本发明实施例涉及控制技术领域，尤其涉及一种斗门控制系统、方法及存储介质。
背景技术：
现代自卸船的典型卸货系统是以带式输送机为主体的自卸系统。它的工作过程通常是将堆存于斗形货舱内的散货靠重力通过若干个液压操纵的斗门喂入位于舱底的纵向输送带送往船的首部或尾部，然后直接地或通过横向输送机，将货物输入环状皮带机提升到甲板高度，再通过卸料臂上的输送带投送到岸上的接受装置或堆场。
在自卸船进行卸货操作时，需要对货舱斗门执行开闭操作。通常情况下，一艘自卸船全船安装的斗门多达几十只，每次自卸船靠泊码头卸货时，都需要对全部斗门进行开闭操作。现有技术中，对自卸船的斗门进行开闭操作时，需要船上工作人员通过肉眼实时判断船舶状态，根据船舶状态手工开闭各斗门进行卸货。这种方法需要船上工作人员的人为判断和人工干预，难以保证获取的船舶状态的可靠性和稳定性。当人为判断出现较大偏差时，容易造成船舶的横倾和纵倾超过安全限度，从而引发安全隐患。并且，通过人为判断和人工干预的手段对斗门进行开闭的效率比较低，难以满足现代自卸船的高效率作业需求。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种斗门控制系统、方法及存储介质，保证船舶状态的可靠性和稳定性，并提高船舶的作业效率。
第一方面，本发明实施例提供了一种斗门控制系统，包括：倾角传感器、控制器以及斗门驱动器；
所述倾角传感器与所述控制器相连，用于获取船体俯仰状态信号，并将所述船体俯仰状态信号发送给所述控制器；
所述控制器与所述斗门驱动器相连，用于根据所述船体俯仰状态信号向所述斗门驱动器发送控制信号，以保持船体俯仰状态处于预设状态范围内；
所述斗门驱动器用于根据接收的所述控制信号控制斗门的开启和关闭。
第二方面，本发明实施例还提供了一种斗门控制方法，应用于第一方面所述的系统，包括：
通过倾角传感器获取船体俯仰状态信号；
根据所述船体俯仰状态信号，利用斗门控制系统开启和/或关闭设定区域对应的设定数量的斗门。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第二方面所涉及的斗门控制方法。
本发明实施例通过倾角传感器获取船体俯仰状态信号，根据获取的船体俯仰状态信号，利用斗门控制系统开启和/或关闭设定区域对应的设定数量的斗门，解决现有技术中通过人为判断和人工干预的手段对斗门进行开闭的效率低、容易引发安全隐患等问题，保证船舶状态的可靠性和稳定性，并提高船舶的作业效率。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种斗门控制系统的结构示意图；
图2是本发明实施例二提供的一种斗门控制系统的结构示意图；
图3是本发明实施例三提供的一种斗门控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种斗门控制系统的结构示意图，如图1所示，该斗门控制系统的结构包括：
倾角传感器10、控制器20以及斗门驱动器30；倾角传感器10与控制器20相连，用于获取船体俯仰状态信号，并将所述船体俯仰状态信号发送给控制器20；控制器20与斗门驱动器30相连，用于根据所述船体俯仰状态信号向斗门驱动器30发送控制信号，以保持船体俯仰状态处于预设状态范围内；斗门驱动器30用于根据接收的所述控制信号控制斗门的开启和关闭。
其中，倾角传感器10可以是获取船体俯仰状态信号的任一检测装置；可选的，倾角传感器10包括陀螺仪。陀螺仪是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。利用其他原理制成的角运动检测装置起同样功能的也称陀螺仪。船体俯仰状态信号表示船体的俯仰角度β，可选的，船体的俯仰角度β可以是船体舯线与水平线的夹角。举例而言，当船体的船艏上仰10°时，舯线与水平线的夹角β可以是10°；当船体的船艉上仰10°时，舯线与水平线的夹角β可以是-10°。预设状态范围是针对船体的横倾和纵倾的安全限度所设定的范围，例如，预设状态范围可以是横倾和纵倾的角度数值不超过30°。
