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【摘 要】航运业作为世界经济的润滑剂，在世界经济发展过程中扮演的作用越来越明显，浮船坞作为船舶维护的重要工具，通过计算机和辅助设备对浮船坞的沉浮过程进行智能控制，可大大缩减船舶的维修时间，提供船舶的实际运营时间。
【关键词】浮船坞；浮态；智能控制
1.前言
船坞分为浮船坞和干船坞两种，干船坞主要在船舶建造过程，而浮船坞则主要运用在船舶的维修过程中，相较于干船坞复杂繁琐的操作过程，浮船坞具体机动，灵活，压载及起浮迅速的特点。浮船坞是修船厂的主要生产设备，通过将待修理船舶从水中托起以便进行整体的检修。受水域条件限制，浮船坞的工作环境比较恶劣，受力复杂。故对浮船坞在作业过程中的变形，横、纵倾斜，吃水等动态参数进行实时有效的监测与控制，确保船坞的安全生产具有重要意义。在实际操作过程中很多浮船坞都是由废船改造而成，船坞坞体形状不甚规则，压载水舱的分布排列都是按照旧有船舶设置而来，因此有必要浮船坞的浮态进行研究，基于配载模型，建立调水量优化和时间优化模型。随着科学技术的发展，利用计算机技术并搭配相应的硬件设备，即可实现对浮船坞沉浮的智能控制，主要的作用就是利用计算机技术解决船舶沉浮过程中的不确定性，智能控制系统能够对浮船坞的浮态全程进行监控，减少船厂工作人员的操作强度，提高船厂的施工效率。
2.浮船坞工作方式
浮船坞的工作方式分为两种，第一种是待修船舶开到指定区域，浮船坞通过一定的方式移动到待修船舶旁边并下沉预定深度，待修船舶被移入船坞，伴随浮船坞的起浮，浮船坞被绞缆机拖至船厂修船码头，这种方式在中小型船厂的修理过程中应用比较广泛，但是存在着控制过程复杂，起浮时间过长，待修船舶尺度有限的缺点。第二种是浮船坞固定在修船厂专用的浮船坞码头，待修船舶移动到浮船坞并完成船舶的进出坞操作，这种操作方式为目前大多数的修船厂采用，具有安全，高效的特点，国内浮船坞已经能够承接30万DWTVLCC的修理工程，中海工业（上海长兴）有限公司所属的“峨眉山”浮船坞举力8.5万吨，甚至能够承接40万DWTULCC的修理工程。
本文主要对第二种方式工作的浮船坞进行研究，在进坞作业前检查主压载蹦抽吸各压载舱最低水位的能力，检查各测量，检测，报警，通讯系统的状态，确保工作时可用，进排水是应该确保各压载舱的平衡，a）浮船坞下沉状态，关闭排水阀，打开进水阀，同时打开所有的压载舱支路阀，使压载舱进水，在下沉的过程中需要通过控制台观测各压载舱的水位，了解浮船坞的前后吃水情况，通过调整各压载舱进水阀的开度控制，调节各压载舱的进水量，使浮船坞平稳下沉，当空坞下沉到预定深度时，关闭各压载舱进水阀，使船坞停止下沉；b）浮船坞坐墩起浮状态，启动主压载泵之前，先打开进水阀再打开排水阀，让压载水泵打舷外水循环，待运行平稳之后，再打开各压载舱阀，关闭进水阀，浮船坞开始排水起浮，在浮船坞起浮的过程中船坞操作人员要密切监控各压载舱水位以及船坞的吃水情况，并通过控制各压载舱阀的开度，确保船坞的吃水差在允许的范围之内，待修船舶进坞至船坞坐墩时，打开进水阀，关闭船坞各压载舱支路阀，主压载泵打舷外水循环，压载舱排水暂停，待船坞坞长确认待修船进坞坐墩位置正确后，浮船坞继续上浮至待修船全部坐墩完毕，密切监控各压载舱水位变化以及浮船坞吃水，确保船坞起浮过程中船坞的吃水正常，待达到工作水位后，停止主压载泵并关闭进排水系统所有阀门，待修船舶进坞结束，随后进入常规的船舶坞修工程。
3.浮船坞智能控制
