一種海上多功能高效干散貨轉(zhuǎn)載集成裝備及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適合于碼頭散貨、島嶼礦產(chǎn)開(kāi)采、軍用補(bǔ)給等領(lǐng)域的干散貨轉(zhuǎn)載集成裝備與系統(tǒng)，特別涉及一種海上多功能高效干散貨轉(zhuǎn)載集成裝備與系統(tǒng)。
技術(shù)背景
[0002]海上多功能高效干散貨轉(zhuǎn)載集成裝備是淺水碼頭、礦產(chǎn)開(kāi)采建造碼頭耗資巨大的島國(guó)、還有軍用糧食等干散貨的補(bǔ)給等領(lǐng)域進(jìn)行干散貨運(yùn)輸與轉(zhuǎn)載的關(guān)鍵裝備。采用海上多功能高效干散貨轉(zhuǎn)載集成裝備，可以節(jié)省建大型深水碼頭的投資，大大縮短貿(mào)易、開(kāi)采周期，適應(yīng)了瞬息萬(wàn)變的市場(chǎng)變化，提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，海上多功能高效干散貨轉(zhuǎn)載集成裝備及其控制系統(tǒng)具有很好的流動(dòng)性，便于轉(zhuǎn)移工作地點(diǎn)。
[0003]海上多功能高效干散貨轉(zhuǎn)載集成裝備作為港口貿(mào)易、礦山開(kāi)采、軍用等領(lǐng)域的重要過(guò)駁工具，必須具有滿足各種工況的實(shí)際需求的性能。然而目前國(guó)內(nèi)的海上多功能高效干散貨轉(zhuǎn)載裝備在功能上過(guò)于單一、結(jié)構(gòu)上較為簡(jiǎn)單，在連續(xù)高效、安全可靠、防搖與抗風(fēng)浪、全過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等方面無(wú)法滿足過(guò)駁市場(chǎng)的需求。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?01110171492.7，名為“一種過(guò)駁作業(yè)橋式裝卸船機(jī)”的發(fā)明專利，提出了將裝船機(jī)、皮帶輸送機(jī)、卸船機(jī)三者結(jié)合在一起的理念，其裝置僅將裝船機(jī)、皮帶輸送機(jī)與卸船機(jī)連接起來(lái)，在結(jié)構(gòu)上過(guò)于簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)載效率低；且臂架系統(tǒng)與裝置只能俯仰而不能旋轉(zhuǎn)；其功能不完善，只具備轉(zhuǎn)載功能，缺乏必要的實(shí)時(shí)控制及監(jiān)測(cè)等安全與可靠性保證等裝置，無(wú)法滿足現(xiàn)有港口貿(mào)易轉(zhuǎn)載市場(chǎng)的需求。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮?7122510.9，名為“船舶不靠岸的貨物裝卸裝置”的發(fā)明專利，其缺點(diǎn)是:需在海岸或者碼頭邊架設(shè)帶有接料口的裝船機(jī)，也要在大型貨船架設(shè)的帶有接料口的裝船機(jī)，這不僅延長(zhǎng)了裝卸作業(yè)周期，而且操作不便，耗資也較大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)移動(dòng)式服務(wù)。同時(shí)也缺乏必要的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，無(wú)法保證作業(yè)過(guò)程的安全可靠。
[0006]美國(guó)專利號(hào)為5613820，名為“連續(xù)作業(yè)式散裝貨物運(yùn)輸裝置”，沿用了申請(qǐng)?zhí)枮?7122510.9，名為“船舶不靠岸的貨物裝卸裝置”的發(fā)明專利的裝卸方法，但其將帶有接料口的裝船機(jī)架設(shè)在一個(gè)浮動(dòng)平臺(tái)上，解決了其移動(dòng)式服務(wù)的問(wèn)題；但沒(méi)能夠解決其過(guò)駁效率低，平穩(wěn)性無(wú)法保證，作業(yè)故障無(wú)法及時(shí)監(jiān)測(cè)控制等問(wèn)題。
[0007]申請(qǐng)?zhí)枮?00610028034.7，名為“海上散貨轉(zhuǎn)載系統(tǒng)船”的發(fā)明專利與申請(qǐng)?zhí)枮?00620040304.5，名為“海上散貨轉(zhuǎn)載船”的實(shí)用新型專利，運(yùn)用了將裝船機(jī)、五條皮帶輸送機(jī)群、卸船機(jī)于一體進(jìn)行過(guò)駁作業(yè)，其過(guò)駁效率達(dá)到了 2500t/h，但無(wú)法滿足當(dāng)代高效率過(guò)駁市場(chǎng)的需求；另外，該專利雖然運(yùn)用了 