[发明专利]一种水下作业平台压载水舱进排水控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋开发及水下控制技术领域，更具体地，涉及一种水下作业平台压载水舱进排水控制系统及控制方法。

背景技术

随着人类对于海洋的开发利用日益增多，海洋特种船舶、海洋平台也正向着大型化及多功能化方向发展，同时，对海洋平台搭建过程中的快速性以及稳定性的要求越来越高。作为海洋特种船舶的半潜船、浮船坞及大型海洋平台等都是通过压载水控制技术来实现船舶浮性的调节，如何实现快速、平稳的对压载水舱进排水是海洋平台及特种船舶发展应用的关键。

目前，常用的船舶压载水舱进排水过程是通过压载水泵来实现进水、排水操作，通过在进水口安装流量计来获得进水量，并通过舱内液位计得到各压载水舱内的水量，通过调整各压载水舱之间的支管阀开度，实现压载水舱之间的调水过程，达到调整船舶姿态的目的。

虽然以上压载水舱进排水系统能够实现对压载水舱进水和排水过程的控制，从而调整水下作业平台的姿态，但压载水舱内液位震荡对液位计影响较大，常常会造成液位计误差而不能准确计量进排水的水量，并且该控制系统主要为手动控制调节，自动化程度低，操作和控制均不方便，且控制精度低。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种水下作业平台压载水舱进排水控制系统及控制方法，其目的在于提供一种自动控制系统以对压载水舱的进排水过程进行控制，并采集水下作业平台的姿态信息，根据其姿态信息采用多变量模糊解耦控制方法，自动调节和控制压载水舱进排水量，从而达到控制水下作业平台姿态的目的，由此解决目前压载水舱进排水自动化程度低且不精确的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种水下作业平台压载水舱进排水控制系统，用于控制压载水舱的自动进排水，其压载水舱由多个对称分布的子水舱构成，其特征在于，还包括

通海阀，每个子水舱底部安装有一个该通海阀，所述通海阀用于控制所述子水舱底部进水口开闭，作为所述子水舱进水时海水的进入通道和所述子水舱排水时海水的排出通道；

高压气阀，每个子水舱内布置有至少一个该高压气阀，所述高压气阀连接安装在子水舱舱室内的高压气瓶，以用于向所述子水舱舱室内输送高压气以迫使舱室内的海水排出；

透气阀，每个子水舱的顶部安装有若干该透气阀，所述透气阀在所述子水舱进水时开启及排水时关闭，以用于所述子水舱通过所述通海阀进水时舱室内气体的排出以及防止排水时舱室内高压气的逸出；

深度计，该深度计具有多个，对称安装在所述压载水舱艏艉的侧壁上，以用于从对称的多个位置上分别测量压载水舱所处深度；

驱动阀箱，该驱动阀箱安装在控制舱中，其与所述高压气阀、通海阀以及透气阀分别通过信号线连接；

进排水PLC控制器，该进排水PLC控制器安装在控制舱中，其分别与所述驱动阀箱和所述多个深度计通过信号线连接；

所述进排水PLC控制器用于接收所述深度计测量结果，并对所述多个深度计的测量结果进行解算和判断，根据所述判断结果对所述驱动阀箱发出指令，使所述驱动阀箱控制所述高压气阀、通海阀以及透气阀以实现排水，或者驱动透气阀和通海阀以实现进水，即控制压载水舱自动进排水。

进一步的，根据所述子水舱舱容的不同给每个子水舱布置不同数量的透气阀，子水舱透气阀的数量随着舱容的增大而增多，具体的：

当子水舱舱容为0～100m³时，其透气阀数量为1个；

当子水舱舱容为100～250m³时，其透气阀数量为2个；

当子水舱舱容为250～400m³时，其透气阀数量为3个；

当子水舱舱容大于400m³时，其透气阀数量相应增加。

进一步的，所述多个子水舱的透气阀形成对称分布，且所述多个子水舱的高压气阀和多个子水舱的通海阀均各自形成对称分布。

进一步的，所述深度计安装在所述压载水舱艏艉的侧壁的凹槽内，以防止其突出侧壁外。

按照本发明的另一方面，还提供一种水下作业平台压载水舱进排水控制方法，用于对如上所述的系统进行控制，实现对压载水舱进排水的自动控制，采用基于状态反馈的多变量模糊解耦控制方法，所述反馈状态为水下作业平台的实时状态，所述多变量包括表征水下作业平台的横倾角、纵倾角和深度一共三个变量，采用所述三个变量表征平台的状态，其包括如下步骤：

S1：进排水PLC控制器采集所述变量的信息，其中，控制器用于实现算法和进行逻辑判断；