TCHIDA 02-2022 绞吸挖泥船智能疏浚监控系统技术要求

ICS47.020.99U617团 体 标 准T/CHIDA02—2022绞吸挖泥船智能疏浚监控系统技术要求Technicalrequirementsforcuttersuctiondredgerintelligentdredgingsupervisoryandcontrolsystem2023-02-28发布 2023-03-28实施中国疏浚协会 发布T/CHIDA02T/CHIDA02—2023目 次前  言 I范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1缩略语 2组成与结构 2组成 2结构 3监控对象 3要求 4总体 4自动化功能 4智能化功能 5疏浚过程三维可视化功能 6性能 6附录A（资料性附录）智能控制疏浚设备和参数列表 7附录B（资料性附录）疏浚设备状态在线诊断列表 9T/CHIDA02T/CHIDA02—2023前  言本文件按照GB/T1本文件由中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司提出。本文件由中国疏浚协会团体标准专业委员会归口。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件起草单位：中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司、中交天津航道局有限公司、中交疏浚（集团）股份有限公司、中国交通建设股份有限公司。本文件主要起草人：刘树东、张红升、缪袁泉、张晴波、黄宗锐、罗刚、赵春峰、何彦行、庞景墩、贺海涛、秦海洋、吴易。IT/CHIDA02T/CHIDA02—2023T/CHIDA02T/CHIDA02—2023PAGEPAGE11PAGEPAGE10绞吸挖泥船智能疏浚监控系统技术要求范围本文件规定了绞吸挖泥船智能疏浚监控系统的组成与结构、要求。本文件适用于绞吸挖泥船智能疏浚监控系统的设计与制造，维护和改造可参照使用。规范性引用文件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术语和定义GB/T17843和GB/T28966界定的以及下列术语和定义适用于本文件。智能疏浚监控系统 intelligentdredgingsupervisoryandcontrolsystem自动运行 automaticoperation挖泥船关键疏浚子系统按内部设备的时序与安全联锁进行自动控制。进关 movesinforedirection利用台车油缸或三缆定位绞车使得整船向前步进。退关 movesinaftdirection利用台车油缸或三缆定位绞车使得整船向后步进。一键疏浚 onebuttondredging通过一个按钮操控实现多个疏浚子系统的协同控制，完成特定疏浚作业。自主规划 autonomicplanning根据工程施工参数和疏浚装备特性参数，对一定工况条件下挖泥船的疏浚控制初始参数自主推荐。自主寻优 autonomicoptimization通过对绞刀挖掘、泥泵输送等过程的优化控制，实现挖泥船疏浚作业过程产量和能效的优化。特定工况 specialconstructionconditions相对稳定的天气与海况、水流条件和水下地形无突变。智能感知 intelligentsense利用传感器、智能算法等技术，对挖泥船疏浚作业参数和异常状态进行检测、识别和诊断。自主应对 autonomicrespond利用智能算法等技术，对挖泥船疏浚作业过程异常状态自动处置。挖掘量 dredgingvolume挖泥船单位时间内挖掘的原状土体积。遗漏量 missingvolume挖掘量中未被泥泵吸入的原状土体积。疏浚设备在线智能控制率 onlineintelligentcontrolrateofdredgingequipment疏浚作业系统参与智能控制参数的数量与作业过程控制参数总量的比值。