从浮船坞的工作过程可以看出，在船坞的上浮和下沉过程中对船坞浮态的控制相当重要，而船坞的浮态主要由各压载舱水位决定，因此在待修船舶进出坞的操作过程中，对各压载舱进排水过程的监控就显得尤为重要。浮船坞的智能控制系统主要由计算机硬件，软件，液位遥测系统，阀门开度控制系统，以及相应的控制显示台组成。
计算机硬件及软件系统相当于整个控制系统的大脑，硬件提供各项控制功能以及对实时数据进行分析，处理。软件负责总体总体性能计算，配载方案的制定，对船坞状态的监控及对危险状态的报警警示。
液位遥测系统相当于整个控制系统的眼睛，主要有位于船坞压载舱，船坞首，中，尾部的液位传感器组成，通过在上述部位采集的实时数据按照数据协议发送至数据箱，主控电脑会将数据进行分析对比，对超出设定范围的数据发出报警，提示船坞操作人员进行干预。
阀门控制系统相当于整个控制的手，是浮船坞进排水作业的实际操作机构，每个泵仓有两套进 排水系统，每套进排水系统由一个主压载泵，一个排水阀，一个止回阀和一个进水阀组成，一般选用液压遥控蝶阀，蝶阀的驱动头采用双作用的液压装置，安装方式可以采用干式安装也可以采用浸入式安装，阀门遥控系统一般采用电液转换，利用电磁阀箱进行转换，采用这样的控制方式具有体积小、重量轻、系统稳定可靠的特点，在实际应用中被采用的很多。
浮船坞控制室是整个只能控制系统的关键，它有机酸及的硬件和软件组成，通过浮沉控制台可以对船坞各压载舱水位已经船坞前中后位置水位进行及时的了解，也可以通过控制台下达指令，对压载情况进行调整。浮沉控制台的主要功能有a）对压载泵的控制，通过控制台的启停开关，船坞工作人员可以对全船压载泵进行控制，更先进的系统还能通过软件直接实现对压载泵的自动控制；b）液位遥测数据显示，通过液位遥测系统对船坞压载系统各舱位以及船艏，船中，船尾的吃水情况进行显示；c）阀门控制系统，通过控制台可以对全船坞压载系统中的所有阀门进行控制，通过控制阀门的开度，控制进排水量，确保船坞维持在安全稳定的工作状态；d）报警警示，当船坞执行进出坞操作的时候，特别是待修船舶坐墩的过程中会引起船坞具体载荷过大，因此需要在船坞设置压力传感器，当系统监测到船坞的坞舱或者甲板变形超过允许范围的时候，自动发出报警信号，提示船坞操作人员采取进行的措施来进行进一步的调整；e）沉浮方式计算及操所提示，沉浮职能控制的核心就是减少船坞作业人员的工作强度，缩短作业时间，提供工作效率，因此浮沉作业的计算就显得尤为重要，通过软件的编写能够解决这一问题；f）界面显示，传统的船坞或者船舶控制台多布置数量相当的开关，这样一来造成整个界面就会显得特别复杂繁琐，特别是浮船坞的压载舱数量增加到一定数量的时候，要求船坞操作人员集中精力避免误操作，采用智能控制以后可以采用计算机显示屏代替传统的开关，另外控制台还应提供各压载舱野味和船坞前后左右的吃水数据；全船压载泵的运行状态（包括阀门开度，流量等），沉浮控制方案的显示以及对船坞坞体变形状态的显示。
4.结语
浮船坞作为现代船舶维护过程中的重要工具，同时也是修船厂修理的重要硬件设施，船舶坞修时间关系到了船舶航运企业的切身利益，同时也是左右修船厂产能的重要指标，因此浮船坞的职能控制是一项重要的系统工程，其通过对浮船坞配载状况进行控制，进而确保浮船坞运行在安全的状态，做到航运公司和修船厂的双赢。
参考文献：
[1] 孙增圻，邓志东，张再兴 智能控制理论与技术，2006.
[2] 何江华. 计算机仿真导论. 北京：科学出版社，2001.
[3] 杨盐生.船舶运动控制研究.交通运输工程学报，2003.
[4] 程东、严志军、 朱新河 船舶坞修工程 大连海事学院出版社， 2010.