本发明实施例中斗门控制系统的工作原理是：倾角传感器10实时获取船体的俯仰状态，并将船体俯仰状态信号发送给控制器20。控制器20根据接收的船体俯仰状态信号判断需要开启(或关闭)的斗门，生成相应的控制信号，并将控制信号发送给斗门驱动器30。斗门驱动器30根据接收的控制信号控制相应斗门的开启和关闭。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种斗门控制系统的结构示意图，在本发明实施例中，可选的，将陀螺仪作为倾角传感器获取船体俯仰状态信号。如图2所示，在本发明的一个可选实施例中，控制器20包括控制电源210、数据处理单元220和驱动端口230；控制电源210与数据处理单元220相连，用于为控制器20提供电能；数据处理单元220与驱动端口230相连，用于获取倾角传感器10发送的数据，并根据数据输出控制指令；驱动端口230与斗门驱动器30相连，用于根据控制指令向斗门驱动器30发送控制信号，以控制斗门的开启和关闭。
其中，数据处理单元220可以采用如单片机、数字信号处理(digitalsignalprocessing，dsp)芯片以及其他类型的微处理器等，本发明实施例对此并不进行限制。驱动端口230为电磁阀驱动通信端口，数据处理单元220发送的控制指令传输至驱动端口230，驱动端口230根据接收的控制指令对斗门驱动器30中的所有可寻址电磁阀进行控制，以实现通过可寻址电磁阀控制斗门的开启和关闭。
如图2所示，在本发明的一个可选实施例中，斗门驱动器30包括：液压动力单元310、液压总管320、液压管330、可寻址电磁阀340和液压驱动杆350；液压动力单元310与液压总管320相连，用于控制液压总管320中介质的流动；液压总管320与各液压管330相连，液压总管320与液压管330用于装载介质；可寻址电磁阀340与液压管330相连，用于配合液压动力单元310控制液压驱动杆350；液压管330与液压驱动杆350相连，用于根据可寻址电磁阀340的开闭获取介质，并根据介质控制液压驱动杆350；液压驱动杆350与斗门360相连，用于控制斗门360的开启和关闭。
其中，液压动力单元310可以控制液压总管320以及液压管330中介质的流动，进而控制可寻址电磁阀340的开启和关闭。介质可以是液压油或其他类型传递能量的工作介质，本发明实施例对此并不进行限制。可寻址电磁阀是带有唯一地址编号的电磁阀，数据处理单元可以根据可寻址电磁阀的地址编号输出具体的控制信号。需要说明的是，在可寻址电磁阀内部，还设置有电磁阀电源，电磁阀的电源受驱动端口控制，可以直接控制可寻址电磁阀的开启和关闭。
在本发明实施例中，驱动端口通过液压管和斗门驱动器中的各个可寻址电磁阀相连，形成冗余通讯环路。由于自卸船包括多个斗门，因此，为了实现对每个斗门的精确控制，需要对每个斗门进行编号，如图2所示的斗门1、斗门2…斗门n。
具体的，本发明实施例中斗门控制系统的具体控制流程为：陀螺仪获取船体俯仰状态信号并发送给控制器中的数据处理单元，数据处理单元根据接收到船体俯仰状态信号计算需要开启的斗门的编号，并通过驱动端口向需要开启的斗门对应的可寻址电磁阀发送控制信号，以控制开启相应的可寻址电磁阀。可寻址电磁阀开启后，能够通过液压管中的介质推动液压驱动杆，从而使得液压驱动杆控制斗门的开启和关闭。
本实施例的技术方案，通过倾角传感器获取船体俯仰状态信号；根据船体俯仰状态信号，利用斗门控制系统开启和/或关闭设定区域对应的设定数量的斗门，能够解决现有技术中通过人为判断和人工干预的手段对斗门进行开闭的效率低、容易引发安全隐患等问题，保证船舶状态的可靠性和稳定性，并提高船舶的作业效率。
实施例三
图3是本发明实施例三提供的一种斗门控制方法的流程图，本实施例可适用于自动控制斗门的情况，该方法可以由斗门控制系统来执行，如图3所示，该方法包括如下操作：
步骤410、通过倾角传感器获取船体俯仰状态信号。
在本发明实施例中，可以通过倾角传感器获取船体俯仰状态信号。可选的，倾角传感器包括陀螺仪。需要说明的是，船体配载以后，初始状态下船体的俯仰状态，即船体舯线与水平线的夹角β(如图2所示)接近为0。在船体卸货的过程中，船体俯仰状态会随着各斗门的开启而变化。
步骤420、根据所述船体俯仰状态信号，利用斗门控制系统开启和/或关闭设定区域对应的设定数量的斗门。