疏浚设备状态在线诊断率 onlinediagnosisrateofdredgingequipmentstatus疏浚设备在线诊断设备数量与疏浚设备总数量的比值。缩略语下列缩略语适用于本文件。IDSCS——智能疏浚监控系统（IntelligentDredgingSupervisoryandControlSystem）SCC——智能绞刀控制（SmartCutterControl）SPC——智能泥泵控制（SmartPumpControl）SSC——智能横移控制（SmartSwingControl）组成与结构组成绞吸挖泥船IDSCS应包括：参数智能感知模块；智能疏浚控制器；智能疏浚服务器；智能疏浚操作面板；疏浚轨迹与剖面显示系统；疏浚过程监视系统。结构绞吸挖泥船IDSCS图1绞吸挖泥船智能疏浚监控系统结构示意监控对象绞吸挖泥船IDSCS的监控对象应包括以下关键子系统：绞刀子系统，由绞刀电机/液压马达、离合器、轴承箱、齿轮箱、轴承冲洗泵等组成；横移子系统，由横移绞车电机/液压马达、轴承箱、齿轮箱等组成；泥泵子系统，由泥泵、电机/发动机、离合器、封水泵等组成；桥架子系统，由桥架、绞车电机/液压马达、轴承箱、齿轮箱等组成；进关子系统，由台车/三缆定位系统等组成；移船定位子系统，由钢桩、起锚绞车、抛锚杆绞车等组成；疏浚管系子系统，由疏浚闸阀、真空释放阀等组成。要求总体绞吸挖泥船IDSCS的组成、结构和要求应符合GB/T28966的规定。自动化功能参数感知绞吸挖泥船IDSCS应具有以下功能：绞刀子系统，包括绞刀转速、绞刀扭矩、绞刀功率、轴承冲洗泵压力、轴承冲洗泵流量等；横移子系统，包括横移速度、横移绞车拉力、横移绞车反向张力等；桥架子系统，包括桥架绞车速度、桥架绞车拉力、桥架角度、耳轴吃水等；移船定位子系统，包括钢桩起升油缸压力、起锚绞车速度、起锚绞车拉力、抛锚杆绞车速度、抛锚杆绞车拉力、抛锚杆角度、船舶位置、横移角度等；疏浚管系子系统，包括闸阀开度、闸阀冲洗泵压力、真空释放阀开度等。自动运行绞吸挖泥船IDSCS应具有以下功能：绞刀子系统，包括绞刀自动启停、绞刀转速自动调节、绞刀轴承冲洗泵自动启停等；横移子系统，包括横移绞车自动启停、横移速度自动调节、横移绞车自动收放缆控制等；桥架子系统，包括桥架绞车自动启停、桥架升降速度自动调节、桥架绞车自动收放缆控制等；进关子系统，包括自动进关、自动退关等；疏浚管系子系统，包括闸阀预置、真空释放阀自动控制等。扩展绞吸挖泥船IDSCS宜具有以下功能：起锚绞车自动启停、速度自动调节、自动收放缆控制等；抛锚杆绞车自动启停、速度自动调节、自动收放缆控制等；钢桩自动起升、下放控制等。一键疏浚绞吸挖泥船IDSCS扩展绞吸挖泥船IDSCS宜具有以下作业过程一键控制功能：一键修坡，实现横移与桥架系统协同控制边坡挖泥；一键换桩，实现辅桩下放、主桩提升、台车退关、主桩下放、辅桩提升全流程控制；一键移锚，实现通过船舶抛锚杆对横移锚进行移位一键控制。智能化功能自主规划参数设置绞吸挖泥船IDSCS参数规划绞吸挖泥船IDSCS可规划以下参数：绞刀转速、泥泵转速、横移速度、分层厚度、进关量等控制参数；临界流速、实用流速、临界吸入真空等过程参数。自主寻优IDSCS应具有以产量最优或万方产量油耗最优为目标的疏浚作业自主寻优功能，至少包括SPC、SSC、SCC中的一个。扩展IDSCS宜具有产量最优或万方产量油耗最优为目标的疏浚作业自主寻优，包括SPC、SSC、SCC。参数智能感知基本绞吸挖泥船IDSCS应具有绞刀轴振动、气蚀余量、效率、泵体与轴振动等参数智能感知功能。扩展绞吸挖泥船IDSCS异常状态智能感知绞吸挖泥船IDSCS应具有以下功能：堵管，排泥管路堵塞；闷泵，泥泵吸入浓度过高、真空过大；堵转，泥泵被异物卡转；滚刀，切削硬土质发生绞刀滚动；压刀，绞刀被大量泥土覆盖导致桥架起升困难。自主应对绞吸挖泥船IDSCS应具有堵管、闷泵、堵转、滚刀、压刀异常状态的自主应对功能。