0.引言

拖網捕撈是中國捕撈產量最高的捕撈方式，拖網絞車作為拖網漁船捕撈作業中最為重要的設備，其性能好至關重要拖網漁船上一般配置2台拖網絞車，分別牽引網具的左、右曳綱，拖曳網具在漁場前行。拖網漁船上拖網過程中由於風浪、底質、轉向變化以及海底障礙物等影響都會引起拖網曳綱上的張力波動，對拖網絞車的性能和壽命具有很大的影響，另外，曳綱張力波動過大也會影響拖網網口擴張，引起網口形狀變形，導致捕撈效率低下國外從20世紀80年代開始起就對拖網曳綱張力自動控製技術開展了研究[9。1鍆，研製了恒張力絞車控製係統，目前，其大型的拖網加工船一般都配套曳綱張力控製設備，係統自動根據設定的曳綱長度值調節絞車張力，用於補償曳綱長度變化以及漁獲數量變化而引起的負載拖力變化，能夠及時有效的補償船體受海浪引起的附加運動國內的研究學者也對拖網漁船波浪補償海洋恒張力絞車液壓控製等技術分別進行了研究但相關研究的應用相對較少。本文基於電液控製技術，采用閥控液壓馬達恒壓力方式實現拖網曳綱張力恒定，詳細介紹了係統控製過程，重點分析了拖網作業不同階段控製特性和效果，旨在提高中國漁船捕撈裝備自動化水平，為漁船安全生產提供技術保障。

1.材料及方法

1．1原理設計

，通過在液壓油路中油壓力傳感器測量馬達輸出壓力，根據馬達壓力與輸出扭矩的關係，將采集的絞車液壓油路高壓端油液壓力值通過壓力與張力換算模塊轉算為張力值信號，換算公式為T=p‘O’r／／(120D1(1)式中丁為拖網曳綱張力，N；P為液壓馬達高壓口壓力，MPa；O為馬達K8凯发登录入口，L／min；D為絞車滾筒直徑，m；，7為機械效率，取值0．95。以曳綱張力為反饋信號，張力值信號通過數據通訊線傳輸給可編程邏輯控製器(programmablelogiccontroller，PLC)控製先導閥調整溢流閥壓力，實現控製左、右絞機馬達高壓端溢流壓力[25-27]。絞車放綱長度通過脈衝編碼器來測量，編碼器信號通過PLC高速計數模塊進行處理，在操作界麵上可以轉換成曳綱放繩長度，作為曳綱張力控製的反饋信號。拖網過程中，絞車大部分時間處於收綱微動平衡狀態，絞車收綱拉力與網具受力平衡，油泵一直開啟供油從而溢流閥長期處於開啟狀態，保證馬達高壓端油壓。由於波浪引起船舶上下升沉運動導致拖網曳綱張力大小隨機變化，當漁船轉向或波浪引起曳綱張力變小時，PLC通過先導閥5提高溢流閥4溢流壓力，液壓控製係統驅動左、右絞車收綱，調整左右曳綱張力與位置，如果需要放綱則降低溢流閥壓力網具將在水流帶動下放出，使左右曳綱達到動態平衡。

1．2控製功能

拖網過程中曳綱張力主要通過控製溢流閥壓力變化來實現，溢流閥先導口控製器通過端口輸出0-20mA電流信號，通過比例放大器轉換為0～5V電壓信號控製先整個拖網作業過程主要包括放網、拖曳和起網階段。當漁船達到指定漁場後，操作人員將網囊從艉滑道拋入海中，依靠水的阻力將網身、手綱、網板拖入水中。操作人員手動操縱絞車鬆放曳綱，當曳綱放出50rn後轉入自動放網階段，連通閥7得電，此時係統根據設定張力值自動對稱的將兩邊曳綱放出，保證左右絞車受力平衡，放網速度穩定。因為放網速度過慢會導致作業效率低下，而放網速度過快會導致曳綱鬆弛引起網板傾覆，網具變形，導致放網過程失敗。放網長度達到設定長度時，係統由放網轉換為自動拖曳工作，此時，控製器自動采集左右絞車油路壓力信號，經過換算轉換成絞車曳綱張力，通過比例積分微分(proportionintegrationdifferentiation，PID)運算控製保證此張力差為一個定值，通過調整左右絞車工作壓力差值，使拖網曳綱在一定長度變化範圍內保持張力恒定，左右曳綱絞車的最大繩長差設為30m。係統最小、最大拖曳壓力可隨時調整，最大拖曳壓力設定線性溢流閥的壓力，具體對應關係為0-4MPa線性對應0-5V。當拖曳結束後，拖網絞車開始起網，此時網具在水中的拖曳速度為漁船航速與絞車起網速度之和，拖網曳綱張力最大。起網壓力可通過人機界麵調整，設定值線性對應溢流閥的設定壓力輸出。

3.討論

張力控製過程中，通過在不同作業模式下設定溢流閥開口壓力，根據需要調整拖網曳綱最大張力。當左右曳綱張力差值最大為25kN時，右舷絞車能夠實時放出綱繩，張力控製係統對曳綱張力隨波浪變化的動態響應性能較好。試驗過程中，左、右舷絞車工作壓力值從1．6MPa變化至3．2MPa，無論在放網、起網階段還是拖曳階段，左舷絞車和右舷絞車馬達進油閥口壓差始終保持恒定，減少了絞車速度受負載變化的幹擾。該張力自動控製係統采用溢流閥控製係統相對恒定的壓力，由於該張力控製采用馬達高壓口壓力恒定來實現拖網曳綱張力平衡，所以液壓泵一直供應液壓油，液壓係統會產生熱量，有一定的功率損失，一般適用於中小功率的絞車但該拖網絞車液壓係統為低壓係統，所以功耗與散熱並不是很大，另外，該係統設計簡單、適應性強、可靠性高、成本較低，因此相對於漁船應用更為經濟、實用。

4.結論

1)在放網初始階段及收網的最後階段，由於網板及網具距離漁船較近，拖網絞車一般為人工操作，采用速度控製。當曳綱長度不變，而拖網船加速或減速運動時，曳綱張力、位置和形狀受慣性力的影響有較大的不同。漁船加速運動時拖網曳綱張力增大，而漁船減速運動時則拖網曳綱張力減小。該試驗中起網時曳綱張力達到最大值208kN，為了拖網絞車安全，此時，漁船減速航行。

2)由試驗測試結果顯示，采用張力自動控製係統穩定可靠，控製拖網絞車大部分時間處於恒張力狀態，即曳綱張力一定張力範圍波動，保證了拖網漁船安全生產。網口麵積可以增大9．5％，有效改善了網口擴張，對於提高漁船作業效率具有實際意義。

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