船用加注设备电控系统的制作方法

1.本发明属于装卸设备电控技术领域，特别是一种适用于船用加注设备的电控系统。


背景技术：

2.船用加注系统安装于lng加注船上，用于加注船对燃料船的lng加注。船船加注过程中，加注设备电控系统通过船舶距离监测装置(vsd)实时监测船舶间的距离，当距离超过设定值时，电控系统将触发紧急脱离装置(erc)的脱离动作，使船舶间的软管连接安全分离，避免了由于漂移造成的软管或船舶的损坏。脱离动作还可以通过手动触发。
3.在加注船的维护、改造领域，出现了两种加注设备服务于一艘加注船的应用需求。两种加注设备可随机地分别安装于加注船的左舷、右舷两个加注站。根据工况的不同，可以随机选用一种加注设备进行加注作业。两种加注设备分别配备了紧急脱离系统(ers)和vsd。这对加注设备的电控系统提出了新的要求：电控系统应能自动识别当前加注作业选用的加注站和加注设备，并监测对应的vsd信号，当出现紧急脱离信号时，触发相应的erc动作。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种船用加注设备电控系统，解决加注船上同时存在两种加注设备时的兼容控制问题。
5.实现本发明目的的技术解决方案为：一种船用加注设备电控系统，所述系统包括至少两种紧急脱离系统、至少两种致动动力系统、至少两种船舶距离监测装置、至少两种动力管线连接板，以及控制柜；所述电控系统能够兼容控制同一加注船上的至少两种加注设备，并响应船船紧急脱离；
6.所述致动动力系统用于为紧急脱离系统提供动力，且均包括安装于动力出口安全阀处的阀位传感器，该传感器用于判断各加注设备的加注状态，该加注状态用于选择紧急脱离执行机构；
7.所述动力管线连接板均包括致动管道连接状态传感器，该传感器用于选择船舶距离监测装置；
8.所述船舶距离监测装置均包括距离监测传感器，当监测到船舶距离漂移至大于设定值时，系统将触发报警；
9.所述紧急脱离系统在船舶距离监测装置触发紧急脱离报警时，将受控脱离；
10.所述控制柜安装于船舶机械处所，集成了软管加注系统的电气逻辑运算和指令输出功能。
11.进一步地，所述系统还包括至少一个手动操作箱，用于手动触发紧急脱离动作。
12.进一步地，所述致动动力系统包括液压站和高压氮气站；
13.所述紧急脱离系统包括液压动力驱动的紧急脱离系统和高压氮气驱动的紧急脱
离系统，记为液压ers和气动ers，分别由液压站和高压氮气站提供动力，且两种紧急脱离系统均分别安装于船舶两侧的两个加注站；电控系统配置至少一套紧急脱离系统，且每种紧急脱离系统分别配置至少两套船舶距离监测装置vsd，两套vsd分别安装于船舶的左舷和右舷，用于检测处于连接状态的加注船与受注船之间的距离；液压ers和气动ers分别配备液压连接软管、氮气连接软管；
14.所述动力管线连接板包括液压管线连接板和氮气管线连接板，电控系统配置至少两套液压管线连接板，分别位于船舶左舷和右舷靠近加注站的位置，同时配置至少两套氮气管线连接板，同样分别位于船舶左舷和右舷靠近加注站的位置；每套液压管线连接板包含与紧急脱离系统套数m相同数目的液压管连接口，用于将液压油连接至加注站的m套液压ers；每套氮气管线连接板包含与紧急脱离系统套数m相同数目的高压氮气连接口，用于将高压氮气连接至加注站的m套气动ers；当连接软管与动力管线连接板的固定连接口相连时，将触发安装在连接板上的安全接近开关传感器，通过连接板上的传感器信号，系统能够判断两种加注设备当前连接的加注站位置为左舷或右舷，这个信号将作为加注作业时选择vsd信号的依据。
15.进一步地，加注系统通过串行通信接口向客户系统发送两个准备就绪信号，分别表示液压ers系统和气动ers系统已准备就绪；
16.就绪信号和ers安全阀的阀位联锁；
17.液压和气动的就绪信号存在逻辑互锁，使得两者无法同时处于就绪状态，当发生紧急脱离时，系统仅输出当前处于就绪状态的加注设备对应的脱离动作电磁阀动作信号，不输出非就绪状态下的加注设备对应电磁阀动作；
18.(1)就绪信号“ready for transfer 1”表示液压ers准备就绪；当下列条件同时满足时，该信号为“1”；
19.液压站的ers安全阀位于打开位置；
20.液压系统无故障报警；
21.高压氮气站的ers安全阀位于关闭位置；
22.任一舷侧的液压管线连接板检测到连接到位信号；
23.(2)就绪信号“ready for transfer 2”表示气动ers准备就绪；当下列条件同时满足时，该信号为“1”；
24.高压氮气站的ers安全阀位于打开位置；
25.高压氮气站无故障报警；
26.液压站的ers安全阀位于关闭位置；
27.任一舷侧的氮气管线连接板检测到连接到位信号。
28.进一步地，所述液压ers配套的vsd包括：第一esd0接近开关、第一esd1接近开关和两个第一esd2接近开关，用于检测紧急脱离安全阀位置，产生安全阀开关状态即esd状态，具体分别产生等级依次升高的esd0状态即预报警状态、esd1状态即一级报警状态、esd2状态即二级报警状态；
