综合控制系统、气泡润滑减阻系统及控制方法与流程

1.本发明涉及电气控制技术领域，尤其是涉及一种综合控制系统、气泡润滑减阻系统及控制方法。


背景技术：

2.现今，船舶节能减排已成为各国船运公司和船舶设计单位研究的重要课题，eedii(energy efficiency design index，新船能效设计指数)以及eexi(energy efficiency existing ship index，现有船舶能效指数)等指标的推出，也加大了船舶能耗的要求。
3.利用bls(bubble lubrication system，气泡润滑减阻系统)可以实现船舶的节能减排效果，其中，bls设备结构主要分为四个子系统，气泡发生装置、空压机系统、空压机用供气系统以及阀门控制系统。一般bls的气泡发生装置主要布置在首部船底；其他三个子系统在都布置在船舶首部的设备间内。bls的空压机系统、空压机用供气系统以及阀门控制系统这个三个系统的供电和控制是相互独立。需敷设的电缆很长，增加设备成本和人力成本。而且还需要给每个系统都设置一个控制箱，加大了设备成本。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种综合控制系统、气泡润滑减阻系统及控制方法，可以提供一套可靠的、安全的、便捷的、经济的bls的配电及综合控制系统。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种综合控制系统，其中，该系统应用于船舶，用于对船舶的气泡润滑减阻系统bls进行综合控制，综合控制系统包括：供电屏，以及与供电屏连接的控制单元；其中，供电屏由设置于船舶机舱的主配电板供电；供电屏与bls的空压机系统、空压机用供气系统以及阀门控制系统连接，用于给空压机系统、空压机用供气系统以及阀门控制系统供电；控制单元包括设置于船首的就地控制单元；就地控制单元，用于获取bls的参数信息，根据参数信息对bls进行控制。
6.进一步地，其中，控制单元还包括设置于预设位置的远程控制单元；远程控制单元用于获取bls的参数信息，根据参数信息对bls进行远程控制。
7.进一步地，其中，供电屏包括控制器，以及与控制器连接的供电设备和显示设备；
8.供电设备用于给空压机系统、空压机用供气系统以及阀门控制系统供电；
9.显示设备用于显示bls的参数信息，以及，空压机系统、空压机用供气系统和阀门控制系统的用电信息。
10.进一步地，其中，就地控制单元和/或远程控制单元还包括空压机系统控制模块、空压机用供气系统控制模块和阀门控制系统控制模块；
11.空压机系统控制模块用于控制空压机系统的启停；
12.空压机用供气系统控制模块用于控制空压机用供气系统的启停，并可以调节空压机用供气系统的流量；
13.阀门控制系统控制模块用于控制阀门控制系统的启停。
14.进一步地，其中，其特征在于，控制单元还包括报警单元，用于检测bls的参数信息，并在bls的参数信息异常时发送报警信息。
15.第二方面，本发明实施例提供了一种气泡润滑减阻系统，其中，该气泡润滑减阻系统配置有上述任一项的控制系统。
16.进一步地，其中，气泡润滑减阻系统bls包括气泡发生装置、空压机系统、空压机用供气系统以及阀门控制系统；其中，气泡发生装置安装于船舶的机仓底部；空压机系统与气泡发生装置连接，用于向气泡发生装置提供压缩空气；空压机用供气系统与空压机系统连接，用于向空压机系统提供空气；阀门控制系统安装在空压机系统与气泡发生装置的连接通路上，用于控制通路的通断。
17.进一步地，其中，空压机系统包括压力传感器，用于获取空压机系统的压力信息；空压机用供气系统包括质量流量计，用于获取空压机用供气系统的流量信息；阀门控制系统包括遥控蝶阀。
18.第三方面，本发明实施例提供了一种综合控制方法，其中，该方法应用于上述任一项的控制系统，该方法包括：获取船舶的航行信息；航行信息包括：航速、吃水、气泡润滑减阻系统bls的运行状态和电量；判断航行信息是否满足预设的bls的开启条件；如果是，则开启空压机用供气系统，用以建立空压机系统所需的通风量；当通风量达到预设值时，开启空压机系统，用以建立空压机系统的压力；开启阀门控制系统中的遥控蝶阀，以运行船舶的气泡润滑减阻系统bls。
19.进一步地，其中，该方法还包括：获取bls的参数信息；判断bls的参数信息是否异常；如果是，发送报警信息，并关闭空压机用供气系统、空压机系统和阀门控制系统中的遥控蝶阀。
20.本发明实施例带来了以下有益效果：
21.本发明实施例提供的一种综合控制系统，应用于船舶，用于对船舶的气泡润滑减阻系统bls进行综合控制，该综合控制系统包括：供电屏，以及与供电屏连接的控制单元；可以利用供电屏给空压机系统、空压机用供气系统以及阀门控制系统供电；控制单元包括设置于船首的就地控制单元；就地控制单元，用于获取bls的参数信息，根据参数信息对bls进行控制，采用了集中供电、综合控制和远程遥控的设计方案，解决了bls传统控制的不足，使整个控制系统更可靠、更安全、更便捷、更经济，也大幅度的减轻了操作人员的负担。
