液货装卸系统的控制方法和控制装置与流程

1.本公开涉及船舶技术领域，特别涉及一种液货装卸系统的控制方法和控制装置。


背景技术：

2.液货装卸系统是将船舶中液货舱内存储的液货输送至港口码头存储的设备。液货装卸系统通常包括：液货泵、集管、控制阀和控制柜，液货泵的进液口位于船舶的液货舱内，液货泵的出液口与集管连接，集管则与港口码头的存储舱连接，控制阀设置在液货泵的出液口和集管之间。控制柜包括控制器和变频电机，变频电机用于驱动液货泵的叶片转动，控制器通过驱动变频电机转动，以驱动液货泵工作。
3.相关技术中，在通过液货装卸系统卸载液货时，通常会调整液货泵的转速，直至液货泵的转速让集管压力达到要求压力。
4.然而，当需要中途加入其他液货泵一起工作时，技术人员需要反复调整不同液货泵的转速，以让集管压力达到要求压力，且调整后不同液货泵的转速存在较大差异也不利于液货装卸系统稳定地卸载液货，影响作业效率。


技术实现要素：

5.本公开实施例提供了一种液货装卸系统的控制方法和控制装置，能有效避免增加液货泵后，集管压力会迅速升高而超过管路压力限制，以导致管路泄露的问题，且提升液货泵的运行效率。所述技术方案如下：
6.本公开实施例提供了一种液货装卸系统的控制方法，所述控制方法包括：获取切换指令，所述切换指令用于指示增加液货泵卸货；控制当前工作的液货泵的转速降低至第一转速；控制增加的液货泵的转速升至所述第一转速；同步调整所有的液货泵的转速，直至集管内的压力满足目标压力。
7.在本公开实施例的一种实现方式中，在所述控制增加的液货泵的转速升至所述第一转速之后，包括：实时获取第一压力和所述集管内的压力，所述第一压力为增加的各个所述液货泵的出液口的压力；当各所述第一压力均不小于所述集管内的压力时，控制增加的液货泵的出液口处的控制阀开启。
8.在本公开实施例的另一种实现方式中，在所述获取切换指令之前，还包括：获取启动指令，所述启动指令包括第一数量、初始转速和初始压力；控制所述第一数量的液货泵提升转速，直至各所述液货泵的出液口的压力均不小于所述初始压力，并控制各所述液货泵的出液口处的控制阀开启。
9.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述启动指令还包括目标压力、调速频率和调速幅度，所述控制各所述液货泵的出液口处的控制阀开启之后，包括：若所述集管内的压力不大于所述目标压力，控制所述液货泵按照所述调速频率和所述调速幅度提升转速；若所述集管内的压力大于所述目标压力，控制所述液货泵按照所述调速频率和所述调速幅度降低转速。
10.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述调速频率为5hz至15hz，所述调速幅度为10rad/min至30rad/min。
11.本公开实施例提供了一种液货装卸系统的控制装置，所述控制装置包括：第一获取模块，用于获取切换指令，所述切换指令用于指示增加液货泵卸货；第一控制模块，用于控制当前工作的液货泵的转速降低至第一转速；控制增加的液货泵的转速升至所述第一转速；同步调整所有的液货泵的转速，直至集管内的压力满足目标压力。
12.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述控制装置还包括：第二获取模块和第二控制模块；在所述控制增加的液货泵的转速升至所述第一转速之后，所述第一获取模块用于实时获取第一压力和所述集管内的压力，所述第一压力为增加的各个所述液货泵的出液口的压力；所述第二控制模块用于当各所述第一压力均不小于所述集管内的压力时，控制增加的液货泵的出液口处的控制阀开启。
13.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述控制装置还包括第三获取模块和第三控制模块；在所述获取切换指令之前，所述第三获取模块用于获取启动指令，所述启动指令包括第一数量、初始转速和初始压力；所述第三控制模块用于控制所述第一数量的液货泵提升转速，直至各所述液货泵的出液口的压力均不小于所述初始压力，并控制各所述液货泵的出液口处的控制阀开启。
14.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述启动指令还包括目标压力、调速频率和调速幅度；所述第三控制模块包括：第一控制子模块和第二控制子模块，所述控制各所述液货泵的出液口处的控制阀开启之后，所述第一控制子模块用于若所述集管内的压力不大于所述目标压力，控制所述液货泵按照所述调速频率和所述调速幅度提升转速；所述第二控制子模块用于若所述集管内的压力大于所述目标压力，控制所述液货泵按照所述调速频率和所述调速幅度降低转速。