PLC控制程序，可實(shí)現(xiàn)裝備運(yùn)行的極限位置保護(hù)與過(guò)載保護(hù)，但沒(méi)有解決抓斗/臂架在工作過(guò)程中的防搖問(wèn)題，也沒(méi)有解決皮帶機(jī)群運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的速度不適宜性而導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)高效的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供了一種海上多功能高效干散貨轉(zhuǎn)載集成裝備及其控制方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的轉(zhuǎn)載集成裝備過(guò)駁效率低，平穩(wěn)性無(wú)法保證的技術(shù)缺陷。
[0009]本發(fā)明提供了一種海上多功能高效干散貨轉(zhuǎn)載集成裝備，包括PLC控制系統(tǒng)、浮動(dòng)平臺(tái)5、平衡補(bǔ)償裝置7、抓斗卸船機(jī)、輸送轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)、中央控制室19與裝船機(jī)11，21，其特征在于:所述抓斗卸船機(jī)、皮帶輸送轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)、中央控制室19和裝船機(jī)21集成在浮動(dòng)平臺(tái)5上。
[0010]所述抓斗卸船機(jī)包括克林吊1，抓斗2通過(guò)絞繩連接在克林吊I上；所述轉(zhuǎn)載集成裝備包括兩臺(tái)抓斗卸船機(jī)，其分別固定在浮動(dòng)平臺(tái)5主甲板一側(cè)的前后兩端;所述抓斗卸船機(jī)的一側(cè)設(shè)有料斗I 9與料斗II 15，所述料斗9與料斗II 15通過(guò)料斗支撐架23固定安裝在浮動(dòng)平臺(tái)5主甲板上；所述輸送轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)包括兩條給料皮帶輸送機(jī)8，14、皮帶輸送機(jī)群與轉(zhuǎn)載皮帶輸送機(jī)4，所述皮帶輸送機(jī)群包括四條皮帶輸送機(jī)6，16，19，20，給料皮帶輸送機(jī)I 8安裝在料斗I 9下端，料斗I 9通過(guò)給料皮帶輸送機(jī)I 8與皮帶輸送機(jī)I 6連接，給料皮帶輸送機(jī)II 14安裝在料斗II 15下端，料斗II 9通過(guò)給料皮帶輸送機(jī)II 14與皮帶輸送機(jī)I 6連接；所述皮帶輸送機(jī)6的一端安裝有轉(zhuǎn)接漏斗I 10，所述轉(zhuǎn)接漏斗I 10下端連接有轉(zhuǎn)載皮帶輸送機(jī)4，所述轉(zhuǎn)接漏斗I 10通過(guò)轉(zhuǎn)載皮帶輸送機(jī)4與皮帶輸送機(jī)II 19的一端連接，所述皮帶輸送機(jī)II 19的另一端安裝有分叉漏斗17，所述分叉漏斗17的兩個(gè)出料口分別連接著相對(duì)斜向安置的皮帶輸送機(jī)III 20和皮帶輸送機(jī)IV 16 ;所述皮帶輸送機(jī)III 20的一端連接轉(zhuǎn)接漏斗III 25，所述轉(zhuǎn)接漏斗III 25安裝在漏斗支架上，所述裝船機(jī)II通過(guò)轉(zhuǎn)接漏斗III 25與所述皮帶輸送機(jī)III 19連接；皮帶輸送機(jī)IV 16的一端連接有轉(zhuǎn)接漏斗II 13，所述轉(zhuǎn)接漏斗II 13安裝在漏斗支架上，所述裝船機(jī)I 11過(guò)轉(zhuǎn)接漏斗II 13與所述皮帶輸送機(jī)IV 16連接。
[0011]優(yōu)選的，所述輸送轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)均設(shè)有各自的驅(qū)動(dòng)平臺(tái)和皮帶限位保護(hù)裝置，且所述皮帶輸送機(jī)群上均安裝有皮帶罩，兩側(cè)還安裝有防止干散貨撒落的擋料板。
[0012]優(yōu)選的，所述皮帶限位保護(hù)裝置包括拉繩限位裝置、跑偏限位裝置、堵料限位裝置與打滑限位裝置，所述拉繩限位裝置設(shè)置于皮帶的兩端，用于緊急停止皮帶運(yùn)行，所述跑偏限位裝置用于監(jiān)測(cè)皮帶在托輥上運(yùn)行時(shí)的橫向擺動(dòng)情況，所述堵料限位裝置均安裝于皮帶下游尾部，用于檢測(cè)該皮帶上物料下泄情況，所述打滑限位裝置安裝在皮帶從動(dòng)輪處，用于檢測(cè)從動(dòng)輪運(yùn)行速度；所述皮帶限位保護(hù)均設(shè)有一級(jí)報(bào)警保護(hù)與二級(jí)緊急停止保護(hù)。
[0013]優(yōu)選的，所述所述中央控制室19設(shè)置在浮動(dòng)平臺(tái)5上靠近裝船機(jī)II 21 一側(cè)。
