一种用于冲桩控制的阀门遥控控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于冲桩控制的阀门遥控控制系统及方法，本方案主要由若干电动遥控球阀、至少一个控制从站以及一控制主站配合组成，其中若干电动遥控球阀设置在冲桩系统的管路中；控制从站控制连接电动遥控球阀；控制主站通过无线方式与控制从站数据连接。基于上述方案构成的阀门遥控方案通过控制桩腿内冲水及冲气管系阀门，实现最大程度减少桩腿上拔力。

【技术实现步骤摘要】
一种用于冲桩控制的阀门遥控控制系统及方法
本专利技术涉及一种自升式风电施工船，具体涉及风电施工船上的冲桩技术。
技术介绍
自升式风电施工船也是一种海上平台。目前自升式风电施工船大致分为两类:第一类为非自航自升式风电施工船，这类船舶比较简单，船体就是一个简单的驳船，靠甲板绞车抛锚定位完成移船，工作时依靠锚机定位移船，调遣靠大型拖轮拖带。第二类为自航自升式风电施工船，这类船舶配置有功率较大的推进系统，配备有动力定位系统，工作时依靠自身舵桨动力定位系统进行定位(不需抛锚)。该动力定位系统方案相对于甲板绞车抛锚定位方案来说具有定位时间短、效率高，也更安全，依靠自身也可航行调遣等优点。现有风电施工船通过对桩腿施加上拔力，来实现拔桩。桩腿上拔力主要由三部分组成：破坏桩靴上部土壤剪力、桩靴上部土壤重量和桩靴底部的吸附力，当插桩深度较大时吸附力占50％以上。减少吸附力的有效方法就是在桩靴上下表面设置冲桩头，用高压水进行冲桩。但当插桩深度太深、搁置时间太长时,冲桩效果会较差，会出现桩腿拔不出或拔桩困难的情况，产生的原因一是冲桩压力不足，达不到破坏吸附力的效果；二是传统冲桩系统桩靴上表面或下表面16个冲头管路是连在一起的，一旦一只喷头冲通，其他堵塞的冲头就没法再冲通，达不到理想的效果。
技术实现思路
针对现有风电施工船上冲桩系统冲桩效果不佳的问题，本专利技术的目的在于提供一种能够提高冲桩系统冲桩效果，降低拔桩难度的阀门遥控控制系统。同时针对该遥控控制系统还提供对应的控制方法。为了达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：提供一种用于冲桩控制的阀门遥控控制系统，该阀门遥控控制系统主要包括：若干电动遥控球阀，所述若干电动遥控球阀设置在冲桩系统中；至少一个控制从站，所述控制从站控制连接电动遥控球阀；控制主站，所述控制主站通过无线方式与控制从站数据连接，并以人机交互的方式模拟现场施工场景。优选的，所述电动遥控球阀的数量至少为16只倍数。优选的，所述冲桩系统中设置带排污通道的水力减阻系统，所述水力减阻系统包括高压水管、低压水管、气管、排污管及分流盖，排污管和分流盖处于桩靴上表面，通过高压水管和低压水管所喷出的水冲走附着在桩靴外上表面的淤泥，再通过气管充气，由排污管将淤泥排出至海水中。优选的，所述控制从站包括风光互补装置、无线传输装置以及阀门遥控箱，所述阀门遥控箱通过电缆连接电动遥控球阀，同时通过通讯线连接无线传输装置，所述风光互补装置通过电缆连接阀门遥控箱和无线传输装置，为阀门遥控箱、无线传输装置以及电动遥控球阀供电。优选的，所述阀门遥控箱包括就地遥控单元、远程遥控单元、权限切换开关以及数据采集模块，所述就地遥控单元控制连接电动遥控球阀，所述远程遥控单元控制连接电动遥控球阀，并通过无线传输装置与控制主站数据连接，所述权限切换开关控制连接就地遥控单元和远程遥控单元；所述数据采集模块连接电动遥控球阀，并通过无线传输装置与控制主站数据连接。优选的，所述阀门遥控箱与电动遥控球阀之间的连接电缆为控制反馈电缆。优选的，所述无线传输装置为无线数传电台传输装置。优选的，所述风光互补装置包括风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器以及蓄电池，所述风力发电机组和太阳能光伏电池组通过控制器连接蓄电池。优选的，所述控制主站主要包括MIMIC板、计算机工作站、阀门遥控模块以及无线传输装置，所述阀门遥控模块分别与无线传输装置、MIMIC板以及计算机工作站通信连接。基于上述的阀门遥控控制系统，进行阀门遥控控制的过程包括如下步骤：(1)控制电动遥控球阀；就地遥控时，通过控制从站中的阀门遥控箱直接控制相应的电动遥控球阀；远程遥控时，由控制主站通过远程控制从站中的阀门遥控箱来控制相应的电动遥控球阀；(2)实时采集现场数据；控制从站中的阀门遥控箱实时获取每个电动遥控球阀的工作状态，并传输至控制主站；(3)实时模拟现场施工状态；控制主站以人机交互的方式模拟现场施工场景，并根据控制从站采集的数据在模拟的现场施工场景中实时模拟各电动遥控球阀的工作状态。基于上述方案构成的阀门遥控方案通过精确、高效的控制桩腿内冲水及冲气管系阀门，实现最大程度减少桩腿上拔力。再者本方案在具体实施时，具有如下优点：(1)本方案整体结构简单，易于实现；(2)本方案可实现远程、就地两种控制模式，保证整个方案的运行可靠性；(3)本方案采用集风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统，利用风能、太阳能的互补性，可以获得比较稳定的输出，保证系统运行的稳定性和可靠性；(4)本方案采用人机交互的方式模拟现场实际施工场景，直观显示整个施工过程和细节，便于操作者实时了解现场施工状态和作出控制操作，大大简化操作过程并保证操作控制的准确性。