作者简介：
陈勇军（1982-）男，工程师，大学本科学历，目前供职于中海工业有限公司。
【关键词】浮船坞；浮态；智能控制
1.前言
船坞分为浮船坞和干船坞两种，干船坞主要在船舶建造过程，而浮船坞则主要运用在船舶的维修过程中，相较于干船坞复杂繁琐的操作过程，浮船坞具体机动，灵活，压载及起浮迅速的特点。浮船坞是修船厂的主要生产设备，通过将待修理船舶从水中托起以便进行整体的检修。受水域条件限制，浮船坞的工作环境比较恶劣，受力复杂。故对浮船坞在作业过程中的变形，横、纵倾斜，吃水等动态参数进行实时有效的监测与控制，确保船坞的安全生产具有重要意义。在实际操作过程中很多浮船坞都是由废船改造而成，船坞坞体形状不甚规则，压载水舱的分布排列都是按照旧有船舶设置而来，因此有必要浮船坞的浮态进行研究，基于配载模型，建立调水量优化和时间优化模型。随着科学技术的发展，利用计算机技术并搭配相应的硬件设备，即可实现对浮船坞沉浮的智能控制，主要的作用就是利用计算机技术解决船舶沉浮过程中的不确定性，智能控制系统能够对浮船坞的浮态全程进行监控，减少船厂工作人员的操作强度，提高船厂的施工效率。
2.浮船坞工作方式
浮船坞的工作方式分为两种，第一种是待修船舶开到指定区域，浮船坞通过一定的方式移动到待修船舶旁边并下沉预定深度，待修船舶被移入船坞，伴随浮船坞的起浮，浮船坞被绞缆机拖至船厂修船码头，这种方式在中小型船厂的修理过程中应用比较广泛，但是存在着控制过程复杂，起浮时间过长，待修船舶尺度有限的缺点。第二种是浮船坞固定在修船厂专用的浮船坞码头，待修船舶移动到浮船坞并完成船舶的进出坞操作，这种操作方式为目前大多数的修船厂采用，具有安全，高效的特点，国内浮船坞已经能够承接30万DWTVLCC的修理工程，中海工业（上海长兴）有限公司所属的“峨眉山”浮船坞举力8.5万吨，甚至能够承接40万DWTULCC的修理工程。
本文主要对第二种方式工作的浮船坞进行研究，在进坞作业前检查主压载蹦抽吸各压载舱最低水位的能力，检查各测量，检测，报警，通讯系统的状态，确保工作时可用，进排水是应该确保各压载舱的平衡，a）浮船坞下沉状态，关闭排水阀，打开进水阀，同时打开所有的压载舱支路阀，使压载舱进水，在下沉的过程中需要通过控制台观测各压载舱的水位，了解浮船坞的前后吃水情况，通过调整各压载舱进水阀的开度控制，调节各压载舱的进水量，使浮船坞平稳下沉，当空坞下沉到预定深度时，关闭各压载舱进水阀，使船坞停止下沉；b）浮船坞坐墩起浮状态，启动主压载泵之前，先打开进水阀再打开排水阀，让压载水泵打舷外水循环，待运行平稳之后，再打开各压载舱阀，关闭进水阀，浮船坞开始排水起浮，在浮船坞起浮的过程中船坞操作人员要密切监控各压载舱水位以及船坞的吃水情况，并通过控制各压载舱阀的开度，确保船坞的吃水差在允许的范围之内，待修船舶进坞至船坞坐墩时，打开进水阀，关闭船坞各压载舱支路阀，主压载泵打舷外水循环，压载舱排水暂停，待船坞坞长确认待修船进坞坐墩位置正确后，浮船坞继续上浮至待修船全部坐墩完毕，密切监控各压载舱水位变化以及浮船坞吃水，确保船坞起浮过程中船坞的吃水正常，待达到工作水位后，停止主压载泵并关闭进排水系统所有阀门，待修船舶进坞结束，随后进入常规的船舶坞修工程。
3.浮船坞智能控制
从浮船坞的工作过程可以看出，在船坞的上浮和下沉过程中对船坞浮态的控制相当重要，而船坞的浮态主要由各压载舱水位决定，因此在待修船舶进出坞的操作过程中，对各压载舱进排水过程的监控就显得尤为重要。浮船坞的智能控制系统主要由计算机硬件，软件，液位遥测系统，阀门开度控制系统，以及相应的控制显示台组成。