15.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述调速频率为5hz至15hz，所述调速幅度为10rad/min至30rad/min。
16.本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
17.本公开实施例提供的液货泵装卸系统的控制方法，在获取切换指令后，先控制当前工作的液货泵的转速降低至第一转速，以降低集管中的压力；然后控制增加的液货泵的转速提升至第一转速，以使增加的液货泵的出液口的压力能够更容易与集管内的压力一致。待原工作的液货泵的转速和增加的液货泵的转速均为第一转速后，控制所有的液货泵一起调速，直至集管内的压力满足目标压力。
18.相比于不降低原工作的液货泵的转速，而直接将增加的液货泵的转速提升至原工作的液货泵的转速，这样降速后再同步调速的方式，能有效避免增加液货泵后，集管压力会迅速升高而超过管路压力限制，以导致管路泄露的问题，提升安全性。同时，将原工作的液货泵和增加的液货泵的转速调整一致，也能避免增加的液货泵的出液口的压力达到集管内的压力后，增加的液货泵的转速与原工作的液货泵的转速不一致，而降低液货泵的运行效率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使
用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本公开实施例提供的一种液货装卸系统的示意图；
21.图2是本公开实施例提供的一种液货装卸系统的控制方法的流程图；
22.图3是本公开实施例提供的另一种液货装卸系统的控制方法的流程图；
23.图4是本公开实施例提供的一种液货装卸系统的控制装置的结构框图；
24.图5是本公开实施例提供的一种计算机设备的结构框图。
具体实施方式
25.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
26.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。
27.图1是本公开实施例提供的一种液货装卸系统的示意图。如图1所示，液货装卸系统包括：液货泵10、集管20、控制阀30和控制柜40，液货泵10的进液口位于船舶的液货舱内50，液货泵10的出液口与集管20连接，集管20则与港口码头的存储舱60连接，控制阀30设置在液货泵10的出液口和集管20之间。控制柜包括控制器和变频电机，变频电机用于驱动液货泵的叶片转动，控制器通过驱动变频电机转动，以驱动液货泵工作。
28.其中，控制器可以是可编程逻辑控制器(programmable logic controller，简称plc)。
29.液货泵卸载液货的过程如下：控制器控制液货泵开始工作，液货泵泵取液货舱内的液货；同时，获取液货泵的出液口的压力，当液货泵的出液口的压力达到设定值时，控制液货泵的出液口的控制阀开启，以使液货流入集管中，并通过集管输送至存储舱。
30.相关技术中，在卸载液货的过程中通常会存在需要提升液货卸载速度的需求。因而，在卸货的过程中，往往会增加液货泵一起工作，增加液货泵时通常会逐步提升增加的液货泵的转速，直至增加的液货泵的出液口的压力与集管中的压力平衡。这样容易出现原工作的液货泵和增加的液货泵的转速不一致的问题，进而降低液货泵的运行效率。并且，增加液货泵在提速的过程中，也容易出现管路压力过大而造成泄漏的问题。
31.图2是本公开实施例提供的一种液货装卸系统的控制方法的流程图。如图2所示，该液货装卸系统的控制方法通过控制柜的控制器执行，包括：
32.步骤101：获取切换指令。
33.其中，切换指令用于指示增加液货泵卸货。
34.步骤102：控制当前工作的液货泵的转速降低至第一转速。
35.步骤103：控制增加的液货泵的转速升至第一转速。
36.步骤104：同步调整所有的液货泵的转速，直至集管内的压力满足目标压力。
37.其中，目标压力可以是存储舱的管路限压。
38.本公开实施例提供的液货泵装卸系统的控制方法，在获取切换指令后，先控制当前工作的液货泵的转速降低至第一转速，以降低集管中的压力；然后控制增加的液货泵的转速提升至第一转速，以使增加的液货泵的出液口的压力能够更容易与集管内的压力一致。待原工作的液货泵的转速和增加的液货泵的转速均为第一转速后，控制所有的液货泵一起调速，直至集管内的压力满足目标压力。
