本发明实施例涉及整平机
技术领域：
，尤其涉及一种整平机控制装置和水下整平机。
背景技术：
：目前国内水下整平，通常是采用潜水员水下人工整平、人工打水进行测量验收。随着我国港口建设趋向大型化的需要，水下整平采用人工整平受到极大的限制，主要是受作业人员和施工条件的影响，整平的质量难以满足工程需要。传统人工整平完成后，一般采用人工进行打水确认验收，打水受到天气海况、仪器、人为因素影响大，测量验收精度低，速度缓慢。水下整平机可实现通过远程控制，实现自动进行水下整平，但是，水下整平机需要配置大量的传感器，主要作用为控制系统提供重要信息输入，目前水下整平机上的各传感器采用信号线直接引入控制室，过多线束对导致整平架吊放、回收不便，且调试过程中存在故障排除困难、检修耗时长等问题。技术实现要素：本发明提供一种整平机控制装置和水下整平机，以实现减少水下整平机的信号线。第一方面，本发明实施例提供了一种整平机控制装置，应用于水下整平机，包括：防水电箱、主控制器、备份控制器、交换机、串口服务器和至少一个传感器，其中，所述主控制器、备份控制器、交换机、串口服务器和至少一个传感器设置在所述防水电箱内；所述至少一个传感器，分别与所述主控制器和所述备份控制器电连接，用于采集所述水下整平机的传感器信息，并将采集的传感器信息分别发送至所述主控制器和所述备份控制器；所述串口服务器与所述交换机电连接，用于接收串口信号，并将所述串口信号发送至所述交换机；所述主控制器与所述备份控制器分别与所述交换机电连接，所述主控制器与所述备份控制器中的一项，用于将接收的传感器信息发送所述交换机；所述交换机通过与控制室连接的网络交换机网络连接，将所述串口信号和/或传感器信息发送至与所述控制室。第二方面，本发明实施例还提供了一种水下整平机，包括本发明任意实施例提供的整平机控制装置。本发明提供的技术方案，通过设置防水电箱，将主控制器、备份控制器、交换机和串口服务器设置在防水电箱内，保证了在水下的正常作业，同时主控制器、备份控制器和串口服务器分别与交换机连接，以使交换机通过网络传输方式将串口信号和/或传感器信号发送至控制室，替代了主控制器、备份控制器和串口服务器分别通过信号线与控制室连接的方案，减少了信号线数量，进一步的，通过设置主控制器和备份控制器，对数据进行硬件备份，提高了装置运行的可靠性。附图说明图1为本发明实施例一提供的一种整平机控制装置的结构示意图；图2是本发明实施例提供的一种整平机控制装置的示意图；图3是本发明实施例提供的一种整平机控制装置的结构示意图；图4是本发明实施例提供的一种水下整平机的结构示意图；图5时本发明实施例提供的水下整平机与控制室的交互示意图。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结构。实施例一图1为本发明实施例一提供的一种整平机控制装置的结构示意图，配置于水下整平机，该整平机控制装置包括防水电箱10、主控制器110、备份控制器120、交换机130、串口服务器140。主控制器110、备份控制器120、交换机130、串口服务器140配置在防水电箱10内部，防水电箱10可以是设置在水下整平机的小车架或者基架上。其中，防水电箱10可以是防水等级为ip68的电箱，在该防水电箱10内形成水下密封舱。防水电箱10的输入接口和输出接口分别采用水密接头，提高了防水电箱的防水性能。主控制器110、备份控制器120、交换机130和串口服务器140设置在防水电箱10内，防止水下整平机在进行水下作业时上述各部件无法正常工作的问题。主控制器110与备份控制器120结构相同，功能相同，分别与交换机电连接，分别用于接收所述水下整平机配置的至少一个传感器传输的传感器信息，实现了通过硬件方式对接收的传感器信息进行实时备份的功能，提高了该控制装置的可靠性。可选的，主控制器110处于工作状态时接收至少一个传感器传输的传感器信息，并执行控制程序，备份控制器120仅接收至少一个传感器传输的传感器信息。当主控制器110宕机时，备份控制器120启动，并执行控制程序，以保证水下整平机的正常运行。相应的，在备份控制器120宕机时，主控制器110启动，并执行控制程序。主控制器110和备份控制器120中处于工作状态的一项，将接收的传感器信息发送交换机130。交换机130通过网线与设置在控制室内的网络交换机连接，可实现从交换机130、网络交换机以及控制室内的控制器之间的信号传输，本实施例中，通过在防水电箱10内设置交换机，可将主控制器110与备份控制器120接收的传感器信息通过交换机进行传输，发送至控制室内的控制器，替代了主控制器110和备份控制器120分别基于与控制室连接的信号线进行数据传输，减少了信号线数量。