其中，设定区域可以是实时根据船体状态判断的需要开启斗门对应的区域，即设定区域可以是靠近船体重心的区域。如当船体舯线与水平线的夹角β大于零时，设定区域为艉部未开启斗门区域。设定区域还可以是按照一定规则预先设置的固定区域，如初始状态下，由于船体重心在船体的中间区域，所以设定区域可以是中间区域，当中间区域的斗门开启完毕后，可以将两侧的部分区域同时设置为设定区域，也可以将两侧的部分区域交替设置为设定区域。设定数量可以是根据输送货物的输送带的输送能力进行设置，当输送带的输送能力较强时，设定数量可以设置较大一点，如3或4；当输送带的输送能力较弱时，设定数量可以设置较小一点，如1或2。
需要说明的是，设定区域和设定数量对应的数值可以是固定的，也可以是数据处理单元根据获取的船体俯仰状态信号随机生成的。本发明实施例对此并不进行限制。可选的，初始状态下由于船体舯线与水平线的夹角β接近为0，表明初始状态下，船体重心位于船体的中间区域，因此可以从船体的中间区域开始开启未开启的斗门。
在上述方案的基础上，可选的，所述通过传感器获取船体状态，可以包括：通过倾角传感器获取船体舯线与水平线的夹角；相应的，所述根据所述船体俯仰状态信号，利用斗门控制系统开启和/或关闭设定区域对应的设定数量的斗门，可以包括：根据所述夹角的数值，利用所述斗门控制系统开启和/或关闭所述设定区域对应的设定数量的斗门。
在本发明实施例中，斗门控制系统根据获取的船体舯线与水平线的夹角的数值来控制开启和/或关闭相应的斗门。初始状态下船体的俯仰状态，即船体舯线与水平线的夹角β(如图2所示)接近为0。
在本发明的一个可选实施例中，所述根据所述夹角的数值，利用所述斗门控制系统开启和/或关闭所述设定区域对应的设定数量的斗门，可以包括：当所述夹角为正数时，所述斗门控制系统通过第一控制指令开启第一设定区域对应的设定数量的斗门；当所述夹角为负数时，所述斗门控制系统通过第二控制指令开启第二设定区域对应的设定数量的斗门。
其中，第一控制指令为数据处理单元针对艉部斗门发出的控制开启的指令，第二控制指令为数据处理单元针对艏部斗门发出的控制开启的指令。第一设定区域为艉部相应的设定区域，第二设定区域为艏部相应的设定区域。
在本发明实施例中，船体卸货过程中，船体舯线与水平线的夹角会不可避免的发生改变。为了始终保持船体俯仰状态处于预设状态范围内，斗门控制系统需要实时获取船体舯线与水平线的夹角的数值，并根据具体的数值控制开启和/或关闭相应的斗门进行卸货。具体的，当船体舯线与水平线的夹角为正数时，说明船体重心靠近艉部，此时斗门控制系统可以开启重心往艉部向后的斗门；当船体舯线与水平线的夹角为负数时，说明船体重心靠近艏部，此时斗门控制系统可以开启重心往艏部向前的斗门。
在本发明的一个可选实施例中，利用所述斗门控制系统关闭设定区域对应的斗门，可以包括：根据预设规则利用所述斗门控制系统关闭设定区域对应的设定数量的斗门。
其中，预设规则可以是根据实际需求设置的关闭斗门的规则，如在所有斗门开启后，统一关闭所有的斗门，或者按顺序依次关闭已经开启的斗门，本发明实施例对此并不进行限制。设定区域和设定数量可以与斗门控制系统开启斗门采用的设定区域和设定数量保持一致，也可以根据实际需求另行设计，本发明实施例对此同样不进行限制。
本发明实施例通过倾角传感器获取船体俯仰状态信号；根据船体俯仰状态信号，利用斗门控制系统开启和/或关闭设定区域对应的设定数量的斗门，解决现有技术中通过人为判断和人工干预的手段对斗门进行开闭的效率低、容易引发安全隐患等问题，保证船舶状态的可靠性和稳定性，并提高船舶的作业效率。
实施例四
本发明实施例四还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种斗门控制方法，该方法包括：
通过倾角传感器获取船体俯仰状态信号；
根据所述船体俯仰状态信号，利用斗门控制系统开启和/或关闭设定区域对应的设定数量的斗门。
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的斗门控制方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(read-onlymemory,rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。