一种海上多功能高效干散货转载集成装备及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适合于码头散货、岛屿矿产开采、军用补给等领域的干散货转载集成装备与系统，特别涉及一种海上多功能高效干散货转载集成装备与系统。
技术背景
[0002]海上多功能高效干散货转载集成装备是浅水码头、矿产开采建造码头耗资巨大的岛国、还有军用粮食等干散货的补给等领域进行干散货运输与转载的关键装备。采用海上多功能高效干散货转载集成装备，可以节省建大型深水码头的投资，大大缩短贸易、开采周期，适应了瞬息万变的市场变化，提高产业竞争优势。同时，海上多功能高效干散货转载集成装备及其控制系统具有很好的流动性，便于转移工作地点。
[0003]海上多功能高效干散货转载集成装备作为港口贸易、矿山开采、军用等领域的重要过驳工具，必须具有满足各种工况的实际需求的性能。然而目前国内的海上多功能高效干散货转载装备在功能上过于单一、结构上较为简单，在连续高效、安全可靠、防摇与抗风浪、全过程实时监测等方面无法满足过驳市场的需求。
[0004]申请号为201110171492.7，名为“一种过驳作业桥式装卸船机”的发明专利，提出了将装船机、皮带输送机、卸船机三者结合在一起的理念，其装置仅将装船机、皮带输送机与卸船机连接起来，在结构上过于简单，转载效率低；且臂架系统与装置只能俯仰而不能旋转；其功能不完善，只具备转载功能，缺乏必要的实时控制及监测等安全与可靠性保证等装置，无法满足现有港口贸易转载市场的需求。
[0005]申请号为97122510.9，名为“船舶不靠岸的货物装卸装置”的发明专利，其缺点是:需在海岸或者码头边架设带有接料口的装船机，也要在大型货船架设的带有接料口的装船机，这不仅延长了装卸作业周期，而且操作不便，耗资也较大，无法实现移动式服务。同时也缺乏必要的实时监测控制系统，无法保证作业过程的安全可靠。
[0006]美国专利号为5613820，名为“连续作业式散装货物运输装置”，沿用了申请号为97122510.9，名为“船舶不靠岸的货物装卸装置”的发明专利的装卸方法，但其将带有接料口的装船机架设在一个浮动平台上，解决了其移动式服务的问题；但没能够解决其过驳效率低，平稳性无法保证，作业故障无法及时监测控制等问题。
[0007]申请号为200610028034.7，名为“海上散货转载系统船”的发明专利与申请号为200620040304.5，名为“海上散货转载船”的实用新型专利，运用了将装船机、五条皮带输送机群、卸船机于一体进行过驳作业，其过驳效率达到了 2500t/h，但无法满足当代高效率过驳市场的需求；另外，该专利虽然运用了 PLC控制程序，可实现装备运行的极限位置保护与过载保护，但没有解决抓斗/臂架在工作过程中的防摇问题，也没有解决皮带机群运转过程中出现的速度不适宜性而导致无法实现连续高效的能力。
【发明内容】
[0008]有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种海上多功能高效干散货转载集成装备及其控制方法，以克服现有技术中的转载集成装备过驳效率低，平稳性无法保证的技术缺陷。
[0009]本发明提供了一种海上多功能高效干散货转载集成装备，包括PLC控制系统、浮动平台5、平衡补偿装置7、抓斗卸船机、输送转运系统、中央控制室19与装船机11，21，其特征在于:所述抓斗卸船机、皮带输送转运系统、中央控制室19和装船机21集成在浮动平台5上。
[0010]所述抓斗卸船机包括克林吊1，抓斗2通过绞绳连接在克林吊I上；所述转载集成装备包括两台抓斗卸船机，其分别固定在浮动平台5主甲板一侧的前后两端;所述抓斗卸船机的一侧设有料斗I 9与料斗II 15，所述料斗9与料斗II 15通过料斗支撑架23固定安装在浮动平台5主甲板上；所述输送转运系统包括两条给料皮带输送机8，14、皮带输送机群与转载皮带输送机4，所述皮带输送机群包括四条皮带输送机6，16，19，20，给料皮带输送机I 8安装在料斗I 9下端，料斗I 9通过给料皮带输送机I 8与皮带输送机I 6连接，给料皮带输送机II 14安装在料斗II 15下端，料斗II 9通过给料皮带输送机II 14与皮带输送机I 6连接；所述皮带输送机6的一端安装有转接漏斗I 