29.所述气动ers配套的vsd包括：第二esd1接近开关和两个第二esd2接近开关，分别产生esd1状态即一级报警状态、esd2状态即二级报警状态；
30.所述手动操作箱包括：esd2紧急脱离触发按钮、复位按钮、esd1指示灯、esd2指示
灯、系统运行指示灯，以及用于发出esd0、esd1、esd2声光报警的带灯蜂鸣器。
31.进一步地，所述液压站包含油箱、主电机、备电机、主泵、辅泵、液压油加热器、脱离电磁阀、热油循环电磁阀、蓄能器电磁阀、蓄能器和电机起停按钮；
32.主电机和备电机轮流启动；
33.所述蓄能器，用于电力失效时的紧急脱离及操作；
34.所述液压油加热器，用于对油箱内的液压油进行加热；
35.所述主泵，用于提供紧急脱离系统erc动作和蓄能器充压所需的液压动力，主泵电磁阀得电时主泵输出动力；
36.所述辅泵，用于提供热油循环所需的液压动力，辅泵卸荷电磁阀失电时，辅泵输出动力；辅泵卸荷电磁阀得电时，辅泵被卸荷，不输出压力油；
37.所述脱离电磁阀，用于打开erc脱离油路；
38.所述热油循环电磁阀，用于关闭erc脱离油路，并打开erc热油循环油路；
39.所述蓄能器电磁阀，用于打开蓄能器向外提供动力的油路；
40.所述主电机和备电机设置了互锁机制，使得两台电机不会同时运转；两台电机轮流起动，液压站起动上一次运转时的备用电机；此外当发出电机起动命令一定时长后，主电机仍未起动，则备用电机自动起动，控制柜通信接口向客户系统发送电机故障状态信息；
41.(1)所述主电机和备电机启动的初始条件为：
42.当下列条件同时满足时，电机才能被起动：
43.电机已停止；
44.电机断路器、起动器无故障反馈；
45.无液压油低液位报警；
46.油箱温度高于低温设定值t1；
47.当满足下列任一条件时，电机起动：
48.操作员按下液压站的电机起动按钮；
49.系统进入就绪状态；该就绪状态是指液压ers已准备就绪；
50.系统进入esd1状态；
51.系统进入esd2状态；
52.(2)电机停止的条件：
53.非就绪状态下，操作员按下液压站的电机停止按钮；
54.系统进入非就绪状态；
55.发生低油位报警；
56.电机断路器、起动器反馈电机故障；
57.(3)主泵的管理：
58.主泵电磁阀得电条件有：
59.就绪状态下，液压站蓄能器的压力低于低压设定值；
60.系统进入esd1状态；
61.系统进入esd2状态。
62.主泵电磁阀失电的条件有：
63.系统进入非就绪状态；
64.非esd状态下，蓄能器的压力升高至高压设定值满t1时长；
65.非esd状态下，蓄能器的压力低于低压设定值，主泵已连续运行满t2时长，且蓄能器的压力仍未达到高压设定值以上；所述t2》t1；
66.系统esd1、esd2状态复位；
67.(4)辅泵的管理：
68.辅泵卸荷电磁阀得电的条件是：系统进入esd1状态；系统进入esd2状态；
69.辅泵卸荷电磁阀失电的条件是：系统esd1、esd2状态复位；
70.(5)液压油加热器：
71.得电条件是：就绪状态下，油箱温度低于设定的温度t2，t2》t1；
72.失电条件是：就绪状态下，油箱温度高于设定的温度t3，t3》t2；系统进入非就绪状态；
73.(6)热油循环：
74.系统处于就绪状态，且未处于esd1、esd2状态时，erc液压管路内保持热油循环；系统进入就绪状态时，热油循环电磁阀得电；系统进入esd1/esd2状态时，热油循环电磁阀失电；
75.热油循环电磁阀得电的条件有：系统进入就绪状态；就绪状态下，esd1、esd2状态被复位；
76.热油循环电磁阀失电的条件有：系统进入esd1状态；系统进入esd2状态；系统进入非就绪状态。
77.进一步地，所述高压氮气站包括仪表风氮气罐、动力氮气罐、第一紧急脱离电磁阀sov1、第二紧急脱离电磁阀sov2、仪表风氮气罐压力变送器pt1、动力氮气罐压力变送器pt2、仪表风压力变送器pt3和erc管路压力变送器pt4；
78.所述第一紧急脱离电磁阀sov1，用于打开erc脱离气路；
79.所述第二紧急脱离电磁阀sov2，用于打开erc脱离气路，与sov1互为冗余；
80.所述仪表风氮气罐压力变送器pt1，用于测量仪表风氮气罐压力；
81.所述动力氮气罐压力变送器pt2，用于测量动力氮气罐压力；
82.所述仪表风压力变送器pt3，用于测量仪表风压力；
83.所述erc管路压力变送器pt4，用于测量perc管路压力；
84.所述高压氮气站具体管理如下：
85.(1)仪表风氮气罐压力小于设定值p1时，系统通过串行通信接口向客户系统发送“仪表风氮气罐压力低”报警信号；
86.(2)动力氮气罐压力小于设定值p2时，系统通过串行通信接口向客户系统发送“动力氮气罐压力低”报警信号；
87.(3)仪表风压力小于设定值p3时，系统通过串行通信接口向客户系统发送“仪表风压力低”报警信号；
88.(4)仪表风压力大于设定值p4时，系统通过串行通信接口向客户系统发送“仪表风压力高”报警信号；所述p4》p3；
