疏浚监控系统信号源标识与单位 第1部分：绞吸挖泥船

交通运输行业标准疏浚监控系统信号源标识与单位(征求意见稿)编制说明标准起草组一、工作简况 1二、标准编制原则和标准主要内容的编制依据 3三、主要试验的分析综述报告、技术经济论证或预期经济效果 10四、采用国际标准和国外先进标准的程度 10五、与有关的现行法律法规和强制性国家标准的关系 11六、重大分歧意见的处理经过和依据 11七、标准过渡期的建议 11八、废止现行有关标准的建议 11九、其他应予说明的事项 111一、工作简况(一)任务来源根据交通运输部发布的《关于下达2021年交通运输标准化计划(第二批)的通知》(交科技函〔2021〕419号)，全国港口标准化技术委员会疏浚装备分技术委员会(TC530/SC1)提出并归口，中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司、中交疏浚(集团)股份有限公司、中交上海航道局有限公司、中交天津航道局有限公司、中交广州航道局有限公司等单位负责行业标准《疏浚监控系统信号源标识与单位：第1部分绞吸挖泥船》的起草工作，标准计划编号为：JT2021-41-01。(二)主要工作过程《疏浚监控系统信号源标识与单位：第1部分绞吸挖泥船》行业标准的编ZB030-2017《绞吸挖泥船疏浚监控系统信号源单位与标识》相关内容并进行提炼和完善。标准草案的起草过程中，标准编写组充分考虑将原企标内容推广至行业标准的可行性和适用性，积极邀请同行业内企、事业单位以及国内相关高校、科研院完善本标准。详细工作过程如下：1.草案阶段2021年8月，成立标准编写组，确定编写组主要成员，明确工作范围与内2021年9月—2021年10月，标准编写组搜集行业资料，回顾相关研究，调研技术发展现状，对原企标内容进行修改，形成标准草案；2021年11月，根据项目编制要求，对草案进一步补充、完善，形成行标草2.征求意见稿阶段2021年12月，标准草案内部讨论，并制定工作大纲；2022年1月，召开行标工作大纲审查会，邀请行业专家对标准草案和工作2大纲进行审查，形成标准初稿；2022年2月—4月，召开标准初稿审查会，根据审查意见修改、完善标准初稿。2022年5月-6月，初稿发送至疏浚行业专家，征求意见。2022年7月-9月，对第一轮次初稿征求意见进行汇总和处理，标准修改完善后再次对初稿征求意见。2022年10月，对第二轮次初稿征求意见进行汇总和处理，完善后形成征求意见稿。(三)标准主要起草人标准的主要起草人员为：缪袁泉、刘树东、张红升、何彦行、洪国军、侍健、黄宗锐、贺海涛、秦海洋、吴易、仇文峰、宋伟浩、徐庆、符毅、张启亮、杨顺、王健。标准起草人员及所做工作见表1。表1标准起草人员及所做工作序号姓名工作单位分工工作内容1缪袁泉疏浚研究中心主要起草人参与标准全文、编制说明规划、梳理和编写2刘树东中交疏浚主要起草人写3张红升疏浚研究中心主要起草人写4何彦行疏浚研究中心主要起草人编制说明的编写5洪国军疏浚研究中心主要起草人7.1-7.5的编写6侍健上航局主要起草人说明的编写3表1标准起草人员及所做工作(续)序号姓名工作单位分工工作内容7黄宗锐疏浚研究中心主要起草人9.1-9.5的编写8贺海涛疏浚研究中心主要起草人10.1-10.3的编写9秦海洋疏浚研究中心主要起草人吴易疏浚研究中心主要起草人说明的编写仇文峰疏浚研究中心主要起草人10.1-10.3的编写宋伟浩疏浚研究中心主要起草人13.1-13.7的编写徐庆疏浚研究中心主要起草人符毅上航局主要起草人明的编写张启亮上航局主要起草人杨顺上航局主要起草人17.1-17.4的编写王健疏浚研究中心主要起草人的的编写二、标准编制原则和标准主要内容的编制依据(一)标准标志原则标准编制原则如下：1.符合性原则本标准按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求编制。