閉，以用于所述子水艙通過所述通海閥進水時艙室內(nèi)氣體的排出以及防 止排水時艙室內(nèi)高壓氣的逸出；
[0010] 深度計，該深度計具有多個，對稱安裝在所述壓載水艙艏艉的側(cè)壁上，以用于從對 稱的多個位置上分別測量壓載水艙所處深度；
[0011] 驅(qū)動閥箱，該驅(qū)動閥箱安裝在控制艙中，其與所述高壓氣閥、通海閥以及透氣閥分 別通過信號線連接；
[0012] 進排水PLC控制器，該進排水PLC控制器安裝在控制艙中，其分別與所述驅(qū)動閥箱 和所述多個深度計通過信號線連接；
[0013] 所述進排水PLC控制器用于接收所述深度計測量結(jié)果，并對所述多個深度計的測 量結(jié)果進行解算和判斷，根據(jù)所述判斷結(jié)果對所述驅(qū)動閥箱發(fā)出指令，使所述驅(qū)動閥箱控 制所述高壓氣閥、通海閥以及透氣閥以實現(xiàn)排水，或者驅(qū)動透氣閥和通海閥以實現(xiàn)進水，即 控制壓載水艙自動進排水。
[0014] 進一步的，根據(jù)所述子水艙艙容的不同給每個子水艙布置不同數(shù)量的透氣閥，子 水艙透氣閥的數(shù)量隨著艙容的增大而增多，具體的：
[0015] 當(dāng)子水艙艙容為0?100m3時，其透氣閥數(shù)量為1個；
[0016] 當(dāng)子水艙艙容為100?250m3時，其透氣閥數(shù)量為2個；
[0017] 當(dāng)子水艙艙容為250?400m3時，其透氣閥數(shù)量為3個；
[0018] 當(dāng)子水艙艙容大于400m3時，其透氣閥數(shù)量相應(yīng)增加。
[0019] 進一步的，所述多個子水艙的透氣閥形成對稱分布，且所述多個子水艙的高壓氣 閥和多個子水艙的通海閥均各自形成對稱分布。
[0020] 進一步的，所述深度計安裝在所述壓載水艙艏艉的側(cè)壁的凹槽內(nèi)，以防止其突出 側(cè)壁外。
[0021] 為了進一步說明本實用新型，采用一種水下作業(yè)平臺壓載水艙進排水控制方法， 用于對本實用新型的系統(tǒng)進行控制，實現(xiàn)對壓載水艙進排水的自動控制，采用基于狀態(tài)反 饋的多變量模糊解耦控制方法，所述反饋狀態(tài)為水下作業(yè)平臺的實時狀態(tài)，所述多變量包 括表征水下作業(yè)平臺的橫傾角、縱傾角和深度一共三個變量，采用所述三個變量表征平臺 的狀態(tài)，其包括如下步驟：
[0022] S1 :進排水PLC控制器采集所述變量的信息，其中，控制器用于實現(xiàn)算法和進行邏 輯判斷；
[0023] S2 :控制算法中包括的解耦補償器對所述變量進行解耦補償，分別得到橫傾角及 傾角變化率、縱傾角和傾角變化率以及深度及深度變化率；
[0024] S3 :進排水PLC控制器對經(jīng)步驟S2中得到的所述橫傾角及傾角變化率、縱傾角即 傾角變化率以及深度及深度變化率進行模糊化處理，其中，將所述橫傾角及傾角變化率模 糊化處理后輸送至第一模糊控制器處理，將所述縱傾角及其傾角變化率模糊化處理后輸送 至第二模糊控制器處理，將所述深度及深度變化率模糊化處理后輸送至第三模糊控制器處 理；
[0025] S4 :將經(jīng)步驟S3中所述第一模糊控制器、第二模糊控制器以及第三模糊控制器處 理后的結(jié)果同時進行解模糊化處理，將所述解模糊化處理結(jié)果輸送至驅(qū)動閥箱，使驅(qū)動閥 箱分別驅(qū)動與其相連的透氣閥或/和高壓氣閥或/和通海閥，以實現(xiàn)對壓載水艙進排水的 自動控制。
[0026] 進一步的，所述控制變量具有不同的優(yōu)先級，所述深度變量的優(yōu)先級大于所述橫 傾角變量優(yōu)先級，所述橫傾角變量優(yōu)先級大于所述縱傾角變量優(yōu)先級。
[0027] 進一步的，所述橫傾角為：
[0028]

【權(quán)利要求】
1. 一種水下作業(yè)平臺壓載水艙進排水控制系統(tǒng)，用于控制壓載水艙的自動進排水，其 壓載水艙由多個對稱分布的子水艙構(gòu)成，其特征在于，還包括 通海閥（104)，每個子水艙安裝有一個該通海閥（104)，所述通海閥用于控制所述子水 艙進水口開閉，作為所述子水艙進水時海水的進入通道和所述子水艙排水時海水的排出通 道； 高壓氣閥（103)，每個子水艙內(nèi)布置有至少一個該高壓氣閥（103)，所述高壓氣閥連接 安裝在子水艙艙室內(nèi)的高壓氣瓶，以用于向所述子水艙艙室內(nèi)輸送高壓氣以迫使艙室內(nèi)的 海水排出； 透氣閥（102)，每個子水艙的頂部安裝有若干該透氣閥（102)，所述透氣閥（102)在所 述子水艙進水時開啟及排水時關(guān)閉，以用于所述子水艙通過所述通海閥（104)進水時艙室 內(nèi)氣體排出以及防止排水時艙室內(nèi)高壓氣的逸出； 深度計（107)，該深度計具有多個，對稱安裝在所述壓載水艙艏艉的側(cè)壁上，以用于從 對稱的多個位置上分別測量壓載水艙所處深度； 驅(qū)動閥箱（105)，該驅(qū)動閥箱安裝在控制艙中，其與所述高壓氣閥（103)、通海閥（104) 以及透氣閥（102)分別通過信號線連接； 進排水PLC控制器（106)，該進排水PLC控制器安裝在控制艙中，其分別與所述驅(qū)動閥 箱（105)和所述多個深度計通過信號線連接； 所述進排水PLC控制器用于接收所述深度計測量結(jié)果，并對所述多個深度計的測量結(jié) 果進行判斷，根據(jù)所述判斷結(jié)果對所述驅(qū)動閥箱發(fā)出指令，使所述驅(qū)動閥箱控制所述高壓 氣閥、通海閥以及透氣閥以實現(xiàn)排水，或者驅(qū)動透氣閥和通海閥以實現(xiàn)進水，即控制壓載水 艙自動進排水。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種水下作業(yè)平臺壓載水艙進排水控制系統(tǒng)，其特征在于，根 據(jù)所述子水艙艙容的不同給每個子水艙布置不同數(shù)量的透氣閥（102)，所述子水艙透氣閥 的數(shù)量隨著艙容的增大而增多。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種水下作業(yè)平臺壓載水艙進排水控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述多個子水艙的透氣閥（102)形成對稱分布，且所述多個子水艙的高壓氣閥（103)和多 個子水艙的通海閥（104)均各自形成對稱分布。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種水下作業(yè)平臺壓載水艙進排水控制系統(tǒng)，其特征在于，所 述深度計安裝在所述壓載水艙艏艉的側(cè)壁的凹槽內(nèi)，以防止其突出側(cè)壁外。
【文檔編號】G05D9/12GK204065850SQ201420508335
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】徐國華, 金奎 , 陳鶯, 劉剛, 徐晗, 祝詩揚 申請人:華中科技大學(xué)