一种挖泥船泥泵封水自动控制系统及方法与流程

本发明属于疏浚工程，尤其是涉及一种挖泥船泥泵封水自动控制系统及方法。

背景技术：

1、挖泥船是用于疏浚航道、港口、码头等水域环境的工程船舶，挖泥船泥泵作为挖泥船的核心装备，其性能直接影响着整船的运营效果。随着疏浚工程的发展，作业范围不断扩大，对挖泥船的作业环境、产量、挖深及排距等性能均提出了更高的要求。

2、泥泵经常性运转在不同的流量、压力下，为了保障泥泵的正常运转，对泥泵封水系统提出了更高的要求，需要满足泥泵在不同排压下保持相同的封水流量，即封水压力随泥泵压力而变化，而流量保持不变。然而，现有的封水系统通常采用手动控制方式，无法实现压力的自动控制，导致船舶能耗水平较高，船舶竞争力下降。因此，亟需开发一种可有效降低船舶能耗水平的挖泥船泥泵封水自动控制系统及方法。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，本发明旨在提出一种挖泥船泥泵封水自动控制系统及方法，该控制系统能够保持封水流量不变，封水压力随泥泵压力自动调整，对降低船舶能耗，提升船舶竞争力具有重要意义，解决了保持封水流量不变，封水压力不能随泥泵压力自动调整的问题。

2、本发明是这样实现的，一种挖泥船泥泵封水自动控制系统，包括泥泵、一号封水泵、二号封水泵、第一封水流量计、第一封水压力传感器、第二封水流量计、第二封水压力传感器、信号采集箱、plc控制器和封水泵变频器，所述泥泵轴侧封水由所述一号封水泵提供，所述泥泵轴侧封水进口和所述一号封水泵之间的管路上安装所述第一封水流量计、所述第一封水压力传感器；所述泥泵吸口侧封水由所述二号封水泵提供，所述泥泵吸口侧封水进口和所述二号封水泵之间的管路上安装有所述第二封水流量计、所述第二封水压力传感器；

3、所述信号采集箱用于采集所述第一封水流量计、所述第一封水压力传感器、第二封水流量计、所述第二封水压力传感器的数据，并将采集的数据传输至所述plc控制器；所述plc控制器用于根据采集的数据控制所述封水泵变频器工作，所述封水泵变频器用于调节所述一号封水泵、所述二号封水泵的封水流量和封水压力。

4、在上述技术方案中，优选的，所述第一封水流量计、所述第一封水压力传感器串联安装于所述泥泵轴侧封水管路的直管段上，所述第二封水流量计、所述第二封水压力传感器串联安装于所述泥泵吸口侧封水管路的直管段上。

5、在上述技术方案中，进一步优选的，所述泥泵轴侧封水管路的直管段和所述泥泵吸口侧封水管路的直管段长度均大于等于3米。

6、在上述技术方案中，进一步优选的，所述第一封水流量计和所述第一封水压力传感器的安装位置间距小于等于500mm，所述第二封水流量计和所述第二封水压力传感器的安装位置间距小于等于500mm。

7、在上述技术方案中，优选的，所述信号采集箱与所述第一封水流量计、所述第一封水压力传感器、第二封水流量计、所述第二封水压力传感器均通过通信信号线连接。

8、在上述技术方案中，优选的，所述plc控制器的输入端与所述信号采集箱通过通信信号线连接。

9、在上述技术方案中，优选的，所述plc控制器的输出端与所述封水泵变频器通过通信信号线连接。

10、在上述技术方案中，优选的，所述封水泵变频器与所述一号封水泵、所述二号封水泵均通过电缆连接。

11、一种挖泥船泥泵封水自动控制方法，包括如下步骤：

12、s1、将第一封水流量计、第一封水压力传感器串联安装于泥泵轴侧封水管路的直管段中，控制第一封水流量计和第一封水压力传感器的安装位置间距小于等于500mm，轴侧管路一端连接一号封水泵，另一端连接泥泵的轴侧封水进口；

13、将第二封水流量计、第二封水压力传感器串联安装于泥泵吸口侧封水管路的直管段中，控制第二封水流量计和第二封水压力传感器的安装位置间距小于等于500mm，吸口侧管路一端连接二号封水泵，另一端连接泥泵的吸口侧封水进口；

14、s2、分别将第一封水流量计、第一封水压力传感器、第二封水流量计、第二封水压力传感器与信号采集箱连接，将信号采集箱与plc控制器连接，将plc控制器与封水泵变频器连接，将封水泵变频器分别与一号封水泵、二号封水泵连接；