进一步的，串口服务器140与交换机130电连接，用于接收串口部件发送的串口信号，并将串口信号发送至交换机130，交换机130基于上述网络交换机将该串口信号发送至控制室内设置的控制器。同理，通过设置交换机130减少了串口服务器140与控制室连接的信号线。需要说明的是，串口部件可以是具有串口的传感器，本实施例中，可以是根据传感器的配置的接口确定连接关系，具有串口的传感器与串口服务器140连接，不具有串口的传感器分别与主控制器110和备份控制器120连接，实现信号传输。其中，与串口服务器140连接的串口部件可以是但不限于温度传感器和漏水报警传感器。参见表1，表1为水下整平机配置的传感器以及各传感器的数量。传感器类别数量大车接近传感器4支腿千斤顶行程传感器4支腿千斤顶油压传感器4大车(行车)油马达编码器4大车油马流量传感器4框架水下液压阀块控制信号2水压力传感器4倾斜仪信号2漏水报警传感器1温度传感器1总计30本实施例的技术方案，通过设置防水电箱，将主控制器、备份控制器、交换机和串口服务器设置在防水电箱内，保证了在水下的正常作业，同时主控制器、备份控制器和串口服务器分别与交换机连接，以使交换机通过网络传输方式将串口信号和/或传感器信号发送至控制室，替代了主控制器、备份控制器和串口服务器分别通过信号线与控制室连接的方案，减少了信号线数量，进一步的，通过设置主控制器和备份控制器，对数据进行硬件备份，提高了装置运行的可靠性。在上述实施例的基础上，至少一个传感器基于双信号线分别接收所述主控制器与所述备份控制器；所述交换机基于双网线方式与所述网络交换机连接；所述主控制器、所述备份控制器、所述交换机和所述串口服务器分别通过双电源线连接电源。参见图2，图2是本发明实施例提供的一种整平机控制装置的示意图。图2中，主控制器110被配置为水下主控plc2，备份控制器120被配置为水下主控plc3。需要说明的是，控制室位于船上，控制室内的网络交换机即船上交换机。通过双网线双信号线以及双电源线的方式，对上述部件之间进行连接或信号传输，以保证水下整平机的正常运行，当任一网线、信号线或者电源线出现异常时，可启用另一网线、信号线或者电源线。实施例二图3是本发明实施例提供的一种整平机控制装置的结构示意图，在上述实施例的基础上，该装置还包括至少一个编码器150。至少一个编码器150分别与主控制器110和备份控制器120连接。其中，编码器可以包括行车编码器、小车定位编码器等，其中，行车编码器可以是4个。小车定位编码器获取水下料斗的第一位置信息，将水下料斗的第一位置信息分别发送至主控制器110和备份控制器120；主控制器110或备份控制器120通过交换机130将水下料斗的第一位置信息发送至控制室，以使控制室基于水下料斗的第一位置信息和送料机构发送的第二位置信息确定定位偏差策略。需要说明的是，送料机构中配置有编码器，用于采集送料机构的第二位置信息，其中，送料机构中配置的编码器与整平机控制装置中配置的编码器型号相同，以避免因编码器型号误差导致的位置信息的采集误差。控制室中配置有显示设备，该显示设备与控制室的控制器连接，该控制器通过测量软件将水下料斗的第一位置信息和送料机构发送的第二位置信息在显示设备上进行显示，并对第一位置信息和第二位置信息进行标识，便于控制室的操作人员清晰直观的确定水下料斗和送料结构的位置。其中，测量软件可以划分网格，该划分网格区域为安全作业区域，在网格区域内显示第一位置信息和第二位置信息，便于确定水下料斗和送料结构在安全作业区域中的具体位置。控制室的控制器基于第一位置信息和第二位置信息的相对位置偏差，并基于该相对位置偏差确定定位偏差策略，该定位偏差策略可以是控制送料机构移动降低第一位置信息和第二位置信息的相对位置偏差，可以包括送料结构的调节位移。控制室中的控制器基于网络交换机向送料机构的交换机发送该定位偏差策略，以使送料机构调节位置信息。当水下整平机与送料机构满足位置对应关系时，控制送料机构对水下整平机进行送料。需要说明的是，当送料结构与水下整平机处于软连接状态时，可以对送料结构与水下整平机进行同步控制，当送料结构与水下整平机脱离软连接状态时，可以是分别对送料结构与水下整平机独立控制。控制室对送料结构与水下整平机的控制，包括手动控制模式和软件控制模式，手动控制模式和软件控制模式基于互锁机制，防止上述两种控制模式互相干扰。编码器150(例如行车编码器)还用于获取水下整平机的行程信息，并将形成信息发送至主控制器110和备份控制器120；主控制器110或备份控制器120在确定水下整平机的行程信息超出安全行程时，生成自动停机指令，并执行自动停机指令以控制整平机停机。其中，安全行程可以是基于水下整平机与控制室的通信距离确定，小于或等于水下整平机与控制室的通信距离。