本标准引用了GB/T28966《绞吸/斗轮挖泥船疏浚监控系统》和GB/T17843《船舶和海上技术挖泥船术语》两项国标，本标准制定的内容范围和技术要求4与这两项标准保持一致。2.协调性原则本标准在编制过程中严格遵循与相关标准协调一致的原则，信号源系统划分和中英文名称等符合非自航绞吸挖泥船疏浚监控系统设计的技术要求；将非自航绞吸挖泥船疏浚监控系统划分为：绞刀、桥架、横移、钢桩台车、辅助定位、装泊、绞车、泥泵、产量计量、吸排泥管系、疏浚设备驱动、船舶动力、定位导航共13个系统，本标准信号源的标识和单位规定按照13个系统进行划分，确保本标准编制的协调性原则。3.适用性原则本标准的制定充分考虑了非自航绞吸挖泥船疏浚监控系统的特点，结合疏浚监控系统的应用需求，对疏浚监控系统中的传感器直接输入信号进行约定，对非直接输入的中间计算量不做约定，可以对疏浚监控系统的开发者、维护者和使用者起到指导作用，具有较强的适用性，同时也增强了标准的可操作性。(二)标准主要内容的编制论据1.范围本文件规定了非自航绞吸挖泥船疏浚监控系统信号源的总体、绞刀系统、桥架系统、横移系统、钢桩台车系统等信号源标识与单位。本标准适用于非自航绞吸挖泥船疏浚监控系统的设计、编程、维护和升级。2.规范性引用文件本标准主要引用和参考了以下标准：——GB/T17843船舶和海上技术挖泥船术语——GB/T28966绞吸/斗轮挖泥船疏浚监控系统3.术语与定义本标准除直接引用GB/T17843和GB/T28966中的术语外，根据疏浚监控系统的使用习惯和系统组成，另外定义了4个专用术语，依据如下：信号源：非自航绞吸挖泥船信号种类、数量较多，在控制系统中有很多中间信号、处理所得信号和控制信号，信号源是指直接通过传感器或检测装置获取的开关量、模拟量和数字化等信号，本标准仅对非自航绞吸挖泥船的信号源5进行规定，故对信号源的进行了定义，以此明确本标准内容和范围。信号源标识：疏浚监控系统在开发过程中，为方便开发和维护人员快速寻找系统中的信号源，一般会将信号源对应的英文缩写作为标识，以此方便查找、信号归类和维护，故本标准对信号源标识进行了定义。信号源单位：对于模拟量信号源，其在疏浚监控系统中都代表着施工状态含义或工程物理意义，因此需要信号源的工程量单位进行定义，确保信号源的统一。通配符：非自航绞吸挖泥船疏浚监控系统中相同的监控对象较多，如液压泵，舱内泵等设备，对于相同设备的同一个信号源标识通过通配符“*”进行区分，以此来简化信号源的数量，方便编程人员维护系统，故对通配符进行定义。4.分类本标准对疏浚监控系统信号源的中文名称、英文名称、信号标识、单位及描述进行了规定。随着疏浚自动化的发展，疏浚监控系统的覆盖范围越来越大，通过引用GB/T17843和GB/T28966两个国家标准中疏浚监控系统的范围，结合实际使用习惯，疏浚监控系统的信号源不仅包括疏浚系统中的传感器信号，还包括疏浚设备驱动、船舶动力、定位导航等系统中直接输入至疏浚监控系统的信号。而疏浚监控系统中的中间信号、处理所得信号、控制信号及第三方系统信号不做约定。标准编制过程中遵循协调性和适用性原则，结合非自航绞吸挖泥船疏浚监控系统的特点，标准中信号源中、英文名称是根据信号源的属性、作用等结合疏浚设备而定，旨在为不同疏浚监控系统开发商制定统一的名称；信号源的标识可以简洁明了的对信号进行标注，方便开发和维护人员对疏浚监控系统软件的编程、升级和维护，对于不同设备相同类型的信号源，为避免重复规定，标识中采用了通配符进行区分；信号源的单位采用国际单位制，其中对逻辑信号源做无单位规定；信号源的描述是详细阐述和解释信号源的定义、作用等，并对部分信号源进行了示例说明，方便本标准使用者理解。5.绞刀系统本标准5规定了绞刀系统的信号源标识和单位，绞刀系统主要由绞刀本体、齿轮箱滑油设备和驱动轴组成。为保证高效安全的挖泥，疏浚监控系统对绞刀6转速、功率进行监控，故转速、功率为信号源；绞刀的正常运转需要辅助设备正常运行且运行参数符合条件，包括齿轮箱和驱动轴润滑设备，润滑设备需要实时监测滑油压力、温度、流量，因此以上参数需作为疏浚监控系统的信号源；根据大多数绞吸船实际情况，靠近绞刀一端驱动轴一般采用油润滑，靠近驱动部件一端驱动轴一般采用水润滑。