10，所述转接漏斗I 10下端连接有转载皮带输送机4，所述转接漏斗I 10通过转载皮带输送机4与皮带输送机II 19的一端连接，所述皮带输送机II 19的另一端安装有分叉漏斗17，所述分叉漏斗17的两个出料口分别连接着相对斜向安置的皮带输送机III 20和皮带输送机IV 16 ;所述皮带输送机III 20的一端连接转接漏斗III 25，所述转接漏斗III 25安装在漏斗支架上，所述装船机II通过转接漏斗III 25与所述皮带输送机III 19连接；皮带输送机IV 16的一端连接有转接漏斗II 13，所述转接漏斗II 13安装在漏斗支架上，所述装船机I 11过转接漏斗II 13与所述皮带输送机IV 16连接。
[0011]优选的，所述输送转运系统均设有各自的驱动平台和皮带限位保护装置，且所述皮带输送机群上均安装有皮带罩，两侧还安装有防止干散货撒落的挡料板。
[0012]优选的，所述皮带限位保护装置包括拉绳限位装置、跑偏限位装置、堵料限位装置与打滑限位装置，所述拉绳限位装置设置于皮带的两端，用于紧急停止皮带运行，所述跑偏限位装置用于监测皮带在托辊上运行时的横向摆动情况，所述堵料限位装置均安装于皮带下游尾部，用于检测该皮带上物料下泄情况，所述打滑限位装置安装在皮带从动轮处，用于检测从动轮运行速度；所述皮带限位保护均设有一级报警保护与二级紧急停止保护。
[0013]优选的，所述所述中央控制室19设置在浮动平台5上靠近装船机II 21 一侧。
[0014]优选的，所述两台装船机11，21均包括臂架皮带输送机、臂架伸缩系统、臂架回转系统、臂架俯仰系统与漏斗，所述两台装船机11，12分别固安装在浮动平台5主甲板另一侧的前后两端；所述抓斗卸船机、漏斗I 10、料斗II 15、中央控制室19和装船机21在浮动平台5上的左右前后对称布置可有效维持装备整体的平衡姿态。
[0015]优选的，所述浮动平台5上设置有平衡自动补偿装置7，用于维持作业状态下及环境力下平台的平衡。
[0016]优选的，所述中央控制室内设有PLC控制系统，所述PLC控制系统包括电/液供给系统PLC、抓斗/臂架防摇系统PLC、输送转运系统PLC和装船机转运系统PLC，所述PLC控制系统各模块之间相互独立，通过总接线口传递连锁信号；所述抓斗/臂架防摇系统PLC将安装在臂架或者抓斗上的传感器检测到的信号与防摇系统的设定值进行对比分析，防摇系统根据对比结果发出动作指令，进而控制安装在抓斗上的抓斗防摇装置24和安装在装船机臂架上的臂架防摇装置25，来完成防摇控制，保证作业过程的安全性与稳定性。
[0017]优选的，所述输送转运系统PLC配备有触摸屏，所述触摸屏安装在PLC控制柜门上，用于监控当前各系统运行状态、限位状态及显示当前故障、历史故障，并提供相应的故障帮助，方便过转载装备转运系统操作和故障排除；所述输送转运系统PLC还包括PID速度自适应辅助控制系统，所述PID速度自适应辅助控制系统包括自适应控制器、变频器、传感器；当干散货输入量变化时，通过传感器检测到的数据与输入量的数据对比，使PID速度自适应辅助控制系统中的自适应控制器发出指令，传递给安装在皮带输送机上的变频器，变频器通过调整其驱动电机的速度，来满足变化环境条件的自适应问题。
[0018]本发明提供了一种用于海上多功能高效干散货转载集成装备的控制方法，可以完成从驳船到大型散货船的干散货转载作业，也可以完成从大型货船到驳船的干散货转载作业，抓斗卸船机先通过克林吊I的回转、变幅和升降运动利用抓斗2抓取驳船上的干散货，然后又通过克林吊I的回转、变幅和升降运动将干散货卸于料斗I 9或料斗II 15中，料斗I 9或料斗II 15将干散货又传递到位于其下方对应的给料皮带输送机I 8或者给料皮带输送机II 14上，所述给料皮带输送机I 8或者给料皮带输送机II 14将干散货传递到皮带输送机I 6，通过皮带输送机I 6将干散货通过安装在皮带输送机I 6—端部的转接料斗
I10输送到转载皮带机4上，通过转载皮带机4的转运将干散货输送到皮带输送机II 19上，干散货输送至皮带输送机II 19 一端端的分叉漏斗17，所述分叉漏斗17可将物料输送到皮带输送机III 20或者皮带输送机IV 16上；通过皮带输送机III 20或者皮带输送机IV 1