计算机硬件及软件系统相当于整个控制系统的大脑，硬件提供各项控制功能以及对实时数据进行分析，处理。软件负责总体总体性能计算，配载方案的制定，对船坞状态的监控及对危险状态的报警警示。
液位遥测系统相当于整个控制系统的眼睛，主要有位于船坞压载舱，船坞首，中，尾部的液位传感器组成，通过在上述部位采集的实时数据按照数据协议发送至数据箱，主控电脑会将数据进行分析对比，对超出设定范围的数据发出报警，提示船坞操作人员进行干预。
阀门控制系统相当于整个控制的手，是浮船坞进排水作业的实际操作机构，每个泵仓有两套进 排水系统，每套进排水系统由一个主压载泵，一个排水阀，一个止回阀和一个进水阀组成，一般选用液压遥控蝶阀，蝶阀的驱动头采用双作用的液压装置，安装方式可以采用干式安装也可以采用浸入式安装，阀门遥控系统一般采用电液转换，利用电磁阀箱进行转换，采用这样的控制方式具有体积小、重量轻、系统稳定可靠的特点，在实际应用中被采用的很多。
浮船坞控制室是整个只能控制系统的关键，它有机酸及的硬件和软件组成，通过浮沉控制台可以对船坞各压载舱水位已经船坞前中后位置水位进行及时的了解，也可以通过控制台下达指令，对压载情况进行调整。浮沉控制台的主要功能有a）对压载泵的控制，通过控制台的启停开关，船坞工作人员可以对全船压载泵进行控制，更先进的系统还能通过软件直接实现对压载泵的自动控制；b）液位遥测数据显示，通过液位遥测系统对船坞压载系统各舱位以及船艏，船中，船尾的吃水情况进行显示；c）阀门控制系统，通过控制台可以对全船坞压载系统中的所有阀门进行控制，通过控制阀门的开度，控制进排水量，确保船坞维持在安全稳定的工作状态；d）报警警示，当船坞执行进出坞操作的时候，特别是待修船舶坐墩的过程中会引起船坞具体载荷过大，因此需要在船坞设置压力传感器，当系统监测到船坞的坞舱或者甲板变形超过允许范围的时候，自动发出报警信号，提示船坞操作人员采取进行的措施来进行进一步的调整；e）沉浮方式计算及操所提示，沉浮职能控制的核心就是减少船坞作业人员的工作强度，缩短作业时间，提供工作效率，因此浮沉作业的计算就显得尤为重要，通过软件的编写能够解决这一问题；f）界面显示，传统的船坞或者船舶控制台多布置数量相当的开关，这样一来造成整个界面就会显得特别复杂繁琐，特别是浮船坞的压载舱数量增加到一定数量的时候，要求船坞操作人员集中精力避免误操作，采用智能控制以后可以采用计算机显示屏代替传统的开关，另外控制台还应提供各压载舱野味和船坞前后左右的吃水数据；全船压载泵的运行状态（包括阀门开度，流量等），沉浮控制方案的显示以及对船坞坞体变形状态的显示。
4.结语
浮船坞作为现代船舶维护过程中的重要工具，同时也是修船厂修理的重要硬件设施，船舶坞修时间关系到了船舶航运企业的切身利益，同时也是左右修船厂产能的重要指标，因此浮船坞的职能控制是一项重要的系统工程，其通过对浮船坞配载状况进行控制，进而确保浮船坞运行在安全的状态，做到航运公司和修船厂的双赢。
参考文献：
[1] 孙增圻，邓志东，张再兴 智能控制理论与技术，2006.
[2] 何江华. 计算机仿真导论. 北京：科学出版社，2001.
[3] 杨盐生.船舶运动控制研究.交通运输工程学报，2003.
[4] 程东、严志军、 朱新河 船舶坞修工程 大连海事学院出版社， 2010.
作者简介：
陈勇军（1982-）男，工程师，大学本科学历，目前供职于中海工业有限公司。