船用提前补偿抗横倾系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种船用提前补偿抗横倾系统，包括一主控制器，所述主控制器连接一水泵控制器，水泵控制器连接双向水泵和气动阀；所述主控制器还连接平衡仓液位传感器和平衡仓液位开关，双向水泵通过水管管路连通并调节平衡仓水量；所述主控制器还连接起重机传感器和船舶横倾角传感器。本实用新型专利技术所述的船用提前补偿抗横倾系统，系统安全性高，稳定性好，逻辑过程设计合理，系统补偿量计算误差控制在±1％以内。系统配有高效的响应机制，响应速度控制在5s以内。适用于救生打捞船抗横倾系统和综合救援船抗横倾系统设备上。

Marine early compensated anti Leaning System

The utility model provides advance compensation anti heeling system of a ship, which comprises a main controller, the main controller is connected with a water pump controller, water pump controller is connected with a two-way water pump and pneumatic valve; the main controller is connected with the balance position and balance level sensor bin level switch, two-way water pump through a water pipe communicated with pipeline and adjust the balance position water; the main controller is connected with the crane ship sensor and tilt sensor. The marine advance compensation anti roll system has high safety, good stability and logical process design, and the calculation error of the system compensation amount is within 1%. The system is equipped with an efficient response mechanism, and the response speed is controlled within 5S. It is suitable for the anti Leaning System of the lifesaving salvage ship and the anti leaning system equipment of the comprehensive rescue ship.