39.相比于不降低原工作的液货泵的转速，而直接将增加的液货泵的转速提升至原工作的液货泵的转速，这样降速后再同步调速的方式，能有效避免增加液货泵后，集管压力会迅速升高而超过管路压力限制，以导致管路泄露的问题，提升安全性。同时，将原工作的液货泵和增加的液货泵的转速调整一致，也能避免增加的液货泵的出液口的压力达到集管内的压力后，增加的液货泵的转速与原工作的液货泵的转速不一致，而降低液货泵的运行效率。
40.图3是本公开实施例提供的另一种液货装卸系统的控制方法的流程图。如图3所示，该液货装卸系统的控制方法通过控制柜的控制器执行，包括：
41.步骤201：获取启动指令。
42.其中，启动指令包括第一数量、初始转速和初始压力。
43.本公开实施例中，每个液货舱配置有一个液货泵，第一数量根据液货舱的数量确定，第一数量可以是液货舱的数量的1/6至1/2。
44.示例性地，船舶上有12个液货舱，且对应12个液货舱配置有12个液货泵，第一数量是液货舱的数量的1/6，那么可以确定第一数量是2个。
45.其中，初始转速和初始压力均可以是技术人员手动输入的数据。
46.示例性地，控制柜还可以设置人机交互设备，人机交互设备与控制器连接。例如，人机交互设备可以是触控屏，技术人员可以通过手动输入确定好的第一数量、初始转速和初始压力，以向控制器输入启动指令。
47.步骤202：控制第一数量的液货泵提升转速，直至各液货泵的出液口的压力均不小于初始压力，并控制各液货泵的出液口处的控制阀开启。
48.本公开实施例中，在液货泵的出液口的位置设有压力传感器，压力传感器与控制器电性连接，且控制阀也与控制器电性连接，以便于控制器基于获取的压力控制控制阀启闭。
49.步骤201至步骤202为液货装卸系统的启动阶段：
50.在启动阶段，首先在触摸屏上设定第一数量、初始转速和初始压力，接着选择需要卸货的液货泵。
51.例如，第一数量为2时，可以选择船舶的左舷的一个液货泵和右舷的一个液货泵。
52.示例性地，初始压力可以是0.5bar至1.5bar。例如，初始压力是1bar。
53.可选地，在控制液货泵工作前，可以先确定变频电机和控制器是否存在故障。若变
频电机和控制器中的至少一个出现故障，则在触控屏中弹窗提示变频电机和/或控制器故障。若变频电机和控制器均正常，则执行步骤202。
54.可选地，启动指令还包括目标压力、调速频率和调速幅度。
55.其中，目标压力可以是目标压力可以是存储舱的管路限压。
56.示例性地，存储舱中输送液货的管路的限压不超过8bar。例如，管路限压为6bar。
57.其中，调速频率为5hz至15hz，调速幅度为10rad/min至30rad/min。
58.示例性地，调速频率为10hz，调速幅度为20rad/min。
59.在液货装卸系统的启动阶段完成后，由于控制阀开启，液货泵中的液货会流入集管，此时液货泵的出液口的压力会降低，集管内的压力会逐渐增大，此时液货装卸系统进入升速阶段。
60.在升速阶段，先调整液货泵的转速，控制集管内的压力维持在初始压力
±
误差值。
61.其中，误差值可以是0.2bar至0.5bar。
62.在集管内的压力超过初始压力与误差值之和时，控制液货泵按照调速频率和调速幅度降低转速。
63.在集管内的压力不超过初始压力和误差值之差时，控制控制液货泵按照调速频率和调速幅度降低转速。
64.其中，集管内设有压力传感器，压力传感器与控制器电性连接，以便于控制器基于获取的压力控制液货泵调速。
65.在控制集管内的压力维持在初始压力
±
误差值的设定时间后，再执行以下步骤203和204。这样在升速阶段将集管的压力维持初始压力附近，有利于取样。且在低压下试运行，以观察液货装卸系统是否能正常工作，能提升安全性。
66.步骤203：若集管内的压力不大于目标压力，控制液货泵按照调速频率和调速幅度提升转速。
67.示例性地，目标压力为6bar，调速频率为10hz，调速幅度为20rad/min。若集管内的压力小于6bar，控制液货泵按照10hz的频率，20rad/min的步长提升转速。
68.步骤204：若集管内的压力大于目标压力，控制液货泵按照调速频率和调速幅度降低转速。
69.示例性地，目标压力为6bar，调速频率为10hz，调速幅度为20rad/min。若集管内的压力大于6bar，控制液货泵按照10hz的频率，20rad/min的步长降低转速。
70.通过步骤203至204可以控制集管内的压力逐步趋近目标压力，且当集管内的压力达到目标压力时，还可以控制集管内的压力维持在目标压力附近。