除以上信号源外，为保证绞刀的运行安全，需设置有报警信号源，具体包括滑油压力低、滑油流量低、滑油温度高、滑油油柜液位低等，在有报警信号源激活时，绞刀禁止运行。6.桥架系统本标准6规定了桥架系统的信号源标识和单位，耳轴吃水和桥架是计算绞刀深度的重要参数，对疏浚深度的精确性有重要影响，故作为信号源；为保证桥架下放/起升过程安全，桥架设置有上限位和下限位安全保护信号源；在非施工状态时，为保证桥架安全需将桥架插销油缸插紧，施工状态时插销需拔出，故插销油缸的状态作为信号源。其中约定桥架角度是相对于水平面的角度，桥架与水平面平行时夹角为0，桥架远端相对水平面向下角度为正，向上角度为负，桥架远离绞刀侧为近端，接近绞刀侧为远端。7.横移系统本标准7规定了横移系统的信号源标识和单位，主要包括横移绞车设备。横移过程是绞吸挖泥船挖泥重要组成部分，横移过程与挖泥效率、安全保障有着重要关系，其与绞刀系统的配合实现了绞吸挖泥船切削，因此横移过程中的速度、角度、拉力、反张力、摆动距离是重要过程数据，需要作为信号源。其中约定横移速度为船舶对地摆动速度；横移角度为从船舶艏往艉方向看，船舶艏艉线在水平面上的投影与工作线的夹角，与工作线重叠角度为0，工作线左侧为正，右侧为负；横移拉力为船舶摆动的拉力；横移反张力为船舶摆动反向拉力；横移摆动距离为从船舶艏往艉方向看，船舶艏艉线在水平面上的投影到工作线的垂线距离，与工作线重叠距离为0，工作线左侧为正，右侧为负。8.钢桩台车系统本标准8规定了钢桩台车系统的信号源标识和单位，钢桩系统作为绞吸挖7泥船重要组成部分，实现移船和定位功能，主要包括台车和定位桩组成。其中台车为步进动作，需要对其行程和油缸压力进行监测，故此作为信号源。定位桩分为主钢桩和辅钢桩，施工过程中主、辅钢桩的交替动作实现船舶移船和定位功能，定位桩主要包括提升油缸、支持夹具、提升夹具和倒桩油缸，需要对相应的油缸压力进行监测，以保证设备工作状态正常；定位桩高度是施工过程中对其工作状态判断的重要参数依据，因此定位桩高度为信号源；夹具动作前需要确保其关闭或打开的状态，因此夹具夹紧、打开状态作为信号源。除以上信号源外，为保证施工过程定位桩动作安全，需设置有报警信号源，具体包括蓄能器压力低和高、定位桩着、夹具油缸压力低、提升上和下限位，在有报警信号源激活时，定位桩相应操作被禁止。其中定位桩高度约定为定位桩顶部距离船舶底部的垂直距离；主、辅钢桩及夹具类型通过通配符进行区分。9.辅助定位系统本标准9规定了辅助定位系统的信号源标识和单位，辅助定位系统是指在钢桩台车不适用于定位的工况下，通过三台绞车和定位桩实现绞吸挖泥船的定位，主要包括抛锚杆和定位绞车。抛锚杆作为锚与船舶之间距离的重要指示设备，其角度大小具有重要参考意义，故作为信号源；三缆定位系统是基于三台绞车和定位桩的位置信息，实现定位功能，故三缆绞车和定位桩的经度和纬度位置信息作为信号源。其中经纬和纬度位置信息为船舶大地坐标。10.装驳系统本标准10规定了装泊系统的信号源标识和单位，绞吸挖泥船可通过装驳系统将泥浆输送至驳船，装驳系统主要由装驳管组成，需要装泊时将装驳管旋转至驳船所在位置，因此过程中需要对装驳管的角度和位置信息实现监测，故作为信号源。装驳管位置信息分舷内和舷外两种，装驳管角度约定为装驳管相对船舷纵切面的夹角，装驳管与纵切面平行时夹角为0。左/右装驳管信号源通过通配符进行区分。811.绞车系统本标准11规定了绞车系统的信号源标识和单位，绞车包括横移、桥架、抛锚杆、锚、装驳等，需对其工作状态实时监测，包括工作压力、扭矩、钢丝绳长度，因此工作状态信号为疏浚监控系统信号源；绞车工作时若出现紧急状况，需应急停止，因此绞车应急停止作为信号源。不同设备绞车的信号源通过通配符区分。12.泥泵系统本标准12规定了泥泵系统的信号源标识和单位，主要包括泥泵本体、封水泵、滑油设备及离合器。