【技术实现步骤摘要】
船用提前补偿抗横倾系统
本技术涉及起重船舶
，具体的来说涉及一种提前补偿抗横倾系统。
技术介绍
船用起重机是在海上环境中执行运输作业的一种特殊起重机，主要用于舰船间货物的运输转移、海上补给、水下作业设备的投放与回收等重要任务。海上特殊的应用环境给船用起重机的作业带来了很大的挑战性。一方面起重机固定于船舶等运动平台上，运动平台本身及重物在风浪中均处于相对运动状态；另一方面起重机起吊重物到降落点处的运动，会对舰船产生较大的横倾力矩，起重机吊臂旋转至不同位置时，对舰船产生的横倾力矩也是不同的。当起重机作业引起的横倾力矩达到一定数量级，使舰船产生一定的横倾角，将使船舶处于倾覆的危险中。现有技术中，控制策略在提前反映量、响应速度及精确度上考虑不够全面，因此需要一种新型具有提前补偿功能的抗横倾系统，使其能够在安全作业的同时，预先进行补偿操作。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于，克服现有技术中的船用抗横倾系统存在的提前反应量、相应速度上存在的问题，提供一种船用提前补偿抗横倾系统。为了解决上述问题本技术的技术方案是这样的：船用提前补偿抗横倾系统，包括一主控制器，所述主控制器连接一水泵控制器，水泵控制器连接双向水泵和气动阀；所述主控制器还连接平衡仓液位传感器和平衡仓液位开关，双向水泵通过水管管路连通并调节平衡仓水量；所述主控制器还连接起重机传感器和船舶横倾角传感器。所述起重机传感器包括：起吊力臂传感器、起吊重量传感器、吊机回转角度传感器。所述平衡仓包括左平衡仓和右平衡仓，左平衡仓和右平衡仓内分别设置有液位传感器和液位开关。船用提前补偿抗横倾方法：通过重机上的起吊力臂传感器、起吊重量传感器、吊机回转角度传感器实时采集起吊臂位置、起重重物重量及起重机吊臂旋转位置信息并传送给主控制器，主控制器再整合船舶横倾角数据左右平衡仓液位数据，计算其提前补偿量，根据获得的提前补偿量对所控制的水泵、气动阀门进行响应动作，作出提前抗横倾补偿。有益效果：本技术所述的船用提前补偿抗横倾系统，系统安全性高，稳定性好，逻辑过程设计合理，系统补偿量计算误差控制在±1％以内。系统配有高效的响应机制，响应速度控制在5s以内。适用于救生打捞船抗横倾系统和综合救援船抗横倾系统设备上。附图说明下面结合附图和具体实施方式来详细说明本技术；图1为本技术所述的船用提前补偿抗横倾系统的原理示意图。图2为本技术所述的控制原理示意图。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本技术。参看图1，船用提前补偿抗横倾系统，包括一主控制器，所述主控制器连接一水泵控制器，水泵控制器连接双向水泵和气动阀；所述主控制器还连接平衡仓液位传感器和平衡仓液位开关，双向水泵通过水管管路连通并调节平衡仓水量；所述主控制器还连接起重机传感器和船舶横倾角传感器。所述起重机传感器包括：起吊力臂传感器、起吊重量传感器、吊机回转角度传感器。所述平衡仓包括左平衡仓和右平衡仓，左平衡仓和右平衡仓内分别设置有液位传感器和液位开关。如图2所示，本系统通过主控制器，实时采集起重机吊臂位置、起重机吊臂旋转位置及起重重物重量等信息，通过在短时间内对该信息的过程分析结合本系统的控制原理，并采用PDI算法可以精确的计算其提前补偿量，由控制理论可知离散化PID控制算式为：式中：e(t)—偏差信号，即控制器输入；u(t)—控制器的输出；Ti—积分时间常数；Kp—比例系数；Td—微分时间常数；其目的一是为了消除角度传感器的偏差，作用是为了及时成比例地反应控制系统的偏差信号，并快速地对水泵、气动阀门产生控制，使偏差向最小的方向变化。二是为了优化控制系统的动态响应速度和稳定性，它可以预测船体横倾角度将来的变化趋势，并能在变化增大太大之前，引入一个有效的修正信号，从而加速被控制水泵、气动阀门的动态响应速度，减小系统的调节时间。根据获得的提前补偿量对所控制的水泵、气动阀门进行响应动作。本系统工作过程如下：1)在起重作业时，首先输入当前舰船的排水量，再输入预起吊重量，系统经计算判断是否在安全作业范围内。2)系统开始检验平衡舱、压载舱等状态是否准备完毕，方可进入起重作业下一步。3)在起重机回转至加载重物位置时，系统根据重量传感器和吊臂长度传感器至，计算横倾力矩，判断预压载情况是否满足要求。4)在起重机加载重物时，控制系统实时监测起吊重量和起吊力臂，保证在安全起重能力范围作业。当起重力矩超载是，系统报警，操作人员适当调整起重重量或起吊臂长。5)在起重机吊运重物至一定位置时，抗横倾系统自动校正舰船横倾角，直到重物卸载完毕，起重机回转至初始位置。提前补偿抗横倾系统主要有两项关键技术要求，首先是保证其提前补偿量的精准性。因此对该系统进行了配套电脑三维仿真系统，该仿真系统历经多年的测试，对不同工况不同装载下的数据做了多次仿真后进行重要数据记录，其所得数据均符合设计要求后应用到实船项目中。另一项是响应时间的快速性保证。在得到提前补偿量后，控制系统将及时作出反应。本系统主控制器选用了高性能处理器，其处理能力能控制在2.3μs/指令，而双向水泵及气动阀的动作时间在3s以内，以及通过对本系统各个设备的响应时间进行严格把关，确保其响应时间的及时性、准确性。以上显示和描述了本技术的基本原理、主要特征和本技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术范围内。本技术专利要求保护的范围由所附的权利要求书及其等同物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
船用提前补偿抗横倾系统，其特征是，包括一主控制器，所述主控制器连接一水泵控制器，水泵控制器连接双向水泵和气动阀；所述主控制器还连接平衡仓液位传感器和平衡仓液位开关，双向水泵通过水管管路连通并调节平衡仓水量；所述主控制器还连接起重机传感器和船舶横倾角传感器。

【技术特征摘要】
1.船用提前补偿抗横倾系统，其特征是，包括一主控制器，所述主控制器连接一水泵控制器，水泵控制器连接双向水泵和气动阀；所述主控制器还连接平衡仓液位传感器和平衡仓液位开关，双向水泵通过水管管路连通并调节平衡仓水量；所述主控制器还连接起重机传感器和船舶横倾角传感器。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祺，赵楠，杨晓一，
申请(专利权)人：上海海迅机电工程有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31