吸力筒基础施工泵撬块及吸力筒基础施工泵撬块控制方法与流程

1.本技术涉及海洋工程领域，具体涉及吸力筒基础施工泵撬块及吸力筒基础施工泵撬块控制方法。


背景技术：

2.吸力筒基础是一种重要的海洋工程水下基础，其基础结构多为顶端封闭，下端敞开的倒立筒形状，其主要原理是采用吸力沉贯原理，筒首先通过自重作用下下沉，当与海底土体接触时将在筒内形成一个密闭空间，其次通过安装在筒顶部的水泵将密闭空间内部的海水向外抽出，此时在筒的内外由于压强不同，筒内压力小于筒外压力形成负压吸力，继而筒体被负压压入土体，完成筒的沉贯施工。在沉贯结束后，随着海水的渗透，筒内压力逐渐释放，实现筒内外的压力平衡。
3.目前吸力筒基础的研究主要侧重于筒的结构与施工方法，沉贯控制主要依托水上人为操作，以水下监控数据辅助的方式进行控制，通过布置传感器对水下环境及吸力筒情况的参数数据采集，经由数据反馈显示后，依托人员对照前期土体勘探情况、筒型基础与土、水相互作用理论计算值实现吸力筒的沉贯施工。
4.在沉贯施工过程中，一般采用前期的地质勘探结果，再结合理论仿真计算结果作为施工指导参考值，在具体施工过程中往往会遇到不同土体、不同工况的情况，因此其参考值针对施工过程中的不同阶段为动态变化值，而通过人工操作来进行施工控制会存在系统操作响应不及时、作业质量受影响等问题。


技术实现要素：

5.本技术提供吸力筒基础施工泵撬块及吸力筒基础施工泵撬块控制方法，用于自动化、高效、精确地完成吸力筒基础的水下施工作业。
6.第一方面，本技术提供了一种吸力筒基础施工泵撬块，吸力筒基础施工泵撬块包括水上控制模块、水下动力模块、数据采集模块、数据通信模块、故障报警模块；数据通信模块，用于在水上控制模块、水下动力模块、数据采集模块、故障报警模块之间提供数据通信工作；故障报警模块，用于根据水上控制模块、水下动力模块、数据采集模块或者数据通信模块发出的故障报警信号输出报警信息，或者，用于当监测到水上控制模块、水下动力模块、数据采集模块或者数据通信模块出现故障报警事件时输出报警信息；数据采集模块，用于在吸力筒基础施工任务的单个任务环节的过程中，采集当前的水下工作状态数据，并传输至水上控制模块；水上控制模块，用于结合当前的水下作状态数据以及预设的水下工作状态数据，生成控制指令，并将控制指令传输至水下动力模块；水下动力模块，用于根据控制指令，调整水下潜水泵单元和/或水下液压动力单元的工作状态，促使吸力筒基础的工作状态达到预设工作状态，水下潜水泵单元通过水泵电
机转速来调整吸力筒基础的筒内吸力，水下液压动力单元通过液压电机转速来调整吸力筒基础的阀门开关状态。
7.结合本技术第一方面，在本技术第一方面第一种可能的实现方式中，水上控制模块生成控制指令的过程中，采用pid闭环控制机制，涉及的计算公式为：，，，其中，为比例系数，为积分时间常数，为微分时间常数，β为系数，为输入偏差信号，为当前工况施工指导数据值与数据采集模块所采集的筒基础内外压力数据差值之间的偏差值，为控制输出值，m为控制器输出初始值，为当前工况施工指导数据值，为数据采集模块所采集筒基础内外压力数据差值，为给定阈值，当，加入积分环节、改为pid控制，保证系统控制精度，当，移除积分环节、改为pd控制，避免系统过大超调，又能保证系统较快响应。
8.结合本技术第一方面，在本技术第一方面第二种可能的实现方式中，水下潜水泵单元采用冗余化配置机制，配置两台潜水泵来通过电机转速来调整吸力筒基础的筒内吸力，当主泵发生故障切换至备泵继续进行工作。
9.结合本技术第一方面，在本技术第一方面第三种可能的实现方式中，数据采集模块具体包括筒内外环境采集单元、水下设备状态采集单元；筒内外环境采集单元，用于采集筒型基础的内外压力、管路内部压差、管路内排水流量、电子舱内采集系统温湿度、设备倾角、当前筒顶距海底距离；水下设备状态采集单元，用于采集水下潜水泵单元的潜水泵工作电流、泵撬块内部管路阀门状态、泵撬块电子元器件工作状态数据。
10.结合本技术第一方面，在本技术第一方面第四种可能的实现方式中，数据通信模块采用工业以太网与profinet现场总线通信协议，并采用总线拓扑结构，通过以太网电缆完成数据通信工作。
11.结合本技术第一方面，在本技术第一方面第五种可能的实现方式中，水上控制模块包括plc控制单元以及变频器，plc控制单元结合当前的水下作状态数据以及预设的水下工作状态数据，控制变频器输出对应频率的工作电源，作为控制指令传输至水下动力模块。
