题，本发明采用三种网络组成冗余环网的通讯技术，防止通讯局部故障时影响系统其它部分的通讯，这样提高了通讯可靠性、维护简单；
[0152]本发明采用工业级网络交换机，使控制系统更加稳定可靠，三种网络组成的冗余环网实现对整个系统内的每一台设备进行管理和控制。本发明还增加了无线通讯网络，实现补给船与被补给船之间的数据交换，实现双船协同操作高架索补给装备，达到补给系统的双船冗余，整个补给过程可由一船操作完成。
[0153](7)HMI人机界面系统
[0154]补给缆绳输出长度、缆绳张力值、缆绳速度、驱动器输出功率、驱动器输出电流、驱动器输出频率、系统报警和故障信息、各个机构的工作状态等内容通过趋势图或列表的形式显示并存储，方便查询，并可导出到excel表格中用于试验分析和处理。拥有操作权限的工程师可通过HMI设置系统参数。
[0155]HMI选用西门子触摸屏、工控机，满足高性能应用的要求。具有事件记录、逻辑编程等功能。支持USB、以太网、串口通讯，可插入CF存储卡。
[0156]工控机具有Web发布功能，通过internet网络可远程监视系统运行状态、读取系统各运行参数。
[0157]故障报警模块主要完成故障报警信息的显示及记录，故障查询、统计及分析，故障事件触发回放等功能，大大缩短故障排除时间，并为设备维护提供参考信息。
[0158]故障报警信息保存在系统的实时故障数据库和历史故障数据库中，每条故障信息均显示以下内容:故障代码、设备代码、机构代码、故障级别、故障信息、发生时间、结束时间、帮助解释等。所有的历史故障记录均可转换成EXCEL的形式进行文件存档，并提示存储路径。方便故障查询、统计及分析功能，便于分析故障产生的原因，减少维修时间。
[0159]本发明针对主要电气设备(如电机、驱动器、断路器、接触器、PLC、按钮、选择开关、指示灯等)建立设备信息库。存储这些电气设备的设备编号、型号、厂家、铭牌参数、允许运行时间、允许动作次数、累计运行时间、累计动作次数等等。系统运行时自动记录主要电气设备(如电机、驱动器、断路器、接触器、PLC等等)的运行状态，自动累计其运行时间、动作次数，并实时存储入设备信息库。，系统自动比较主要电气设备累计使用时间和允许使用时间对比，提示进行维护和保养。
[0160]本发明提供的恒张力高架索海上自适应控制补给系统，具有安全、高效、抗风浪能力强等优点，具体优点如下:
[0161](I)高架索采用恒张力自适应控制，补给过程不需人工参与，减小货物在索道上的振动，提尚补给效率。
[0162](2)补给船与接受船之间在补给过程中采用协同控制，提高适应恶劣海况的能力。
[0163](3)应用波浪补偿技术和张力测量反馈控制技术对高架索进行波浪补偿、保持高架索张力恒定的双闭环控制，补偿两船的相对运动;保证货物在船舶摇摆条件下安全、平稳地起吊和着陆，防止货物与作业船甲板间相互碰撞。
[0164](4)采用现场总线、以太网和Drive-CLiQ通讯和无线控制技术，补给过程可视化。
[0165](5)自动仓储控制系统，发送和接收端货物具备自动装卸能力。
[0166](6)海上补给系统综合集成化，实现舱内物资快速传输。
[0167](7)多轴联动控制系统，将运动控制、逻辑控制及工艺控制功能集成化，提高补给速度及精度，避免货物在靠近供给船和接收船与作业船发生意外碰撞。
[0168](8)运动控制系统集V/F、矢量和伺服控制于一体、多轴资源共享、模块化设计，实现海上补给系统高效而复杂的运动控制。
[0169](9)船舶运动信息检测与共享，海上补给装置的钢丝绳恒张力控制与检测，绞车动态平衡信息传输及反馈控制，离合器精确运动控制及伺服驱动技术。
[0170]本发明还提供一种恒张力高架索海上自适应控制补给方法，如图9所示，包括以下步骤:
[0171]步骤I，系统上电初始化并自动进行系统自检，HMI界面上自动显示自检信息；
[0172]需要补给时，补给船与接受船需要先进行信息对接，船舶运动信息检测与共享、海上补给装置的钢丝绳恒张力控制与检测、绞车动态平衡信息传输及反馈、离合器精确运动及伺服驱动信息，进行两船之间的协同控制。然后将补给船上的外牵引索、内牵引索和高架索联接到接受船上，两船进入补给启动状态。
[0173]步骤2，补给船的自动仓储系统工作，准备补给货物;接受船上的自动仓储系统工作，准备接收货物；
[0174]S卩:控制补给船自动仓储系统12动作，使补给船货物存取设备自动从高层立体货架的对应位置取出需补给的补给货物，并将补给货物运输到位于补给船升降机13内部的传送车14上；
[0175]步骤3，控制补给船升降机13进行上升运动，使补给船升降机13将传送车14提升到预先制定的位置;同时，控制接受船升降机13到达预先制定的接收货物位置；
[0176]步骤4，补给船升降机上的传送车14被固定到吊车装置7后，自动启动外索引绞车