疏浚过程三维可视化功能基本绞吸挖泥船IDSCS可实现以下功能：船体位置、艏向、姿态和疏浚机具工作状态的实时显示、连续缩放和视角切换；挖掘地形的实时重构。扩展绞吸挖泥船IDSCS宜实时计算挖掘量和遗漏量，并在三维地形中实时更新。性能绞吸挖泥船IDSCS应满足以下性能要求：85%A；90%B；2秒。附 录 A（资料性附录）智能控制疏浚设备和参数表A.1智能控制疏浚设备和参数序号疏浚设备关键系统疏浚设备名称控制参数名称1绞刀子系统绞刀绞刀转速2横移子系统横移绞车横移速度3横移反向张力41号横移绞车収缆5放缆62号横移绞车収缆7放缆8泥泵子系统水下泵转速9水下泵轴端封水泵转速10水下泵吸入端封水泵转速111号舱内泵转速121号舱内泵轴端封水泵转速131号舱内泵吸入端封水泵转速142号舱内泵转速152号舱内泵轴端封水泵转速162号舱内泵吸入端封水泵转速17桥架子系统桥架绞车桥架速度18桥架角度191号桥架绞车収缆20放缆212号桥架绞车収缆22放缆23进关子系统台车进关速度24进关量25移船定位子系统主钢桩起升26起升速度27下降28下降速度表A.1（续）序号疏浚设备关键系统疏浚设备名称控制参数名称29移船定位子系统辅钢桩起升30起升速度31下降32下降速度33左起锚绞车绞车速度34収缆35放缆36左起锚绞车绞车速度37収缆38放缆39右起锚绞车绞车速度40収缆41放缆42左抛锚杆绞车绞车速度43収缆44放缆45右抛锚杆绞车绞车速度46収缆47放缆48疏浚管系子系统真空释放阀开度49打开50关闭511#疏浚闸阀打开52关闭532#疏浚闸阀打开54关闭55打开56关闭附 录 B（资料性附录）疏浚设备在线诊断状态表B.1疏浚设备在线诊断状态序号疏浚设备关键系统疏浚设备名称运行状态健康状态故障状态1绞刀子系统1号绞刀电机遥控、备妥、运扭矩过载总故障、短路故障、接地故障、过压、过流、超速、变频器系统故障22号绞刀电机31号绞刀离合器就地、驾控、合排反馈、脱排反馈低压、超转矩、滑差离合器综合故脱排故障42号绞刀离合器51号绞刀轴承冲洗泵运行、压力、流量冲洗压力低、流量低冲洗泵故障62号绞刀轴承冲洗泵7绞刀齿轮箱滑油温度、滑油压力滑油温度高、压力低滑油泵故障8绞刀轴承箱前推力轴瓦温推力轴瓦温度前推力轴瓦高推力轴瓦高温电源故障9横移子系统1号横移绞车电机遥控、备妥、运绞车绳速、张力过载总故障、短路故障、接地故障、过压、过流、超速、变频器系统故障102号横移绞车电机111号横移绞车齿轮箱电加热控制箱运行、润滑泵启动器运行、滑油温度滑油温度高、液位低、过滤器堵塞滑油泵故障122号横移绞车齿轮箱13泥泵子系统水下泵电机遥控、备妥、运转矩、水下泵转速、水下泵吸入真空、水下泵排出压力UVW超载、超速、水下泵气蚀、水下泵振动总故障、短路故障、接地故障、过压、过流、超速、变频器系统故障14水下泵齿轮箱滑油温度、滑油压力滑油温度高、压力低滑油泵故障表B.1（续）序号疏浚设备关键系统疏浚设备名称运行状态健康状态故障状态15泥泵子系统水下泵轴端封水泵遥控、备妥、运封水压力启动失败、停止失败、封水压力低、封水流量低封水泵故障16水下泵吸入端封水泵171号舱内泵柴油机遥控、运行、供油单元运行、应急停车、转速、负荷综合报警、应急滑油压力低、淡水温度高、增压器滑油压力低、滑油温度高、燃油压力低、控制空气压力低、启动空气压力低电源故障、滑油泵故障、淡水泵故障、海水泵故障182号舱内泵柴油机191号舱内泵离合器就地、驾控、合排允许、脱排允许、合排反馈、脱排反馈低压、超转矩、滑差离合器综合故脱排故障202号舱内泵离合器211号舱内泵齿轮箱滑油泵运行、滑油温度、滑油压力滑油温度高、压力低滑油泵故障222号舱内泵齿轮箱231号舱内泵轴端封水泵遥控、备妥、运封水压力启动失败、停止失败、封水压力低、封水流量低封水泵故障242号舱内泵轴端封水泵251号舱内泵吸入端封水泵262号舱内泵吸入端封水泵27桥架子系统1号桥架绞车电机遥控、备妥、运绞车绳速、桥架绞车拉力、桥架角度、耳轴吃水过载总故障、短路故障、接地故障、过压、过流、超速、变频器系统故障282号