12.结合本技术第一方面，在本技术第一方面第六种可能的实现方式中，水上控制模块包括人机交互单元，人机交互单元用于根据用户输入操作调整系统工作模式以及设备参数，还用于显示监控到的吸力筒基础施工任务状态。
13.第二方面，本技术提供了一种吸力筒基础施工泵撬块控制方法，方法应用于吸力筒基础施工泵撬块，吸力筒基础施工泵撬块包括水上控制模块、水下动力模块、数据采集模块、数据通信模块、故障报警模块，数据通信模块在水上控制模块、水下动力模块、数据采集
模块、故障报警模块之间提供数据通信工作，故障报警模块根据水上控制模块、水下动力模块、数据采集模块或者数据通信模块发出的故障报警信号输出报警信息，或者，用于当监测到水上控制模块、水下动力模块、数据采集模块或者数据通信模块出现故障报警事件时输出报警信息，方法包括：数据采集模块在吸力筒基础施工任务的单个任务环节的过程中，采集当前的水下工作状态数据，并传输至水上控制模块；水上控制模块结合当前的水下作状态数据以及预设的水下工作状态数据，生成控制指令，并将控制指令传输至水下动力模块；水下动力模块根据控制指令，调整水下潜水泵单元和/或水下液压动力单元的工作状态，促使吸力筒基础的工作状态达到预设工作状态，水下潜水泵单元通过水泵电机转速来调整吸力筒基础的筒内吸力，水下液压动力单元通过液压电机转速来调整吸力筒基础的阀门开关状态。
14.结合本技术第二方面，在本技术第二方面第一种可能的实现方式中，水上控制模块生成控制指令的过程中，采用pid闭环控制机制，涉及的计算公式为：，，，其中，为比例系数，为积分时间常数，为微分时间常数，β为系数，为输入偏差信号，为当前工况施工指导数据值与数据采集模块所采集的筒基础内外压力数据差值之间的偏差值，为控制输出值，m为控制器输出初始值，为当前工况施工指导数据值，为数据采集模块所采集筒基础内外压力数据差值，为给定阈值，当，加入积分环节、改为pid控制，保证系统控制精度，当，移除积分环节、改为pd控制，避免系统过大超调，又能保证系统较快响应。
15.结合本技术第二方面，在本技术第二方面第二种可能的实现方式中，水下潜水泵单元采用冗余化配置机制，配置两台潜水泵来通过电机转速来调整吸力筒基础的筒内吸力，当主泵发生故障切换至备泵继续进行工作。
16.结合本技术第二方面，在本技术第二方面第三种可能的实现方式中，数据采集模块具体包括筒内外环境采集单元、水下设备状态采集单元；筒内外环境采集单元，用于采集筒型基础的内外压力、管路内部压差、管路内排水流量、电子舱内采集系统温湿度、设备倾角、当前筒顶距海底距离；水下设备状态采集单元，用于采集水下潜水泵单元的潜水泵工作电流、泵撬块内部管路阀门状态、泵撬块电子元器件工作状态数据。
17.结合本技术第二方面，在本技术第二方面第四种可能的实现方式中，数据通信模块采用工业以太网与profinet现场总线通信协议，并采用总线拓扑结构，通过以太网电缆完成数据通信工作。
18.结合本技术第二方面，在本技术第二方面第五种可能的实现方式中，水上控制模块包括plc控制单元以及变频器，plc控制单元结合当前的水下作状态数据以及预设的水下工作状态数据，控制变频器输出对应频率的工作电源，作为控制指令传输至水下动力模块。
19.结合本技术第二方面，在本技术第二方面第六种可能的实现方式中，水上控制模块包括人机交互单元，人机交互单元用于根据用户输入操作调整系统工作模式以及设备参数，还用于显示监控到的吸力筒基础施工任务状态。
20.第三方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有多条指令，指令适于处理器进行加载，以执行本技术第一方面或者本技术第一方面任一种可能的实现方式提供的方法。
21.从以上内容可得出，本技术具有以下的有益效果：针对吸力筒基础施工作业，本技术提出一种吸力筒基础施工泵撬块，其包括水上控制模块、水下动力模块、数据采集模块、数据通信模块、故障报警模块，在吸力筒基础施工任务的单个任务环节的过程中，通过水下环境中的数据采集模块采集当前的水下工作状态数据，再由水上控制模块根据该当前的水下工作状态数据控制水下动力模块促使吸力筒基础的工作状态达到预设工作状态，在模块间的协同工作的同时，对于吸力筒基础的施工控制达成闭环控制，因此可自动化、高效、精确地完成吸力筒基础的水下施工作业。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。