71.本公开实施例中，液货装卸系统在卸货的过程中，若需要中途增加液货泵一起工作时，液货装卸系统可以进入切换阶段。
72.步骤205：获取切换指令。
73.其中，切换指令用于指示增加液货泵卸货。
74.本公开实施例中，切换指令可以包括需要增加的液货泵的第二数量。例如，第二数量可以是1至4个。
75.示例性地，技术人员可以通过手动输入确定好的第二数量，以向控制器输入切换指令。
76.步骤206：控制当前工作的液货泵的转速降低至第一转速。
77.示例性地，第一转速可以是500rad/min至1500rad/min。例如，第一转速可以是1000rad/min。
78.将液货泵的转速降低至第一转速，能在加入增加的液货泵前，降低集管中的压力，避免加入液货泵后，集管中的压力超过管路压力限制，以导致管路泄露的问题，提升安全性。
79.步骤207：控制增加的液货泵的转速升至第一转速。
80.其中，在提升液货泵的转速时，可以控制液货泵按照调速频率和调速幅度提升转速。
81.示例性地，调速频率为10hz，调速幅度为20rad/min。控制增加的液货泵按照10hz的频率，20rad/min的步长提升转速，直至转速达到1000rad/min。
82.步骤208：实时获取第一压力和集管内的压力。
83.其中，第一压力为增加的各个液货泵的出液口的压力。
84.步骤209：当各第一压力均不小于集管内的压力时，控制增加的液货泵的出液口处的控制阀开启。
85.在各个液货泵的出液口的压力均不小于集管内的压力时，开启增加的液货泵的出液口处的控制阀，以避免液货泵的出液口的压力过小而导致集管内的液货回流至液货泵。
86.步骤210：同步调整所有的液货泵的转速，直至集管内的压力满足目标压力。
87.示例性地，第一数量为2，第二数量为2，目标压力为6bar，调速频率为10hz，调速幅度为20rad/min。
88.步骤210可以包括按照10hz的频率，20rad/min的步长同步调整4个液货泵的转速，直至集管内的压力达到6bar。
89.最后，完成液货卸载后，液货装卸系统进入停机阶段，控制液货泵停止工作，其中，先关闭停止的液货泵的出液口的控制阀，在控制液货泵停止。
90.本公开实施例中，液货装卸系统的控制方法实施的前提是液货泵的控制阀遥控可调、液货泵的出液口的压力和集管压力可实时监测。这需要打通与阀门遥控设备以及压力测试设备的通信，同时对阀门遥控设备和压力测试设备的通信延迟时间和阀门的控制精度有相当高的要求。
91.示例性地，阀门遥控和压力测试通信延迟不能高于0.1s；阀门遥控设备控制精度不能低于2％，且阀门故障率不能高于0.1％。
92.其中，液货装卸系统的内部网络使用profinet环网，具备很好的网络冗余性能、实时性和高可靠性；与外部接口的通信设备如压力测试、阀门遥控使用modbustcp通信协议，并采用防火墙网关，确保与液位遥测和阀门遥控设备通信的交互速度和安全。
93.图4是本公开实施例提供的一种液货装卸系统的控制装置的结构框图。如图4所示，该控制装置包括：第一获取模块310和第一控制模块320。
94.其中，第一获取模块310，用于获取切换指令，切换指令用于指示增加液货泵卸货；第一控制模块320，用于控制当前工作的液货泵的转速降低至第一转速；控制增加的液货泵的转速升至第一转速；同步调整所有的液货泵的转速，直至集管内的压力满足目标压力。
95.可选地，控制装置还包括：第二获取模块330和第二控制模块340；在控制增加的液
货泵的转速升至第一转速之后，第一获取模块用于实时获取第一压力和集管内的压力，第一压力为增加的各个液货泵的出液口的压力；第二控制模块用于当各第一压力均不小于集管内的压力时，控制增加的液货泵的出液口处的控制阀开启。
96.可选地，控制装置还包括第三获取模块350和第三控制模块360；在获取切换指令之前，第三获取模块用于获取启动指令，启动指令包括第一数量、初始转速和初始压力；第三控制模块用于控制第一数量的液货泵提升转速，直至各液货泵的出液口的压力均不小于初始压力，并控制各液货泵的出液口处的控制阀开启。
97.可选地，启动指令还包括目标压力、调速频率和调速幅度；第三控制模块360包括：第一控制子模块361和第二控制子模块362，控制各液货泵的出液口处的控制阀开启之后，第一控制子模块用于若集管内的压力不大于目标压力，控制液货泵按照调速频率和调速幅度提升转速；第二控制子模块用于若集管内的压力大于目标压力，控制液货泵按照调速频率和调速幅度降低转速。