89.(5)erc管路压力小于设定值p5时，系统通过串行通信接口向客户系统发送“erc管路泄漏”报警信号。
90.本发明与现有技术相比，其显著优点为：加注船上的两种加注设备可以随机可调换地安装在船舶左舷或右舷的加注站上，加注船也可以随机地使用左舷或右舷的加注站进行加注作业，系统能够自动从多个船舶距离监测装置中选择一个进行信号监测；当发生紧急脱离报警时，系统能够自动识别当前连接的加注设备并触发相应的紧急脱离动作。
91.下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
92.图1为船用加注设备电控系统构成示意图。
93.图2为船舶距离监测装置布局示意图。
具体实施方式
94.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
95.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
96.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
97.结合图1，本发明提供了一种船用加注设备电控系统，所述系统包括至少两种紧急脱离系统、至少两种致动动力系统、至少两种船舶距离监测装置、至少两种动力管线连接板，以及控制柜；所述电控系统能够兼容控制同一加注船上的至少两种加注设备，并响应船船紧急脱离；
98.所述致动动力系统用于为紧急脱离系统提供动力，且均包括安装于动力出口安全阀处的阀位传感器，该传感器用于判断各加注设备的加注状态，该加注状态用于选择紧急脱离执行机构；
99.所述动力管线连接板均包括致动管道连接状态传感器，该传感器用于选择船舶距离监测装置；
100.所述船舶距离监测装置均包括距离监测传感器，当监测到船舶距离漂移至大于设定值时，系统将触发报警；
101.所述紧急脱离系统在船舶距离监测装置触发紧急脱离报警时，将受控脱离；
102.所述控制柜安装于船舶机械处所，集成了软管加注系统的电气逻辑运算和指令输出功能。
103.作为一种具体示例，对本发明进行进一步说明。
104.系统包含六套ers，其中三套为液压动力驱动的ers，三套为高压氮气驱动的ers。
两种ers分别安装于船舶两侧的两个加注站，且两种ers都能满足两侧加注站的安装使用需求。
105.(1)液压站为三套液压ers提供动力。液压站的容量由软管加注系统内erc(紧急脱离装置)的数量以及蓄能器容量决定。液压站包含下列部分：
[0106]-油箱；
[0107]-双电机，一主一备，轮流起动；
[0108]-主泵，提供erc动作和蓄能器充压所需的液压动力，主泵电磁阀得电时主泵输出动力；
[0109]-辅泵，提供热油循环所需的液压动力，辅泵卸荷电磁阀失电时，辅泵输出动力；
[0110]-过滤器；
[0111]-压力表和调压块；
[0112]-手动泵；
[0113]-液压油加热器，用于对油箱内的液压油直接加热；
[0114]-脱离电磁阀，用于打开erc脱离油路；
[0115]-热油循环电磁阀，用于关闭erc脱离油路，并打开erc热油循环油路；
[0116]-蓄能器电磁阀，用于打开蓄能器向外提供动力的油路；
[0117]-蓄能器，用于电力失效时的紧急脱离及操作；
[0118]-防护箱；
[0119]-温度、液位传感器；
[0120]-接近开关，检测紧急脱离安全阀位置，反映安全阀开关状态；
[0121]-集成电机起停按钮、液压状态指示灯的控制面板。
[0122]
(2)高压氮气站为三套气动ers提供动力。包含下列部分：
[0123]-仪表风氮气罐；
[0124]-动力氮气罐；
[0125]-第一紧急脱离电磁阀sov1，用于打开erc脱离气路；
[0126]-第二紧急脱离电磁阀sov2，用于打开erc脱离气路，与sov1互为冗余；
[0127]-第一紧急脱离手动阀接近开关eos1；
[0128]-第二紧急脱离安全阀接近开关eos2；
[0129]-仪表风氮气罐压力变送器pt1；
[0130]-动力氮气罐压力变送器pt2；
[0131]-仪表风压力变送器pt3；
[0132]-erc管路压力变送器pt4；
[0133]
控制柜安装于船舶机械处所，集成了软管加注系统的电气逻辑运算和指令输出功能。plc(可编程逻辑控制器)系统的全部卡件集成在柜内。ers的控制回路由满足sil2要求的卡件构成。
[0134]
结合图2，加注系统为两种ers分别配置了两套vsd，靠近加注站安装，用于检测处于连接状态的加注船与受注船之间的距离。液压ers配套的两套vsd分别位于船舶的左舷和右舷，气动ers配套的两套vsd同样分别位于船舶的左舷和右舷。
[0135]
液压ers配套的vsd包含下列部分：
[0136]-第一esd0(预报警)接近开关；
[0137]-第一esd1(一级报警)接近开关；
[0138]-两个第一esd2(二级报警)接近开关。
[0139]
气动ers配套的vsd包含下列部分：
[0140]-第二esd1接近开关；
