1、背景技术：
海洋平台吊机是海洋钻采平台及工程船舶配套的特种起吊作业设备，在海洋工程和海上油田开发中有着重要作用。自动控制系统是海洋平台吊机的关键组成部分。海洋平台吊机需要满足多种工况要求，涵盖变幅、回转、提升下放等常规工况，以及载人、恒张力等特殊工况。目前，海洋吊机在各类舷内、舷外操作工况下都以人工点动控制为主，操作人员必须实时搬动手柄或按钮进行作业，对劳动者专业素质要求高，控制系统自动化、智能化水平较低，尤其在定点作业工况下，即起吊点和下放点已指定的作业，仍是人工手动完成，操作者做大量重复性劳动，易产生疲劳和误操作。
2、发明内容：
本发明解决了现有海洋吊机在指定作业下对操作者专业素质要求高，尤其在定点作业时仍是人工手动完成，操作者做大量重复性劳动，易产生疲劳和误操作的问题。本发明引入工业机器人技术领域的示教再现技术，设计了一种海洋吊机示教控制装置及方法，对海洋吊机的指定作业进行示教编程操作，达到降低操作者劳动强度，提高作业效率的目的。示教控制模块采用基于PXA270处理器的工业嵌入式单板机，具有功耗低，网络接口丰富，扩展性强等特点，所有的示教控制过程数据都存储于此单板机中，因此当原系统主控制器出现故障时，完全不影响示教控制模块的数据，充分保证系统的安全可靠性，该装置智能化水平高，并具有很强的扩展性和灵活性。
本发明所采用的技术方案是：结构组成包括：主钩编码器A、辅钩编码器B、变幅编码器C、回转编码器D、角度仪E、示教控制模块、触摸屏、遥控盒。A、B、C、D均为绝对值式编码器，与电气控制柜相连；角度仪E测量吊臂变幅角，信号连入主控制器；示教控制模块安装于电气控制柜中，连接遥控盒和触摸屏，与主控制器自动组网，作为系统的辅助控制器使用，通过工业以太网与主控制器进行信息交换，从而控制执行阀组和安全报警组件；触摸屏可以独立配置，也可以为原控制系统中显示屏内的一个窗口画面；遥控盒通过无线网络与示教控制模块相连，可以替代原系统中的手柄等操作元件完成作业，操作者可以站在控制室外调整吊机姿态，获得最佳操作视角。
本发明的作用是：一种海洋吊机示教控制装置及方法针对目前海洋吊机在各类舷内、舷外作业工况下都以人工点动控制为主，操作人员必须实时搬动手柄或按钮进行作业，对劳动者专业素质要求高，控制系统自动化、智能化水平低，尤其在定点作业中，即起吊点和下放点已指定的作业，仍是人工手动完成，操作者做大量重复性劳动，易产生疲劳和误操作等问题，引入工业机器人技术领域的示教再现技术，对海洋吊机的指定作业进行示教编程操作，达到降低操作者劳动强度，提高作业效率的目的，本发明具有很强的灵活性，充分保证吊机的安全可靠性，有效提升海洋吊机的自动化、智能化水平。
3、附图说明
图1为本发明装置的结构组成示意图；
图2为本发明装置的控制流程示意图；
图中，1—主钩编码器A、2—辅钩编码器B、3—变幅编码器C、4—回转编码器D、5—角度仪E、6—示教控制模块、7—触摸屏、8—遥控盒。虚线框表示原控制系统中具有的设备。
4、具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的系统功能实施方式包括：如图1，装置结构组成包括：主钩编码器A（1）、辅钩编码器B（2）、变幅编码器C（3）、回转编码器D（4）、角度仪E（5）、示教控制模块（6）、触摸屏（7）、遥控盒（8）。A、B、C、D均为绝对值式编码器，与电气控制柜相连，信号传入主控制器。A、B安装于主钩钢丝绳绞车和辅钩钢丝绳绞车滚筒轴处。角度仪E（5）测量吊臂变幅角，信号连入主控制器；示教控制模块（6）安装于电气控制柜中，连接触摸屏（7）和遥控盒（8），示教控制模块（6）与主控制器自动组网，作为辅助控制器使用，通过工业以太网与主控制器进行信息交换，从而控制执行阀组和安全报警组件；触摸屏（7）可以独立配置，也可以为原控制系统中显示屏内的一个窗口画面；遥控盒（8）通过无线网络与示教控制模块相连，可以替代原系统中的手柄等操作元件完成作业，操作者可以站在控制室外调整吊机姿态，获得最佳操作视角。
如图2，一种海洋吊机示教控制装置及方法的控制流程是，首先，操作员在触摸屏（7）上选择示教控制模式，此时触摸屏（7）上的示教控制界面和遥控盒（8）被激活，开启示教控制模式。第一步，记录编码器 A、B、C、D（1-4）和角度仪E（5）的初始值，将数据存储于示教控制模块（6）中，即嵌入式单板机中；第二步，通过原系统自带的手柄等操作元件或遥控盒（8）操作吊机，经历基座回转、吊臂变幅及吊钩的提升、下放等动作后，将吊钩移至起吊点；第三步，示教控制模块（6）实时记录手柄等操作元件的输入信号和A、B、C、D、E（1-5）传感器在运动过程中的数据，形成运动控制曲线，并自动优化生成最佳运动轨迹。示教控制模块（6）自动加入信号斜坡保护功能，将原手柄输入信号的变化率控制在一个斜坡内，自动计算生成的最佳轨迹，使信号更加平滑稳定，防止由于液压系统的惯性和滞后性，当手柄信号变化过快时，液压系统中的比例阀跟随电控信号动作，信号尖峰对机械结构和液压管线造成冲击；第四步，用户在触摸屏（7）上确认是否采用最佳轨迹，确认后保存数据并发送信号到主控制器；第五步，挂好绳索安放重物后，通过原系统自带的手柄等操作元件或遥控盒（8）操作吊机，经历基座回转、吊臂变幅及吊钩的提升、下放等动作后，将吊钩移至下放点；第六步，示教控制模块（6）实时记录手柄等操作元件的输入信号和A、B、C、D、E（1-5）传感器在运动过程中的数据，形成运动控制曲线，与第三步原理相同，自动优化生成最佳运动轨迹。第七步，用户在触摸屏（7）上确认是否采用最佳轨迹，确认后示教控制模块（6）保存数据并发送信号到主控制器；第八步，确认开启复现模式，示教控制模块（6）发送信号询问主控制器是否已就绪；第九步，信号握手后，开始复现过程，吊机沿示教控制模块（6）生成的运动轨迹进行作业；第十步，作业完成后停止复现，将触摸屏（7）切换回原控制系统主界面，进行其它操作。以上步骤中，用户可以随时中止或复位该过程，并按需求选择分段复现，例如只在提升操作时启用示教曲线控制。