3、内索引绞车4、高架索绞车5和波浪补偿装置6;其中，根据系统预先设定数学模型控制外索引绞车3工作在牵引模式下，控制内索引绞车4工作在恒张力模式下，控制高架索绞车5配合波浪补偿装置6工作在恒张力模式下，最终实现传送车14快速、平稳、安全的从补给船向接受船传输；
[0177]具体的，传送车和吊车装置位于高架索上，由内、外牵索牵引做往复运动，两台牵引绞车同步运转，保持牵索张力和速度在设定范围内，牵引吊车装置从补给船向接受船运动;波浪补偿装置和张力测量装置对高架索进行波浪补偿和高架索张力恒定控制，适应船舶摇摆和偏航对传送作业的影响。
[0178]本步骤中，控制高架索绞车5配合波浪补偿装置6工作在恒张力模式下，具体为:
[0179]步骤4.1，设定高架索长度给定值，高架索长度给定值为常数;设定高架索张力给定值，高架索张力给定值为常数；
[0180]步骤4.2，实时检测高架索实际长度值;实时通过船舶升降加速度传感器获得船舶实时位置偏差值；
[0181]高架索长度给定值作为第I比较器的正向输入，高架索实际长度值作为第I比较器的负向输入，船舶实时位置偏差值作为第I比较器的正向输入，第I比较器对各输入进行运算后，第I比较器的输出值输入到第I高架索PID，经运算后，输入到第2比较器的正向输入，同时，高架索张力传感器检测到的高架索实际张力值作为第2比较器的负向输入，高架索张力给定值作为第2比较器的正向输入;经第2比较器运算后输入到第2高架索PID;
[0182]第2高架索PID的输出作为第3比较器的正向输入，船舶升降加速度传感器所获得的船舶实时位置偏差值作为第3比较器的正向输入，第3比较器的输出作用于高架索伺服驱动器，进而调整高架索绞车转动速度和转动方向，实现高架索恒张力；
[0183]或者:
[0184]控制高架索绞车5配合波浪补偿装置6工作在恒张力模式下，具体为:
[0185]步骤4.a，控制系统实时获得高架索实际张力值，并判断高架索实际张力值是否超出设定张力范围，如果是，则执行步骤4.b;
[0186]步骤4.b，按照预先设定的数学模型控制伺服油缸的伸缩行程，伺服油缸调整为一级补偿，反应迅速补偿幅度小，并在控制伺服油缸伸缩行程的过程中，实时判断以下两个条件是否发生，当发生条件I时，执行步骤4.c;当发生条件2时，结束本流程；
[0187]条件1:伺服油缸行程超出设定行程范围；
[0188]条件2，高架索实际张力值位于设定张力范围之内；
[0189]步骤4.C，停止伺服油缸行程调整，对高架索绞车进行控制，高架索绞车调整为二级补偿，反应滞后，但补偿幅度大，具体控制方法为:
[0190]系统根据预先设定数学模型对高架索绞车的方向、速度、加速度和拉力进行控制，实时判断以下两个条件是否发生，当发生条件3时，执行步骤4.d;当发生条件4时，结束本流程；
[0191]条件3，高架索长度超出了允许范围；
[0192]条件4，高架索张力恢复调整在设定张力范围内；
[0193]步骤4.d，此时，系统自动调整没能达到要求且超出自动调整范围，则切换为手动调整模式，由操作员通过微动方法调整，直到使高架索张力恢复调整在设定张力范围内。其中，手动模式也是应急操作模式，任何自动系统中必须保留手动模式。
[0194]步骤5，在传送车14从补给船向接受船传输过程中，通过对外牵索9和内牵索10长度的检测，判断传送车14是否送到接受船，若货物到达接受船的预先制定位置处，则将传送车14内的货物自动卸载到接受船升降机的内部，然后，控制接受船升降机进行下降运动，使接受船升降机将货物下降运输到预先制定的位置；
[0195]控制接受船自动仓储系统动作，使接收船货物存取设备自动从升降机取下货物，并输送到接受船高层立体货架的对应位置。
[0196]传送车回程控制过程为:
[0197]补给船的绞车反转，传送吊车返回补给船预先制定的位置，此时补给船上的自动仓储系统和升降机已将货物准备在预先制定的位置等待传送吊车装载货物。接受船的升降机将货物下放到自动仓储系统进行货物传输与码垛。
[0198]本发明的技术指标及产生的效益:
[0199]本发明中，传送车和吊车装置位于高架索上，由内、外牵索牵引做往复运动，两台牵引绞车同步运转，保持牵索张力和速度在设定范围内，牵引吊货小车往返于补给船与接受船之间；为适应船舶摇摆和偏航对传送作业的影响，设置波浪补偿装置和张力测量装置对高架索进行波浪补偿，保持高架索张力恒定。
[0200]补给船距为40m，补给高度差为4m，高架索张力为80KN，补给工况为4级海况及以下。
[0201]本发明的恒张力高架索海上自适应控制补给系统，自动化程度和信息技术高;本发明产业化后可新增就业岗位10人以上，为相关产业发展带来机遇，直接对电子、电机、电缆、驱动系统等产业带动需求;突破海上补给技术瓶颈，打破国外垄断，参与国际竞争，促进我国海洋工程装备的技术创新，为我国海洋工程装备国产化进程产生较高的经济效益和良好的社会效益。
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