[0141]-两个第二esd2接近开关。
[0142]
系统配置两套液压管线连接板，分别位于船舶左舷和右舷靠近加注站的位置，每套连接板包含三个液压管连接口，用于将液压油连接至加注站的三套液压ers。每个连接口安装有一个监测连接状态的接近开关，用于判断当前液压ers连接的舷侧。当控制柜读取到左舷液压管线连接板的三个连接状态接近开关信号都为连接状态时，判断液压ers当前安装在左舷加注站；当右舷液压管线连接板的三个接近开关信号都为连接状态时，判断液压ers当前安装在右舷加注站。
[0143]
系统配置两套氮气管线连接板，分别位于船舶左舷和右舷靠近加注站的位置，每套连接板包含三个高压氮气连接口，用于将高压氮气连接至加注站的三套气动ers。每个氮气连接口安装有一个监测连接状态的接近开关，与液压管线连接板相同地，用于判断当前气动ers连接的舷侧。
[0144]
加注系统配置三个手动操作箱，用于手动触发erc脱离动作。其中一个手动操作箱安装于货物控制室，两个手动操作箱分别安装于接近两个加注站的位置。手动操作箱包含下列部分：
[0145]-esd2紧急脱离触发按钮；
[0146]-复位按钮；
[0147]-esd1指示灯；
[0148]-esd2指示灯。
[0149]
除了上述部件，安装于货物控制室的手动操作箱还包含下列部件：
[0150]-系统运行指示灯；
[0151]-带灯蜂鸣器，用于发出esd0、esd1、esd2声光报警。
[0152]
两只声光报警器分别安装于接近两个加注站的位置，用于发出esd0(预报警)、esd1(一级报警)、esd2(二级报警)声光报警。
[0153]
对液压站的管理功能：
[0154]
1)电机的选择：
[0155]
两台液压电机不能同时运转。为两台电机的控制接触器设置了互锁机制，以防止两台电机同时运转。
[0156]
两台电机轮流起动，液压站总是起动上一次运转时的备用电机。该机制避免备用电机被长期闲置，提高了备用电机的可靠性。另外，当发出电机起动命令一定时长(可取2-5s)后，主电机仍未起动，则备用电机自动起动，控制柜通信接口向客户系统发送电机故障状态信息。
[0157]
电机连续运转时，每隔固定时间轮换主电机。
[0158]
2)电机起动的初始条件：
[0159]
当下列条件同时满足时，电机才能够被起动：
[0160]-电机已停止；
[0161]-电机断路器、起动器无故障反馈；
[0162]-无液压油低液位报警；
[0163]-油箱温度高于低温设定值t1(本例取-10℃)。
[0164]
当满足下列任一条件时，电机起动：
[0165]-操作员按下液压站的电机起动按钮；
[0166]-系统进入就绪状态；
[0167]-系统进入esd1状态；
[0168]-系统进入esd2状态。
[0169]
3)电机停止的条件有：
[0170]-非就绪状态下，操作员按下液压站的电机停止按钮；
[0171]-系统进入非就绪状态；
[0172]-发生低油位报警；
[0173]-电机断路器、起动器反馈电机故障。
[0174]
4)主泵的管理：
[0175]
主泵提供erc动作和蓄能器充压所需的液压动力。主泵电磁阀得电时，主泵输出来自液压电机的压力油。主泵电磁阀得电条件有：
[0176]-就绪状态下，液压站蓄能器的压力低于低压设定值；
[0177]-系统进入esd1状态；
[0178]-系统进入esd2状态。
[0179]
主泵电磁阀失电的条件有：
[0180]-系统进入非就绪状态；
[0181]-非esd状态下，液压站蓄能器的压力升高至高压设定值满t1分钟(本例取1分钟)；
[0182]-非esd状态下，液压站蓄能器的压力低于低压设定值，主泵已连续运行满t2分钟(t2》t1，本例取t2＝5分钟)，且蓄能器的压力仍未达到高压设定值以上；
[0183]-系统esd1、esd2状态复位。
[0184]
5)辅泵的管理：
[0185]
辅泵提供热油循环所需的液压动力。辅泵卸荷电磁阀失电时，辅泵输出来自液压电机的压力油；辅泵卸荷电磁阀得电时，辅泵被卸荷，不输出压力油。
[0186]
辅泵卸荷电磁阀得电的条件是：系统进入esd1状态；系统进入esd2状态。
[0187]
辅泵卸荷电磁阀失电的条件是：系统esd1、esd2状态复位。
[0188]
6)液压油加热器：
[0189]
液压油加热器用于对油箱内的液压油直接加热。
[0190]
得电条件是：就绪状态下，油箱温度低于t2(t2》t1，本例取30℃)。
[0191]
失电条件是：就绪状态下，油箱温度高于t3(t3》t2，本例取45℃)；系统进入非就绪状态。
[0192]
7)热油循环：
[0193]
系统处于就绪状态，且未处于esd1、esd2状态时，erc液压管路内保持热油循环。系统进入就绪状态时，热油循环电磁阀得电；系统进入esd1/esd2状态时，热油循环电磁阀失
电；
[0194]
热油循环电磁阀得电的条件有：系统进入就绪状态；就绪状态下，esd1、esd2状态被复位。
[0195]