22.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
23.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明实施例提供的一种综合控制系统的结构示意图；
26.图2为本发明实施例提供的另一种综合控制系统的结构示意图；
27.图3为本发明实施例提供的一种控制单元的结构示意图；
28.图4为本发明实施例提供的一种气泡润滑减阻系统的结构示意图；
29.图5本发明实施例提供的一种综合控制方法的流程图；
30.图6本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.目前，基于利用bls可以实现船舶的节能减排效果，其中，bls设备结构主要分为四个子系统，气泡发生装置、空压机系统、空压机用供气系统以及阀门控制系统。一般bls的气泡发生装置主要布置在首部船底；其他三个子系统在都布置在船舶首部的设备间内。bls的空压机系统、空压机用供气系统以及阀门控制系统这个三个系统的供电和控制是相互独立。需敷设的电缆很长，增加设备成本和人力成本。而且还需要给每个系统都设置一个控制箱，加大了设备成本。
33.基于此，本发明实施例提供了一种综合控制系统、气泡润滑减阻系统及控制方法，可以提供一套可靠的、安全的、便捷的、经济的bls的配电及综合控制系统。
34.为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种综合控制系统进行详细介绍。
35.本发明实施例提供了一种综合控制系统，图1为本发明实施例提供的一种综合控制系统的结构示意图，如图1所示，该控制系统应用于船舶，用于对船舶的气泡润滑减阻系统bls进行综合控制，该综合控制系统包括：供电屏001，以及与供电屏001连接的控制单元002；其中，供电屏001由设置于船舶机舱的主配电板000供电；
36.供电屏001与bls 100的空压机系统101、空压机用供气系统102以及阀门控制系统103连接，用于给空压机系统101、空压机用供气系统102以及阀门控制系统103供电；
37.控制单元002包括设置于船首的就地控制单元021；
38.就地控制单元021，用于获取bls的参数信息，根据参数信息对bls100进行控制。
39.具体地，bls设备结构主要分为四个子系统，气泡发生装置、空压机系统、空压机用供气系统以及阀门控制系统。一般bls的气泡发生装置主要布置在首部船底；其他三个子系统在都布置在船舶首部的设备间内。
40.在具体工作过程中，首先可以由控制单元确定是否满足气泡润滑减阻系统bls的预设的开启条件，bls使用航速；bls使用吃水；bls各个子系统状态，是否存在报警等异常情况；当前电站是否有充足电量够开启bls
41.等参数是否满足预设的开启条件，则控制开启空压机用供气系统以建立空5压及系统所需的通风量，而后控制空压机系统运行，以建立预设的压力环境，
42.并开启阀门控制，从而控制整个bls工作。
43.本发明实施例提供的一种综合控制系统，应用于船舶，用于对船舶的气泡润滑减阻系统bls进行综合控制，该综合控制系统包括：供电屏，以及
44.与供电屏连接的控制单元；可以利用供电屏给空压机系统、空压机用供气系0统以及阀门控制系统供电；控制单元包括设置于船首的就地控制单元；就地
45.控制单元，用于获取bls的参数信息，根据参数信息对bls进行控制，采用了集中供电、综合控制和远程遥控的设计方案，解决了bls传统控制的不足，使整个控制系统更可靠、更安全、更便捷、更经济，也大幅度的减轻了操作人员的负担。
46.5本发明实施例提供了另一种综合控制系统，在上述实施例的基础上实
47.现，图2示出了另一种综合控制系统的结构示意图，如图2所示：
48.控制单元002还包括设置于预设位置的远程控制单元022(在图中以设置在机舱为例示出)；远程控制单元022用于获取bls100的参数信息，根据参数信息对bls100进行远程控制。
49.0具体地，可以在上述就地控制单元的基础上拓展延伸出一套远程遥控
50.单元，功能和就地控制单元一样。将远程遥控单元安装在机舱或驾驶室，操作人员不需去船首就地操作bls，工作效率得到了有效的改善。
51.上述供电屏001包括控制器011，以及与控制器011连接的供电设备
52.012和显示设备013；
53.5在控制器的应用上，可以将bls的空压机用风机的启/停控制、bls空
54.压机的启/停/流量调节控制和遥控蝶阀的启/停控制全部集成在bls就地控制单元上。
55.供电设备012用于给空压机系统101、空压机用供气系统102以及阀门控制系统103供电；
56.显示设备013用于显示bls100的参数信息，以及，空压机系统101、空压机用供气系统102和阀门控制系统103的用电信息。
57.具体地，图3示出了一种控制单元的结构示意图，如图3所示：
58.就地控制单元021和/或远程控制单元022还包括空压机系统控制模块211、空压机用供气系统控制模块212和阀门控制系统控制模块213；
59.空压机系统控制模块211用于控制空压机系统的启停；