该通信距离可以是水下整平机中交换机130与控制室中网络交换机之间网线距离确定。当水下整平机的行程信息超出安全行程时，基于自动停机指令控制整平机停机，避免人为控制不及时导致的通讯故障。可选的，自动停机指令可以包括急停指令和暂停指令，该自动停机指令可以是通过软件和/或硬件方式实现。例如，可以是通过软件方式对水下整平机断电等方式实现。示例性的，水下整平机在整平机前方配置有一挡板，该挡板在水下整平机处于运行状态时，处于抬起状态，当生成自动停机指令时，可以是控制该挡板下放，以控制水下整平机停止前进。同时主控制器110或备份控制器120生成报警指令，并基于交换机130将该报警指令发送至控制室。主控制器110或备份控制器120基于交换机130接收控制室发送的手动停机指令，执行手动停机指令以控制整平机停机；其中，自动停机指令的优先级高于手动停机指令，以在紧急时刻对水下整平机进行快速停机处理，避免人为操作的反应时间等导致的控制不及时的问题，提高水下整平机作业的安全性。在一些实施例中，编码器还用于监测大车左右移动距离、小车前后移动距离，具体的，安装在油马达上的编码器通过记录马达转动的圈数来分别确定左右油马达的行程，以及前后油马达的行程，并将误差显示出来。当上述任一项超出警戒值时，存在通信故障风险，主控制器110或备份控制器120生成报警指令，并基于交换机130将该报警指令发送至控制室，和/或，生成自动停机指令控制水下整平机停机，同时可通过人工纠偏来校正行程误差，提高水下整平机的运行安全性和整平精度。本发明提供的技术方案，通过至少一个编码器监测水下整平机的位置信息和行程信息，以使整平机控制装置或者控制室能够快速准确的确定水下整平机的运行状态，并在存在安全风险时及时进行报警和控制，提高了水下整平机的运行安全性。实施例三图4是本发明实施例提供的一种水下整平机的结构示意图，该水下整平机20包括上述实施例提供的整平机控制装置21。通过配置上述整平机控制装置，在保证水下整平机功能与稳定性的基础上，减少了信号线和电源线，减少了大量信号线和电源线对整平架吊放、回收造成的干扰，同时降低了对整平机调试过程中故障排除难度以及减少了检修耗时。在上述实施例的基础上，该装置还包括：整平机吊放/回收控制装置22、供料控制装置23和清淤装置24。其中，整平机吊放/回收控制装置22用于对水下整平进行吊放和回收。包括绞车卷筒上设置的第一编码器和高度行程限位装置；液压管线绞车上设置第二编码器，高度行程限位装置。控制室的控制器获取起吊绞车拉力大小与位置信息，自动调整绞车收放钢缆速度，拉力大小实时在触摸屏显示，确保整平架平稳起升及下放，自动控制整平架起吊、下放作业。当整平架起吊至船上限位位置后，船体上的油缸伸出搁置架，水下整平架工作时油缸收回搁置架。控制室内的控制器plc1根据编码器与力传感器信息控制比例阀执行相应动作。供料控制装置23包括皮带输料模块和行走投料模块，皮带输料模块共有2套由电机驱动的移动式皮带输料装置。移动式皮带由固定式皮带机加移动卸料小车组成。移动卸料小车本身不带动力，由母船投料行车带动其实现x轴，y轴运动。皮带输料装置装有重量传感器，能够实时监控皮带机的输料工况。行走投料模块通过程序控制可与水下整平机的小车实现同步移动，该行走投料模块的驱动机构装有编码器，用于控制大车小车两侧行走的同步。通过主控室的控制指令，控制皮带机转速、启动、停止，根据整平漏斗内碎石料位信息传感器信息输入来控制皮带机碎石输送速度，即整平漏斗内碎石少，皮带机碎石输送速度快，反之则慢。清淤装置24包括水力喷射和吸泥泵端头，通过控制复合清淤装置端头与垄沟碎石面的距离、端头吸力以及水力喷射压力，实现在不扰动碎石层的情况下的清淤作业。端头与垄顶距离通过声呐反馈高程数据利用液压升降缸控制，端头吸力的大小通过液压比例阀控制抽泥泵液压驱动马达的流量实现，水力喷射压力的大小通过控制高压水泵的转速实现。清淤系统在作业时，由于下一个管节与上一个管节之间是同一条垄沟。如果清淤系统工作模式不变更，除了首尾垄沟，其他所有的垄沟都出现了两次清淤作业。为了减少不必要的损耗，在上位机系统和控制面板中设置单独控制开关和按钮，可以独立控制垄顶和垄沟的高压喷嘴与抽泥罩。即，只有在清淤系统开始某一区域的第一管节作业时，才将两侧的清淤系统都打开，其他管节作业时只打开其中一侧。示例性的，参见图5，图5时本发明实施例提供的水下整平机与控制室的交互示意图。其中，控制室内的控制器即为船上plc1。水下整平机可以包括两个或以上的防水电箱，分别设置在水下整平机的不同部位，例如水下1号密封舱即本申请提供的一个整平机控制装置，其中，包括的从站1plc可以是主控制器110或备份控制器120，相应的，水下2号密封舱可以是设置在水下移动漏斗上设置的另一整平机控制装置，其结构与水下1号密封舱中结构相同，用于接收不同传感器采集的传感器信号，并基于以太网线或电源线发送至控制室。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。当前第1页1 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技术特征：1.一种整平机控制装置，其特征在于，应用于水下整平机，包括：防水电箱、主控制器、备份控制器、交换机和串口服务器，其中，所述主控制器、备份控制器、交换机和串口服务器设置在所述防水电箱内；