热油循环电磁阀失电的条件有：-系统进入esd1状态；系统进入esd2状态；系统进入非就绪状态。
[0196]
8)高压氮气站管理：
[0197]
(1)仪表风氮气罐压力(pt1)小于p1(本例取45bar)时，系统通过串行通信接口向客户系统发送“仪表风氮气罐压力低”报警信号。
[0198]
(2)动力氮气罐压力(pt2)小于p2(本例取145bar)时，系统通过串行通信接口向客户系统发送“动力氮气罐压力低”报警信号。
[0199]
(3)仪表风压力(pt3)小于p3(本例取5bar)时，系统通过串行通信接口向客户系统发送“仪表风压力低”报警信号。
[0200]
(4)仪表风压力(pt3)大于p4(p4》p3，本例取7bar)时，系统通过串行通信接口向客户系统发送“仪表风压力高”报警信号。
[0201]
(5)erc管路压力(pt4)小于p5(本例取1.5bar)时，系统通过串行通信接口向客户系统发送“erc管路泄漏”报警信号。
[0202]
9)就绪信号(ready for transfer)：
[0203]
加注系统通过串行通信接口向客户系统发送两个准备就绪信号，分别表示液压ers系统和气动ers系统已准备就绪，具备开展加注作业的条件。
[0204]
就绪信号和ers安全阀的阀位联锁，提高了就绪信号的可靠性。液压站的erc油路出口前和高压氮气站的erc气路出口前，分别配置了手动操作的ers安全阀，当安全阀被关闭时，脱离执行器的动力管路被堵塞，无法实现脱离。当安全阀被打开时，脱离执行器的动力管路出口畅通，当出现esd2触发信号时，可以实现紧急脱离。两个安全阀的附近分别安装了安全接近开关传感器，能够反映安全阀的阀位状态。当传感器反映安全阀关闭时，系统不能输出就绪信号，当传感器反映安全阀打开时，系统才可能输出就绪信号。加注系统的操作规程将明确要求：客户系统在未收到加注系统的就绪信号时，不得开始加注作业。这样的规程确保了客户开始加注前，相应加注系统的ers安全阀已处于打开状态，有效降低了人为因素导致ers失效风险，提高了系统的可靠性。
[0205]
另外，系统对液压和气动的就绪信号进行逻辑互锁，确保两者无法同时处于就绪状态，当发生紧急脱离时，系统仅输出当前处于就绪状态的加注设备对应的脱离动作电磁阀动作信号，不输出非就绪状态下的加注设备对应电磁阀动作。这是两种加注设备在一艘加注船上兼容运行的重要依据。
[0206]
(1)“ready for transfer 1”表示液压ers系统准备就绪。当下列条件同时满足时，该信号为“1”。
[0207]-液压站的ers安全阀位于打开位置；
[0208]-液压系统无故障报警；
[0209]-高压氮气站的ers安全阀位于关闭位置；
[0210]-任一舷侧的液压管线连接板检测到连接到位信号。
[0211]
(2)“ready for transfer 2”表示气动ers系统准备就绪。当下列条件同时满足
时，该信号为“1”。
[0212]-高压氮气站的ers安全阀位于打开位置；
[0213]-高压氮气站无故障报警；
[0214]-液压站的ers安全阀位于关闭位置；
[0215]-任一舷侧的氮气管线连接板检测到连接到位信号。
[0216]
10)动力管线连接板：
[0217]
两种加注设备分别都配置了两个动力管线连接板，并本别固定安装在左舷、右舷加注站附近。每种加注设备的ers都能方便地在左右舷更换安装。
[0218]
每个ers配备了液压或氮气连接软管，当连接软管与动力管线连接板的固定连接口相连时，将触发安装在连接板上的安全接近开关传感器。每个安装板上有三个连接口，即有三个安全接近开关传感器。
[0219]
通过连接板上的传感器信号，系统能够判断两种加注设备当前连接的加注站位置(左舷或右舷)。这个信号将作为加注作业时选择vsd信号的重要依据。
[0220]
11)vsd(船舶距离监测装置)：
[0221]
系统共有4套vsd，与液压加注设备配套的有2套，固定安装于左舷和右舷加注站；与气动加注设备配套的有2套，同样固定安装于左舷和右舷加注站。vsd在船舶上的分布如附图所示。
[0222]
在加注作业时，系统从4套vsd数据中选取1套，用以实时监测船舶距离，选择的方法列于下表：
[0223][0224]
12)vsd报警：
[0225]
船舶距离监测装置内设置了接近开关，当加注船和受注船之间的距离漂移至工作包络线之外时，接近开关将发出报警信号。
[0226]
当vsd监测到船船距离漂移至大于预报警距离设定值时，判断软管系统处于预报警位置，加注控制系统发出慢速声光报警，向esd系统反馈esd0报警信号。
[0227]
当vsd监测到船船距离漂移至大于一级报警距离设定值时，判断软管系统处于一级报警位置，加注控制系统发出快速声光报警，向esd系统反馈esd1报警信号。
[0228]
当vsd监测到船船距离漂移至大于二级报警距离设定值时，判断软管系统处于二级报警位置，加注控制系统触发erc脱离动作，发出连续声光报警，向esd系统反馈esd2报警信号。
[0229]