60.空压机用供气系统控制模块212用于控制空压机用供气系统的启停，并可以调节空压机用供气系统的流量；
61.阀门控制系统控制模块213用于控制阀门控制系统的启停。
62.控制单元002还包括报警单元023，用于检测bls100的参数信息，并在bls100的参数信息异常时发送报警信息。
63.对应于上述系统实施例，本发明实施例提供了一种气泡润滑减阻系统，图4示出了一种气泡润滑减阻系统的结构示意图，如图4所示，该气泡润滑减阻系统100配置上述的综合控制系统(图中未示出)。
64.具体地，气泡润滑减阻系统bls100包括气泡发生装置401、空压机系统101、空压机用供气系统102以及阀门控制系统103；
65.其中，气泡发生装置401安装于船舶的机仓底部(图中未示出)；
66.空压机系统101与气泡发生装置连接401，用于向气泡发生装置提供压缩空气；
67.空压机用供气系统102与空压机系统101连接，用于向空压机系统提供空气；
68.阀门控制系统103安装在空压机系统101与气泡发生装置401的连接通路上，用于控制通路的通断。
69.具体地，空压机系统101包括压力传感器411，用于获取空压机系统的压力信息；
70.空压机用供气系统102包括质量流量计421，用于获取空压机用供气系统的流量信息；
71.阀门控制系统103包括遥控蝶阀431。
72.其中，遥控蝶阀可以用于控制所在通路的通断。
73.对应于上述系统实施例，本发明实施例提供了一种综合控制方法，其中，该方法应用于上述的综合控制系统，图5示出了一种综合控制方法的流程图，如图5所示，该方法包括如下步骤：
74.获取船舶的航行信息；航行信息包括：航速、吃水、气泡润滑减阻系统bls的运行状态和电量；
75.步骤s502，判断航行信息是否满足预设的bls的开启条件；
76.步骤s504，如果是，则开启空压机用供气系统，用以建立空压机系统所需的通风量；
77.步骤s506，当通风量达到预设值时，开启空压机系统，用以建立空压机系统的压力；
78.步骤s508，开启阀门控制系统中的遥控蝶阀，以运行船舶的气泡润滑减阻系统bls。
79.步骤s510，获取bls的参数信息；
80.步骤s512，判断bls的参数信息是否异常；
81.步骤s514，如果是，发送报警信息，并关闭空压机用供气系统、空压机系统和阀门控制系统中的遥控蝶阀。
82.本发明实施例还提供了一种电子设备，如图6所示，为该电子设备的结构示意图，其中，该电子设备包括处理器61和存储器62，该存储器62存储有能够被该处理器61执行的机器可执行指令，该处理器61执行该系统可执行指令以实现上述综合控制系统。
83.在图6示出的实施方式中，该电子设备还包括总线63和通信接口64，其中，处理器61、通信接口64和存储器62通过总线连接。
84.其中，存储器62可能包含高速随机存取存储器(ram，random access memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口64(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。总线可以是isa总线、pci总线或eisa总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
85.处理器61可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器61中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器61可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络
处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器61读取存储器62中的信息，结合其硬件完成前述实施例的综合控制方法的步骤。
86.本发明实施例还提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储有机器可执行指令，该机器可执行指令在被处理器调用和执行时，该机器可执行指令促使处理器实现上述综合控制方法，具体实现可参见前述方法实施例，在此不再赘述。
87.本发明实施例所提供的综合控制系统及控制方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的综合控制方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
88.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
89.另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
90.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
91.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，