23.图1为本技术吸力筒基础施工泵撬块的一种结构示意图；图2为本技术吸力筒基础施工泵撬块的又一种结构示意图；图3为本技术pid闭环控制的一种工作场景示意图；图4为本技术吸力筒基础施工泵撬块的一种工作流程示意图；图5为本技术吸力筒基础施工泵撬块控制方法的一种流程示意图。
具体实施方式
24.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或
模块。在本技术中出现的对步骤进行的命名或者编号，并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤，已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。
26.本技术中所出现的模块的划分，是一种逻辑上的划分，实际应用中实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中，或一些特征可以忽略，或不执行，另外，所显示的或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块之间的间接耦合或通信连接可以是电性或其他类似的形式，本技术中均不作限定。并且，作为分离部件说明的模块或子模块可以是也可以不是物理上的分离，可以是也可以不是物理模块，或者可以分布到多个电路模块中，可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本技术方案的目的。
27.首先，参阅图1，图1示出了本技术吸力筒基础施工泵撬块的一种结构示意图，本技术提供的吸力筒基础施工泵撬块，具体可包括水上控制模块101、水下动力模块102、数据采集模块103、数据通信模块104、故障报警模块105；可以理解，吸力筒基础施工泵撬块100作为吸力筒基础施工作业的执行设备，其执行对象为吸力筒基础施，在实际应用中，吸力筒基础施工泵撬块100本身还可能包括吸力筒基础施，具体随实际情况调整。
28.此外的，吸力筒基础施工泵撬块100还可能包括其他组件，例如安装结构等不同类型的组件。
29.下面，开始具体介绍吸力筒基础施工泵撬块100包含的水上控制模块101、水下动力模块102、数据采集模块103、数据通信模块104、故障报警模块105。
30.数据通信模块104，用于在水上控制模块101、水下动力模块102、数据采集模块103、故障报警模块105之间提供数据通信工作；应当理解的是，此处所称的提供数据通信工作，并不意味着对水上控制模块101、水下动力模块102、数据采集模块103、故障报警模块105之间的连接关系进行限定，而是说提供一个通信环境，其模块间具体的连接关系可详见下面内容。
31.作为一种具体的实现方式，数据通信模块104采用工业以太网与profinet现场总线通信协议，并采用总线拓扑结构，通过以太网电缆完成数据通信工作，例如在实时通道上传输现场i/o数据、事件控制信号与报警信号。在该工作有线通信方式下，在水上设备与水下设备之间，具有稳定、可靠的通信质量。
32.故障报警模块105，用于根据水上控制模块101、水下动力模块102、数据采集模块103或者数据通信模块104发出的故障报警信号输出报警信息，或者，用于当监测到水上控制模块101、水下动力模块102、数据采集模块103或者数据通信模块104出现故障报警事件时输出报警信息；可以理解，故障报警模块105起到一个保障设备安全、作业安全的效果，其在具体的工作过程中，报警信息主要可以分为系统报警、设备报警、系统提示三种类别的报警信息。
33.当系统报警在设备运行期间发生系统连接故障、传感器数据超出参考临界范围，发出系统报警；当设备报警设置为设备硬件发生故障时产生的报警；
系统提示为当前系统状态的提前预紧，为工作人员提供参考，例如当操作系统运行时可通过三色灯表示当前系统运行状态。
34.具体的，故障报警模块105的工作按照预设的报警控制方案处理，主要可以分为报警信息展示以及灯光报警信息，报警信息可包括报警位置（例如设备位置、设备标识等）以及报警时的作业相关参数、环境相关参数，并可进行存储，例如可保存至水上的水上控制模块101中，为后续的故障分析、检修作业提供理论依据。