为了提高二级报警的安全性，当满足下列任一条件时，判断软管系统处于二级报警位置：
[0230]-vsd一级报警接近开关动作，且一只vsd二级报警接近开关动作；
[0231]-vsd的两只二级报警接近开关同时动作。
[0232]
进一步具体地：
[0233]
esd0(预报警)流程：
[0234]
esd0的触发条件是：vsd1或vsd2检测到船船距离漂移至大于预报警距离设定值。
[0235]
发生esd0后，加注控制系统发出慢速声光报警(0.5s亮，1.5s灭)，加注系统反馈至esd系统的esd0干接点信号(常闭)由1变为0。
[0236]
当船船距离由预报警位置返回至正常工作位置时，esd0反馈信号由0变为1，声光报警消失。
[0237]
esd1(一级报警)流程：
[0238]
就绪状态下，当满足下列任一条件时，esd1被触发：
[0239]
(1)vsd监测到船船距离漂移至大于一级报警距离设定值；
[0240]
(2)船方esd系统发出esd1命令。
[0241]
发生esd1后，若处于就绪状态的是液压ers系统，加注系统触发以下动作：
[0242]
(1)主泵电磁阀得电，蓄能器电磁阀得电；
[0243]
(2)辅泵卸荷电磁阀得电，热油循环电磁阀失电，热油循环停止；
[0244]
(3)加注系统反馈至esd系统的esd1干接点信号(常闭)由1变为0；
[0245]
(4)发出快速声光报警(0.5s亮，0.5s灭)。
[0246]
发生esd1后，若处于就绪状态的是气动ers系统，加注系统触发以下动作：
[0247]
(1)加注系统反馈至esd系统的esd1干接点信号(常闭)由1变为0；
[0248]
(2)发出快速声光报警(0.5s亮，0.5s灭)。
[0249]
当船船距离由esd1位置返回至esd0或正常工作位置时，esd1反馈信号由0变为1。
[0250]
当触发加注系统esd1状态的条件全部消失时，可以通过加注站的复位按钮复位esd1状态。esd1状态复位后，声光报警消失，主泵电磁阀失电，蓄能器电磁阀失电，辅泵卸荷电磁阀失电，热油循环电磁阀得电，erc液压油路恢复热油循环。
[0251]
esd2(二级报警)流程：
[0252]
就绪状态下，当满足下列任一条件时，esd2被触发：
[0253]
(1)vsd检测到船船距离漂移至大于二级报警距离设定值；
[0254]
(2)操作员拍下了任一个手动操作箱(加注站1、加注站2、货物控制室)的esd2按钮；
[0255]
(3)船方esd系统发出esd2命令。
[0256]
发生esd2后，若处于就绪状态的是液压ers系统，加注系统触发以下动作：
[0257]
(1)主泵电磁阀得电，蓄能器电磁阀得电；
[0258]
(2)辅泵卸荷电磁阀得电，热油循环电磁阀失电；
[0259]
(3)加注系统反馈至esd系统的esd2干接点信号(常闭)由1变为0；
[0260]
(4)发出持续声光报警；
[0261]
(5)手动触发esd2时，启动定时器t4(等待船方esd系统执行esd1动作，取5秒)，t4计时完成后，进入下一步动作；vsd触发esd2时不启动该定时器；
[0262]
(6)脱离电磁阀得电，erc脱离油缸动作，所有与液压站连接的erc完成脱离。
[0263]
发生esd2后，若处于就绪状态的是气动ers系统，加注系统触发以下动作：
[0264]
(1)加注系统反馈至esd系统的esd2干接点信号(常闭)由1变为0；
[0265]
(2)发出持续声光报警；
[0266]
(3)手动触发esd2时，启动定时器t4(等待船方esd系统执行esd1动作，本例取5秒)，t4计时完成后，进入下一步动作；vsd触发esd2时不启动该定时器；
[0267]
(4)脱离电磁阀得电，erc脱离油缸动作，所有与erc氮气连接板连接的erc完成脱离。
[0268]
当船船距离由esd2位置返回时，esd2反馈信号由0变为1。
[0269]
当触发加注系统esd2状态的条件全部消失时，可以通过加注站的复位按钮复位esd2状态。esd1、esd2状态复位后，声光报警消失，主泵电磁阀失电，蓄能器电磁阀失电，辅泵卸荷电磁阀失电，热油循环电磁阀得电，erc液压油路恢复热油循环。
[0270]
脱离油缸的复位由人工操作完成。
[0271]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种船用加注设备电控系统，其特征在于，所述系统包括至少两种紧急脱离系统、至少两种致动动力系统、至少两种船舶距离监测装置、至少两种动力管线连接板，以及控制柜；所述电控系统能够兼容控制同一加注船上的至少两种加注设备，并响应船船紧急脱离；所述致动动力系统用于为紧急脱离系统提供动力，且均包括安装于动力出口安全阀处的阀位传感器，该传感器用于判断各加注设备的加注状态，该加注状态用于选择紧急脱离执行机构；所述动力管线连接板均包括致动管道连接状态传感器，该传感器用于选择船舶距离监测装置；所述船舶距离监测装置均包括距离监测传感器，当监测到船舶距离漂移至大于设定值时，系统将触发报警；所述紧急脱离系统在船舶距离监测装置触发紧急脱离报警时，将受控脱离；所述控制柜安装于船舶机械处所，集成了软管加注系统的电气逻辑运算和指令输出功能。