所述串口服务器与所述交换机电连接，用于接收串口部件发送的串口信号，并将所述串口信号发送至所述交换机；
所述主控制器与所述备份控制器分别与所述交换机电连接，分别用于接收所述水下整平机配置的至少一个传感器传输的传感器信息；所述主控制器与所述备份控制器中的一项，用于将接收的传感器信息发送所述交换机；
所述交换机通过与控制室网络交换机网络连接，将所述串口信号和/或传感器信息发送至与所述控制室。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个传感器基于双信号线分别接收所述主控制器与所述备份控制器；所述交换机基于双网线方式与所述网络交换机连接；所述主控制器、所述备份控制器、所述交换机和所述串口服务器分别通过双电源线连接电源。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述防水电箱的输入接口和输出接口分别采用水密接头。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控制器与所述备份控制器电连接，所述主控制器与所述备份控制器中的一项在检测到另一项宕机时启动。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：至少一个编码器，所述至少一个编码器分别与所述主控制器和所述备份控制器连接；
所述编码器用于获取水下料斗的第一位置信息，将所述水下料斗的第一位置信息分别发送至所述主控制器和所述备份控制器；
所述主控制器或所述备份控制器通过所述交换机将所述水下料斗的第一位置信息发送至所述控制室，以使所述控制室将所述水下料斗的第一位置信息和送料机构发送的第二位置信息进行显示，并基于所述水下料斗的第一位置信息和送料机构发送的第二位置信息确定定位偏差策略。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述编码器还用于获取所述整平机的行程信息，并将所述形成信息发送至所述主控制器和所述备份控制器；
所述主控制器或所述备份控制器在确定所述整平机的行程信息超出安全行程时，生成自动停机指令，并执行所述自动停机指令以控制所述整平机停机。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述自动停机指令还用于控制设置在所述整平机前方的挡板下放。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述主控制器或所述备份控制器基于所述交换机接收控制室发送的手动停机指令，执行所述手动停机指令以控制所述整平机停机；其中，所述自动停机指令的优先级高于所述手动停机指令。
9.一种水下整平机，其特征在于，包括如权利要求1-8任一所述的整平机控制装置。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：整平机吊放/回收控制装置、供料控制装置和清淤装置。
技术总结本发明公开了一种整平机控制装置及水下整平机。整平机控制装置包括：防水电箱、主控制器、备份控制器、交换机和串口服务器，串口服务器与交换机连接，用于接收串口部件发送的串口信号，并将串口信号发送至交换机；主控制器与备份控制器分别与交换机电连接，分别用于接收水下整平机配置的至少一个传感器传输的传感器信息；主控制器与备份控制器中的一项，用于将接收的传感器信息发送交换机；交换机通过与控制室连接的网络交换机网络连接，将串口信号和/或传感器信息发送至与控制室。交换机通过网络传输方式将串口信号和/或传感器信号发送至控制室，替代了主控制器、备份控制器和串口服务器分别通过信号线与控制室连接的方案，减少了信号线数量。
技术研发人员：马家杰;孔维达;李汪讳;李冠欢;陈育忠;干志诚;钟汉滨;梁志伟;赵坤;池明华;郭鸿斌;鲁真
受保护的技术使用者：交通运输部广州打捞局
技术研发日：2020.11.12
技术公布日：2021.03.12