泥泵实现挖掘泥浆的输送功能，需对其转速、轴功率、吸入真空、排出压力实时监测，因此以上参数需作为疏浚监控系统的信号源；泥泵的正常运转需要辅助设备正常运行且运行参数符合条件，包括封水泵、滑油设备，其中封水泵需要实时监测封水流量、压力、转速和功率，滑油设备需要实时监测滑油压力、温度、流量，因此以上参数需作为疏浚监控系统的信号源；泥泵与驱动机构之间通过离合器连接，因此需要监测离合器的合排和脱排信号；泥泵在维修时，需要具有维修信号源，在盘车时，需要监测盘车机的运行和齿合状态。针对绞吸挖泥船水下泵施工过程中吸入真空过大时，需要及时打开真空释放阀，因此释放阀的压力和开关状态作为信号源。除以上信号源外，为保证泥泵的运行安全，需设置有报警信号源，具体包括滑油压力低、滑油流量低、滑油温度高、滑油油柜液位低、离合器滑差，在有报警信号源激活时，泥泵禁止运行。泥泵真空是指吸口绝对压力值减标准大气压，数值上为负值；泥泵排出压力是泥泵出口压力至减标准大气压。泥泵及轴承箱、齿轮箱滑油设备通过通配符区分。13.产量计量系统本标准13规定了产量计量系统的信号源标识和单位。产量计量系统实现泥浆产量计算功能，产量的计算需泥浆密度、浓度、流速、船舶吃水、船舶纵横倾，同时泥浆浓度、流速也是关系施工效率和安全的重要参数，因此以上参数作为疏浚监控系统的信号源。914.吸排泥管系系统本标准14规定了吸排泥管系系统的信号源标识和单位。吸排泥管系系统实现泥浆输送管路切换功能，挖泥时泥浆通过吸口闸阀泵吸，绞吸挖泥船泵送方式可分为水下泵直排、双泵串联或三泵串联三种类型，泵送类型的切换通过闸阀的开关实现，因此吸口闸阀开度、闸阀的状态作为信号源；闸阀的开关过程中需要通过冲洗泵进行冲洗操作，以防闸阀堵塞，因此冲洗泵运行、故障及冲洗压力作为信号源。多组闸阀通过通配符区分。15.疏浚设备驱动系统本标准15规定了疏浚设备驱动系统的信号源标识和单位，疏浚设备驱动系统实现疏浚设备的驱动，按驱动方式的不同分为液压驱动和变频电机驱动。液压驱动是通过液压系统实现的，液压系统包括液压油柜、液压泵、管路阀等组成，液压油柜需要对油温、油压、液位高度实时监测，液压泵需要对出口油压、流量、泵运行状态、故障状态等信号进行实时监测，管路阀主要包括油柜进出口阀和液压泵进出口阀，液压系统运行时，需要保证管路阀处于开启状态，以上液压系统实时监测信号作为信号源。变频驱动是通过变频器和电机实现的，其中变频器需对电压、扭矩、功率、电流、运行状态进行实时监测，变频器运行前需处于备妥状态，电机需对转速、电流、电压、功率、轴承温度、绕组温度进行实时监测，以保证变频驱动的正常工作，以上实时监测信号作为信号源。除以上信号源外，为保证疏浚设备驱动系统的正常运行，需设置有报警信号源，具体包括液压油柜油位低低、变频器应急停止等。在报警信号源有激活时，相应驱动设备禁止运行。多个液压泵、出口阀、电机通过通配符区分。16.船舶动力系统本标准16规定了船舶动力系统的信号源标识和单位，包括柴油机、发电机、变压器等。船舶动力系统实现船舶动力驱动和电站分配功能，其中柴油机提供整船动力，需对燃油消耗量、转速、负荷、功率及工作状态实时监测，以保证船舶动力整船，因此以上信号作为信号源；发电机和变压器实现发电和电能转换功能，需对发电机电压、电流、功率，变压器电压、电流实时监测，保证发电机正常工作和船舶供电正常，因此以上信号作为信号源。多个柴油机、发电机、变压器通过通配符区分。17.定位导航系统本标准17规定了定位导航系统的信号源标识和单位。定位导航系统实现船舶定位和通信导航功能，与疏浚作业相关的信号包括：水深、船舶位置、船舶艏向、潮位。其中水深和潮位不仅对挖泥深度有直接影响，而且对船舶的安全有重要影响；船舶位置和艏向提供定位和方向引导功能，因此以上信号作为信号源。其中，按照实际情况，规定水深为海平面距离海底的垂直距离；船舶经度和纬度位置为船舶平面位置，即大地坐标系坐标值；船舶艏向规定为船舶艏艉线在水平面上的投影与真北方向的夹角；潮位规