2.根据权利要求1所述的船用加注设备电控系统，其特征在于，所述系统还包括至少一个手动操作箱，用于手动触发紧急脱离动作。3.根据权利要求1所述的船用加注设备电控系统，其特征在于，所述致动动力系统包括液压站和高压氮气站；所述紧急脱离系统包括液压动力驱动的紧急脱离系统和高压氮气驱动的紧急脱离系统，记为液压ers和气动ers，分别由液压站和高压氮气站提供动力，且两种紧急脱离系统均分别安装于船舶两侧的两个加注站；电控系统配置至少一套紧急脱离系统，且每种紧急脱离系统分别配置至少两套船舶距离监测装置vsd，两套vsd分别安装于船舶的左舷和右舷，用于检测处于连接状态的加注船与受注船之间的距离；液压ers和气动ers分别配备液压连接软管、氮气连接软管；所述动力管线连接板包括液压管线连接板和氮气管线连接板，电控系统配置至少两套液压管线连接板，分别位于船舶左舷和右舷靠近加注站的位置，同时配置至少两套氮气管线连接板，同样分别位于船舶左舷和右舷靠近加注站的位置；每套液压管线连接板包含与紧急脱离系统套数m相同数目的液压管连接口，用于将液压油连接至加注站的m套液压ers；每套氮气管线连接板包含与紧急脱离系统套数m相同数目的高压氮气连接口，用于将高压氮气连接至加注站的m套气动ers；当连接软管与动力管线连接板的固定连接口相连时，将触发安装在连接板上的安全接近开关传感器，通过连接板上的传感器信号，系统能够判断两种加注设备当前连接的加注站位置为左舷或右舷，这个信号将作为加注作业时选择vsd信号的依据。4.根据权利要求3所述的船用加注设备电控系统，其特征在于，加注系统通过串行通信接口向客户系统发送两个准备就绪信号，分别表示液压ers系统和气动ers系统已准备就绪；就绪信号和ers安全阀的阀位联锁；液压和气动的就绪信号存在逻辑互锁，使得两者无法同时处于就绪状态，当发生紧急脱离时，系统仅输出当前处于就绪状态的加注设备对应的脱离动作电磁阀动作信号，不输出非就绪状态下的加注设备对应电磁阀动作；
(1)就绪信号“ready for transfer 1”表示液压ers准备就绪；当下列条件同时满足时，该信号为“1”；液压站的ers安全阀位于打开位置；液压系统无故障报警；高压氮气站的ers安全阀位于关闭位置；任一舷侧的液压管线连接板检测到连接到位信号；(2)就绪信号“ready for transfer 2”表示气动ers准备就绪；当下列条件同时满足时，该信号为“1”；高压氮气站的ers安全阀位于打开位置；高压氮气站无故障报警；液压站的ers安全阀位于关闭位置；任一舷侧的氮气管线连接板检测到连接到位信号。5.根据权利要求3所述的船用加注设备电控系统，其特征在于，所述液压ers配套的vsd包括：第一esd0接近开关、第一esd1接近开关和两个第一esd2接近开关，用于检测紧急脱离安全阀位置，产生安全阀开关状态即esd状态，具体分别产生等级依次升高的esd0状态即预报警状态、esd1状态即一级报警状态、esd2状态即二级报警状态；所述气动ers配套的vsd包括：第二esd1接近开关和两个第二esd2接近开关，分别产生esd1状态即一级报警状态、esd2状态即二级报警状态；所述手动操作箱包括：esd2紧急脱离触发按钮、复位按钮、esd1指示灯、esd2指示灯、系统运行指示灯，以及用于发出esd0、esd1、esd2声光报警的带灯蜂鸣器。6.根据权利要求3所述的船用加注设备电控系统，其特征在于，所述液压站包含油箱、主电机、备电机、主泵、辅泵、液压油加热器、脱离电磁阀、热油循环电磁阀、蓄能器电磁阀、蓄能器和电机起停按钮；主电机和备电机轮流启动；所述蓄能器，用于电力失效时的紧急脱离及操作；所述液压油加热器，用于对油箱内的液压油进行加热；所述主泵，用于提供紧急脱离系统erc动作和蓄能器充压所需的液压动力，主泵电磁阀得电时主泵输出动力；所述辅泵，用于提供热油循环所需的液压动力，辅泵卸荷电磁阀失电时，辅泵输出动力；辅泵卸荷电磁阀得电时，辅泵被卸荷，不输出压力油；所述脱离电磁阀，用于打开erc脱离油路；所述热油循环电磁阀，用于关闭erc脱离油路，并打开erc热油循环油路；所述蓄能器电磁阀，用于打开蓄能器向外提供动力的油路；所述主电机和备电机设置了互锁机制，使得两台电机不会同时运转；两台电机轮流起动，液压站起动上一次运转时的备用电机；此外当发出电机起动命令一定时长后，主电机仍未起动，则备用电机自动起动，控制柜通信接口向客户系统发送电机故障状态信息；(1)所述主电机和备电机启动的初始条件为：当下列条件同时满足时，电机才能被起动：电机已停止；