92.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员5应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其
93.依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其
中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖
94.在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保0护范围为准。

技术特征：
1.一种综合控制系统，其特征在于，应用于船舶，用于对所述船舶的气泡润滑减阻系统bls进行综合控制，所述综合控制系统包括：供电屏，以及与所述供电屏连接的控制单元；其中，所述供电屏由设置于所述船舶的机舱的主配电板供电；所述供电屏与所述bls的空压机系统、空压机用供气系统以及阀门控制系统连接，用于给所述空压机系统、所述空压机用供气系统以及所述阀门控制系统供电；所述控制单元包括设置于船首的就地控制单元；所述就地控制单元，用于获取所述bls的参数信息，根据所述参数信息对所述bls进行控制。2.根据权利要求1所述的综合控制系统，其特征在于，所述控制单元还包括设置于预设位置的远程控制单元；所述远程控制单元用于获取所述bls的参数信息，根据所述参数信息对所述bls进行远程控制。3.根据权利要求1所述的综合控制系统，其特征在于，所述供电屏包括控制器，以及与所述控制器连接的供电设备和显示设备；所述供电设备用于给所述空压机系统、所述空压机用供气系统以及所述阀门控制系统供电；所述显示设备用于显示所述bls的参数信息，以及，所述空压机系统、所述空压机用供气系统和所述阀门控制系统的用电信息。4.根据权利要求2所述的综合控制系统，其特征在于，所述就地控制单元和/或所述远程控制单元还包括空压机系统控制模块、空压机用供气系统控制模块和阀门控制系统控制模块；所述空压机系统控制模块用于控制所述空压机系统的启停；所述空压机用供气系统控制模块用于控制所述空压机用供气系统的启停，并可以调节所述空压机用供气系统的流量；所述阀门控制系统控制模块用于控制所述阀门控制系统的启停。5.根据权利要求1或2所述的综合控制系统，其特征在于，所述控制单元还包括报警单元，用于检测所述bls的参数信息，并在所述bls的参数信息异常时发送报警信息。6.一种气泡润滑减阻系统，其特征在于，所述气泡润滑减阻系统配置有权利要求1～5中任一项所述的控制系统。7.根据权利要求6所述的气泡润滑减阻系统，其特征在于，所述气泡润滑减阻系统bls包括气泡发生装置、空压机系统、空压机用供气系统以及阀门控制系统；其中，所述气泡发生装置安装于所述船舶的机仓底部；所述空压机系统与所述气泡发生装置连接，用于向所述气泡发生装置提供压缩空气；所述空压机用供气系统与所述空压机系统连接，用于向所述空压机系统提供空气；所述阀门控制系统安装在所述空压机系统与所述气泡发生装置的连接通路上，用于控制所述通路的通断。8.根据权利要求6所述的气泡润滑减阻系统，其特征在于，所述空压机系统包括压力传感器，用于获取所述空压机系统的压力信息；所述空压机用供气系统包括质量流量计，用于获取所述空压机用供气系统的流量信
息；所述阀门控制系统包括遥控蝶阀。9.一种综合控制方法，其特征在于，所述方法应用于利要求1～7中的任一项的控制系统，所述方法包括：获取船舶的航行信息；所述航行信息包括：航速、吃水、气泡润滑减阻系统bls的运行状态和电量；判断所述航行信息是否满足预设的所述bls的开启条件；如果是，则开启空压机用供气系统，用以建立空压机系统所需的通风量；当所述通风量达到预设值时，开启所述空压机系统，用以建立所述空压机系统的压力；开启阀门控制系统中的遥控蝶阀，以运行所述船舶的气泡润滑减阻系统bls。10.根据权利要求9所述的综合控制方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述bls的参数信息；判断所述bls的参数信息是否异常；如果是，发送报警信息，并关闭所述空压机用供气系统、所述空压机系统和所述阀门控制系统中的遥控蝶阀。

技术总结
本发明实施例提供的一种综合控制系统、气泡润滑减阻系统及综合控制方法，应用于船舶，用于对船舶的气泡润滑减阻系统BLS进行综合控制，该综合控制系统包括：供电屏，以及与供电屏连接的控制单元；可以利用供电屏给空压机系统、空压机用供气系统以及阀门控制系统供电；控制单元包括设置于船首的就地控制单元；就地控制单元，用于获取BLS的参数信息，根据参数信息对BLS进行控制，采用了分块集中供电、综合控制和远程遥控的设计方案，解决了BLS传统控制的不足，使整个控制系统更可靠、更安全、更便捷、更经济，也大幅度的减轻了操作人员的负担。也大幅度的减轻了操作人员的负担。也大幅度的减轻了操作人员的负担。


技术研发人员：王侃 张艳 朱晨 孙兴利 姜一帆 王逸婷
受保护的技术使用者：上海斯达瑞船舶海洋工程服务有限公司
技术研发日：2022.12.13
技术公布日：2023/3/14