附图说明以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本专利技术。图1为本专利技术实施例中桩靴冲泥阀门遥控控制系统示意图；图2为本专利技术实施例中风光互补装置的示意图；图3为本专利技术实例中桩靴冲泥水力减阻系统的示意图；图4为本专利技术实例中桩靴冲泥阀门遥控系统管路布置图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。参见图1，其所示为本实例提供的桩靴冲泥阀门遥控控制系统示意图。本系统服务于1000T自升式风电施工船桩靴冲洗模块，在平台船将四条桩腿收起的过程中，通过控制桩腿内冲水及冲气管系阀门，实现最大程度减少桩腿上拔力的功能。由图可知，本系统100由4套风光互补装置101、4套阀门遥控箱102、5套数传电台装置103、1套遥控MIMIC面板104、1套阀门遥控模块105、以及1套计算机工作站106、64只电动球阀107组成。其中，1套数传电台装置103、1套遥控MIMIC面板104、1套阀门遥控模块105、以及1套计算机工作站106配合构成本系统的控制主站，该控制主站设置在相应的中控室中。在控制主站中，阀门遥控模块105通过485通信线缆连接数传电台装置103，同时通过相应的通信总线分别连接计算机工作站106和遥控MIMIC面板104，由此构成控制主站。而4套风光互补装置101、4套阀门遥控箱102、4套数传电台装置103以及64只电动球阀107配合构成4个控制从站，分别用于控制四条桩腿的桩靴冲洗。即，1套风光互补装置101、1套阀门遥控箱102、1套数传电台装置103以及16只电动球阀107构成1个控制从站。每个控制从站设置在一个对应的桩腿上，用于完成该桩腿的冲桩控制。其中，16只电动球阀107安置在对应桩腿上冲桩系统的冲洗管路中，用于控制冲桩系统中冲洗管路打开和关闭，完成冲桩。阀门遥控箱102设置在风电施工船的平台上，其通过控制反馈电缆控制连接电动球阀107，用于向控制的电动球阀107供电、发送控制命令以及采集运行数据；并提供就地和遥控两种控制方式。数传电台装置103设置在对应桩腿的桩靴顶部，其通过通讯线与阀门遥控箱102通信连接，用于接收主站发送的控制信息并传输至阀门遥控箱102，同时将阀门遥控箱102的数据通过无线的方式发送至控制主站。风光互补装置101同样设置在对应桩腿的桩靴顶部，其通过电缆分别连接阀门遥控箱102和数传电台装置103，用于向阀门遥控箱102和数传电台装置103提供工作电源，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于冲桩控制的阀门遥控控制系统，其特征在于，所述阀门遥控控制系统主要包括：若干电动遥控球阀，所述若干电动遥控球阀设置在冲桩系统中；至少一个控制从站，所述控制从站控制连接电动遥控球阀；控制主站，所述控制主站通过无线方式与控制从站数据连接，并以人机交互的方式模拟现场施工场景。

【技术特征摘要】
1.一种用于冲桩控制的阀门遥控控制系统，其特征在于，所述阀门遥控控制系统主要包括：若干电动遥控球阀，所述若干电动遥控球阀设置在冲桩系统中，使得外部高压水与压缩空气通过控制球阀来冲洗桩腿；至少一个控制从站，所述控制从站控制连接电动遥控球阀，每个控制从站设置在一个对应的桩腿上，用于完成该桩腿的冲桩控制；所述控制从站包括风光互补装置、无线传输装置以及阀门遥控箱，所述阀门遥控箱通过电缆连接电动遥控球阀，同时通过通讯线连接无线传输装置，所述风光互补装置通过电缆连接阀门遥控箱和无线传输装置，为阀门遥控箱、无线传输装置以及电动遥控球阀供电；控制主站，所述控制主站通过无线方式与控制从站数据连接，并以人机交互的方式模拟现场施工场景，直观显示现场施工状态；所述控制主站主要包括MIMIC板、计算机工作站、阀门遥控模块以及无线传输装置，所述阀门遥控模块分别与无线传输装置、MIMIC板以及计算机工作站通信连接。2.根据权利要求1所述的一种用于冲桩控制的阀门遥控控制系统，其特征在于，所述电动遥控球阀的数量至少为16只倍数。3.根据权利要求1所述的一种用于冲桩控制的阀门遥控控制系统，其特征在于，所述冲桩系统中设置带排污通道的水力减阻系统，所述水力减阻系统包括高压水管、低压水管、气管、排污管及分流盖，排污管和分流盖处于桩靴上表面，通过高压水管和低压水管所喷出的水冲走附着在桩靴外上表面的淤泥，再通过气管充气，由排污管将淤泥排出至海水中。4.根据权利要求1所述的一种用于冲桩控制的阀门遥控控制系统，其特征在于，所述阀门遥控箱包括就地遥控单元、远程遥控单元、权限切换开关以及数据采集模块，所述就地遥控单元控制连接电动遥控球阀，所述远程遥控单元控制连接电动遥控球阀，并通过无线传输装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈火群，胡灵斌，汪峥，卢益峰，马振江，
申请(专利权)人：中交第三航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31