电机断路器、起动器无故障反馈；无液压油低液位报警；油箱温度高于低温设定值t1；当满足下列任一条件时，电机起动：操作员按下液压站的电机起动按钮；系统进入就绪状态；该就绪状态是指液压ers已准备就绪；系统进入esd1状态；系统进入esd2状态；(2)电机停止的条件：非就绪状态下，操作员按下液压站的电机停止按钮；系统进入非就绪状态；发生低油位报警；电机断路器、起动器反馈电机故障；(3)主泵的管理：主泵电磁阀得电条件有：就绪状态下，液压站蓄能器的压力低于低压设定值；系统进入esd1状态；系统进入esd2状态。主泵电磁阀失电的条件有：系统进入非就绪状态；非esd状态下，蓄能器的压力升高至高压设定值满t1时长；非esd状态下，蓄能器的压力低于低压设定值，主泵已连续运行满t2时长，且蓄能器的压力仍未达到高压设定值以上；所述t2>t1；系统esd1、esd2状态复位；(4)辅泵的管理：辅泵卸荷电磁阀得电的条件是：系统进入esd1状态；系统进入esd2状态；辅泵卸荷电磁阀失电的条件是：系统esd1、esd2状态复位；(5)液压油加热器：得电条件是：就绪状态下，油箱温度低于设定的温度t2，t2>t1；失电条件是：就绪状态下，油箱温度高于设定的温度t3，t3>t2；系统进入非就绪状态；(6)热油循环：系统处于就绪状态，且未处于esd1、esd2状态时，erc液压管路内保持热油循环；系统进入就绪状态时，热油循环电磁阀得电；系统进入esd1/esd2状态时，热油循环电磁阀失电；热油循环电磁阀得电的条件有：系统进入就绪状态；就绪状态下，esd1、esd2状态被复位；热油循环电磁阀失电的条件有：系统进入esd1状态；系统进入esd2状态；系统进入非就绪状态。7.根据权利要求3所述的船用加注设备电控系统，其特征在于，所述高压氮气站包括仪表风氮气罐、动力氮气罐、第一紧急脱离电磁阀sov1、第二紧急脱离电磁阀sov2、仪表风氮
气罐压力变送器pt1、动力氮气罐压力变送器pt2、仪表风压力变送器pt3和erc管路压力变送器pt4；所述第一紧急脱离电磁阀sov1，用于打开erc脱离气路；所述第二紧急脱离电磁阀sov2，用于打开erc脱离气路，与sov1互为冗余；所述仪表风氮气罐压力变送器pt1，用于测量仪表风氮气罐压力；所述动力氮气罐压力变送器pt2，用于测量动力氮气罐压力；所述仪表风压力变送器pt3，用于测量仪表风压力；所述erc管路压力变送器pt4，用于测量perc管路压力；所述高压氮气站具体管理如下：(1)仪表风氮气罐压力小于设定值p1时，系统通过串行通信接口向客户系统发送“仪表风氮气罐压力低”报警信号；(2)动力氮气罐压力小于设定值p2时，系统通过串行通信接口向客户系统发送“动力氮气罐压力低”报警信号；(3)仪表风压力小于设定值p3时，系统通过串行通信接口向客户系统发送“仪表风压力低”报警信号；(4)仪表风压力大于设定值p4时，系统通过串行通信接口向客户系统发送“仪表风压力高”报警信号；所述p4>p3；(5)erc管路压力小于设定值p5时，系统通过串行通信接口向客户系统发送“erc管路泄漏”报警信号。8.根据权利要求4所述的船用加注设备电控系统，其特征在于，在加注作业时，系统从至少4套vsd中选取1套，用于实时监测船舶距离，4套vsd分别记为vsd1至vsd4；具体选择方式如下表：9.根据权利要求3所述的船用加注设备电控系统，其特征在于，当vsd监测到船船距离漂移至大于预报警距离设定值时，判断软管系统处于预报警位置，加注控制系统发出慢速声光报警，反馈esd0预报警信号；当vsd监测到船船距离漂移至大于一级报警距离设定值时，判断软管系统处于一级报警位置，加注控制系统发出快速声光报警，反馈esd1一级报警信号；当vsd监测到船船距离漂移至大于二级报警距离设定值时，判断软管系统处于二级报警位置，加注控制系统触发紧急脱离装置erc脱离动作，发出连续声光报警，反馈esd2二级报警信号。10.根据权利要求9所述的船用加注设备电控系统，其特征在于，当满足下列任一条件时，判断软管系统处于二级报警位置：第一esd1接近开关动作，且一个第一esd2接近开关动作；
两个第一esd2接近开关同时动作。或：第二esd1接近开关动作，且一个第二esd2接近开关动作；两个第二esd2接近开关同时动作。

技术总结
本发明公开了一种船用加注设备电控系统，包括至少两种紧急脱离系统、至少两种致动动力系统、至少两种船舶距离监测装置、至少两种动力管线连接板、控制柜、手动操作箱；所述电控系统能够兼容控制同一加注船上的两种加注设备，并响应由于船舶漂移和手动操作触发的船船紧急脱离。加注船上的两种加注设备可以随机可调换地安装在船舶左舷或右舷的加注站上，加注船也可以随机使用左舷或右舷的加注站进行加注作业，系统能够自动从多个船舶距离监测装置中选择一个进行信号监测；当发生紧急脱离报警时，系统能够自动识别当前连接的加注设备并触发相应的紧急脱离动作。发相应的紧急脱离动作。发相应的紧急脱离动作。


技术研发人员：顾曙光 徐华 刘志成 杨哲 朱人杰 赵宣鉴 李红星 张晓 徐进师 王佳丽
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一六研究所
技术研发日：2022.09.30
技术公布日：2023/1/6