98.可选地，调速频率为5hz至15hz，调速幅度为10rad/min至30rad/min。
99.图5是本公开实施例提供的一种计算机设备的结构框图。如图5所示，该计算机设备包括：处理器501和存储器502。
100.处理器501可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器501可以采用dsp(digital signal processing，数字信号处理)、fpga(field－programmable gate array，现场可编程门阵列)、pla(programmable logic array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器501也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称cpu(central processing unit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器501可以在集成有gpu(graphics processing unit，图像处理器)，gpu用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器501还可以包括ai(artificial intelligence，人工智能)处理器，该ai处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
101.存储器502可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器502还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器502中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器501所执行以实现本技术中方法实施例提供的液货装卸系统的控制方法。
102.在一些实施例中，计算机设备还可选包括有：外围设备接口503和至少一个外围设备。处理器501、存储器502和外围设备接口503之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与外围设备接口503相连。
103.本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构并不构成对计算机设备的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，或者组合某些组件，或者采用不同的组件布置。
104.本公开实施例还提供了一种非临时性计算机可读存储介质，该非临时性计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述实施例所述的液货装卸系统的控制方法。例如，计算机可读存储介质可以是rom、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘和光数据存储设备等。
105.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
106.以上，并非对本公开作任何形式上的限制，虽然本公开已通过实施例揭露如上，然而并非用以限定本公开，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本公开技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本公开技术方案的内容，依据本公开的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本公开技术方案的范围内。
107.以上，并非对本公开作任何形式上的限制，虽然本公开已通过实施例揭露如上，然而并非用以限定本公开，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本公开技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本公开技术方案的内容，依据本公开的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本公开技术方案的范围内。