15、s3、泥泵开始工作，信号采集箱采集第一封水流量计、第一封水压力传感器、第二封水流量计、第二封水压力传感器的数据信号，并将采集的数据信号传输至plc控制器，plc控制器分析由信号采集箱提供的封水流量、封水压力数据后，通过plc控制器进行指令输出至封水泵变频器，封水泵变频器再将相应电流、电压信号输出至一号封水泵和二号封水泵，调节一号封水泵和二号封水泵的封水流量、封水压力；

16、s4、当封水流量及封水压力变化时，信号采集箱继续采集相应数据信号，再将数据信号传输至plc控制器，plc控制器分析后输出指令至封水泵变频器，封水泵变频器调节一号封水泵和二号封水泵的封水流量、封水压力，当封水流量、封水压力满足泥泵运转要求时在当前状态运转，不满足泥泵运转要求时则继续进行封水流量及封水压力的调整，直到满足泥泵运转要求，实现封水系统自动控制。

17、本发明具有的优点和积极效果是：

18、(1)与现有技术相比，本发明的挖泥船泥泵封水自动控制系统及方法，可以实时采集封水流量、封水压力，当施工过程中泥泵排压导致封水流量和封水压力变化时，通过plc控制器控制封水泵变频器实时调节泥泵封水系统流量、压力，以满足泥泵正常运转需求，有效降低泥泵封水系统消耗功率，降低船舶能耗水平。

19、(2)本发明的挖泥船泥泵封水自动控制系统及方法，当泥泵扬程较低时，封水系统低压运行；当泥泵运转在较高扬程时，封水系统高压运行，有效降低船舶的能耗水平，增加船舶产值及竞争力。

技术特征：

1.一种挖泥船泥泵封水自动控制系统，其特征在于，包括泥泵、一号封水泵、二号封水泵、第一封水流量计、第一封水压力传感器、第二封水流量计、第二封水压力传感器、信号采集箱、plc控制器和封水泵变频器，所述泥泵轴侧封水由所述一号封水泵提供，所述泥泵轴侧封水进口和所述一号封水泵之间的管路上安装所述第一封水流量计、所述第一封水压力传感器；所述泥泵吸口侧封水由所述二号封水泵提供，所述泥泵吸口侧封水进口和所述二号封水泵之间的管路上安装有所述第二封水流量计、所述第二封水压力传感器；

2.根据权利要求1所述的挖泥船泥泵封水自动控制系统，其特征在于，所述第一封水流量计、所述第一封水压力传感器串联安装于所述泥泵轴侧封水管路直管段上，所述第二封水流量计、所述第二封水压力传感器串联安装于所述泥泵吸口侧封水管路直管段上。

3.根据权利要求2所述的挖泥船泥泵封水自动控制系统，其特征在于，所述泥泵轴侧封水管路的直管段和所述泥泵吸口侧封水管路的直管段长度均大于等于3米。

4.根据权利要求2所述的挖泥船泥泵封水自动控制系统，其特征在于，所述第一封水流量计和所述第一封水压力传感器的安装位置间距小于等于500mm，所述第二封水流量计和所述第二封水压力传感器的安装位置间距小于等于500mm。

5.根据权利要求1所述的挖泥船泥泵封水自动控制系统，其特征在于，所述信号采集箱与所述第一封水流量计、所述第一封水压力传感器、第二封水流量计、所述第二封水压力传感器均通过通信信号线连接。

6.根据权利要求1所述的挖泥船泥泵封水自动控制系统，其特征在于，所述plc控制器的输入端与所述信号采集箱通过通信信号线连接。

7.根据权利要求1所述的挖泥船泥泵封水自动控制系统，其特征在于，所述plc控制器的输出端与所述封水泵变频器通过通信信号线连接。

8.根据权利要求1所述的挖泥船泥泵封水自动控制系统，其特征在于，所述封水泵变频器与所述一号封水泵、所述二号封水泵均通过电缆连接。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述系统的挖泥船泥泵封水自动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明提供了一种挖泥船泥泵封水自动控制系统及方法，包括泥泵、一号封水泵、二号封水泵、第一封水流量计、第一封水压力传感器、第二封水流量计、第二封水压力传感器、信号采集箱、PLC控制器和封水泵变频器，泥泵轴侧封水进口和一号封水泵之间的管路上安装第一封水流量计、第一封水压力传感器；泥泵吸口侧封水进口和二号封水泵之间的管路上安装有第二封水流量计、第二封水压力传感器。本发明在挖泥船施工时，实时采集封水流量和压力，当施工过程中泥泵排压导致封水流量变化时，PLC控制器利用采集的封水流量和压力进行分析，并控制封水泵变频器实时调节封水泵转速，以满足泥泵施工需求，有效降低泥泵封水系统消耗功率，降低船舶能耗水平。

技术研发人员：李晓磊,王野,刘荣振,陈刘明,孙春超,陈九肖,张润喜,杨晨,苏召斌,王道甲,孙守胜,林森,陈浩,姜曦
受保护的技术使用者：中交天津航道局有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24