[0014]優(yōu)選的，所述兩臺(tái)裝船機(jī)11，21均包括臂架皮帶輸送機(jī)、臂架伸縮系統(tǒng)、臂架回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、臂架俯仰系統(tǒng)與漏斗，所述兩臺(tái)裝船機(jī)11，12分別固安裝在浮動(dòng)平臺(tái)5主甲板另一側(cè)的前后兩端；所述抓斗卸船機(jī)、漏斗I 10、料斗II 15、中央控制室19和裝船機(jī)21在浮動(dòng)平臺(tái)5上的左右前后對(duì)稱布置可有效維持裝備整體的平衡姿態(tài)。
[0015]優(yōu)選的，所述浮動(dòng)平臺(tái)5上設(shè)置有平衡自動(dòng)補(bǔ)償裝置7，用于維持作業(yè)狀態(tài)下及環(huán)境力下平臺(tái)的平衡。
[0016]優(yōu)選的，所述中央控制室內(nèi)設(shè)有PLC控制系統(tǒng)，所述PLC控制系統(tǒng)包括電/液供給系統(tǒng)PLC、抓斗/臂架防搖系統(tǒng)PLC、輸送轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)PLC和裝船機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)PLC，所述PLC控制系統(tǒng)各模塊之間相互獨(dú)立，通過(guò)總接線口傳遞連鎖信號(hào)；所述抓斗/臂架防搖系統(tǒng)PLC將安裝在臂架或者抓斗上的傳感器檢測(cè)到的信號(hào)與防搖系統(tǒng)的設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比分析，防搖系統(tǒng)根據(jù)對(duì)比結(jié)果發(fā)出動(dòng)作指令，進(jìn)而控制安裝在抓斗上的抓斗防搖裝置24和安裝在裝船機(jī)臂架上的臂架防搖裝置25，來(lái)完成防搖控制，保證作業(yè)過(guò)程的安全性與穩(wěn)定性。
[0017]優(yōu)選的，所述輸送轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)PLC配備有觸摸屏，所述觸摸屏安裝在PLC控制柜門(mén)上，用于監(jiān)控當(dāng)前各系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、限位狀態(tài)及顯示當(dāng)前故障、歷史故障，并提供相應(yīng)的故障幫助，方便過(guò)轉(zhuǎn)載裝備轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)操作和故障排除；所述輸送轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)PLC還包括PID速度自適應(yīng)輔助控制系統(tǒng)，所述PID速度自適應(yīng)輔助控制系統(tǒng)包括自適應(yīng)控制器、變頻器、傳感器；當(dāng)干散貨輸入量變化時(shí)，通過(guò)傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)與輸入量的數(shù)據(jù)對(duì)比，使PID速度自適應(yīng)輔助控制系統(tǒng)中的自適應(yīng)控制器發(fā)出指令，傳遞給安裝在皮帶輸送機(jī)上的變頻器，變頻器通過(guò)調(diào)整其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度，來(lái)滿足變化環(huán)境條件的自適應(yīng)問(wèn)題。
[0018]本發(fā)明提供了一種用于海上多功能高效干散貨轉(zhuǎn)載集成裝備的控制方法，可以完成從駁船到大型散貨船的干散貨轉(zhuǎn)載作業(yè)，也可以完成從大型貨船到駁船的干散貨轉(zhuǎn)載作業(yè)，抓斗卸船機(jī)先通過(guò)克林吊I的回轉(zhuǎn)、變幅和升降運(yùn)動(dòng)利用抓斗2抓取駁船上的干散貨，然后又通過(guò)克林吊I的回轉(zhuǎn)、變幅和升降運(yùn)動(dòng)將干散貨卸于料斗I 9或料斗II 15中，料斗I 9或料斗II 15將干散貨又傳遞到位于其下方對(duì)應(yīng)的給料皮帶輸送機(jī)I 8或者給料皮帶輸送機(jī)II 14上，所述給料皮帶輸送機(jī)I 8或者給料皮帶輸送機(jī)II 14將干散貨傳遞到皮帶輸送機(jī)I 6，通過(guò)皮帶輸送機(jī)I 6將干散貨通過(guò)安裝在皮帶輸送機(jī)I 6—端部的轉(zhuǎn)接料斗
I10輸送到轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)4上，通過(guò)轉(zhuǎn)載皮帶機(jī)4的轉(zhuǎn)運(yùn)將干散貨輸送到皮帶輸送機(jī)II 19上，干散貨輸送至皮帶輸送機(jī)II 19 一端端的分叉漏斗17，所述分叉漏斗17可將物料輸送到皮帶輸送機(jī)III 20或者皮帶輸送機(jī)IV 16上；通過(guò)皮帶輸送機(jī)III 20或者皮帶輸送機(jī)IV 1