35.进一步的，故障报警模块105的故障报警控制方案可包括系统急停、阀门打开、使能断开、动力断开的保护处理，保障现场人员安全以及设备安全。
36.可以看出，数据通信模块104、故障报警模块105是为水上控制模块101、水下动力模块102、数据采集模块103的工作提供可靠、安全的工作环境的，下面则从水上控制模块101、水下动力模块102、数据采集模块103的吸力筒基础施工作业角度，来说明三者的工作内容。
37.数据采集模块103，用于在吸力筒基础施工任务的单个任务环节的过程中，采集当前的水下工作状态数据，并传输至水上控制模块101；可以理解，数据采集模块103主要是起到数据的采集功能，为吸力筒基础施工任务的闭环控制提供数据依据，其可根据闭环控制中涉及的输入参数、初始参数，配置相对应的传感器，来采集数据参数，或者，数据采集模块103也可根据闭环控制中涉及的输入参数，从相应的设备/模块中提取出数据参数。
38.此外，除了闭环控制中涉及的输入参数，数据采集模块103在实际应用中，当然也可以采集其他的数据参数，例如故障报警模块105判断是否出现故障报警事件的数据参数等，具体可随实际需要进行配置。
39.可以理解，对于吸力筒基础，其施工作业的主要原理是采用吸力沉贯原理，筒首先通过自重作用下下沉，当与海底土体接触时将在筒内形成一个密闭空间，其次通过安装在筒顶部的水泵将密闭空间内部的海水向外抽出，此时在筒的内外由于压强不同，筒内压力小于筒外压力形成负压吸力，继而筒体被负压压入土体，完成筒的沉贯施工。在沉贯结束后，随着海水的渗透，筒内压力逐渐释放，实现筒内外的压力平衡。
40.在这过程中，可涉及到多轮的、复杂的筒内压强调整工作，因此，本技术则从吸力筒基础施工任务的单个任务环节，即单轮的筒内压强调整工作进行举例说明。
41.对于闭环控制的输入参数、起始参数，具体可由水下的数据采集模块103进行相关数据的采集。
42.作为一种适于实用的实现方式，数据采集模块103具体包括筒内外环境采集单元、水下设备状态采集单元，分别采集通内外环境的相关参数、水下设备的工作状态参数，通过环境方面以及设备方面共两个方面的数据参数，实现完善、精确的闭环控制效果，进而对于吸力筒基础的施工作业起到精确的控制效果。
43.具体的，对于筒内外环境采集单元，可采集筒型基础的内外压力、管路内部压差、管路内排水流量、电子舱内采集系统温湿度、设备倾角、当前筒顶距海底距离；对于水下设备状态采集单元，可采集水下潜水泵单元的潜水泵工作电流、泵撬块内部管路阀门状态、泵撬块电子元器件工作状态数据。
44.水上控制模块101，用于结合当前的水下作状态数据以及预设的水下工作状态数
据，生成控制指令，并将控制指令传输至水下动力模块102；可以理解，水上控制模块101在吸力筒基础施工泵撬块中，主要起到的是对各模块的工作控制的效果，而在闭环控制中，则作为数据处理中枢的具体执行对象。
45.在吸力筒基础施工任务的单个任务环节的自动化控制过程中，水上控制模块101可将水下的数据采集模块103采集的当前的水下工作状态数据，与预设的水下工作状态数据进行比对，确定出适配当前情况的控制方向，并给出具体的控制指令，来控制作为执行部件的水下动力模块102，以使得水下动力模块102将吸力筒基础的工作状态调整至预设工作状态，直至稳态。
46.其中，此处所称的吸力筒基础的预设工作状态，可以理解为吸力筒基础在预设的吸力筒基础施工任务（包括吸力筒基础施工任务的单个任务环节）中的工作状态，例如姿态、内外压强差等。
47.而控制指令对水下动力模块102中的具体控制对象，则可根据具体的控制需要进行选定，从而实现系统化的、小微颗粒度的控制效果。
48.以筒基础内外压力数据作为控制对象为例，水上控制模块101生成控制指令的过程中，可采用pid闭环控制机制，其中涉及的计算公式为：，，，其中，为比例系数，为积分时间常数，为微分时间常数，β为系数，为输入偏差信号，为当前工况施工指导数据值（设定值）与数据采集模块103所采集的筒基础内外压力数据差值（过程变量）之间的偏差值，为控制输出值，m为控制器输出初始值，为当前工况施工指导数据值，为数据采集模块103所采集筒基础内外压力数据差值，为给定阈值，当，加入积分环节、改为pid控制，保证系统控制精度，当，移除积分环节、改为pd控制，避免系统过大超调，又能保证系统较快响应。
49.可以理解，控制系统中可采用pid闭环控制方法，通过预先设置的筒内负压设定值（当前工况施工指导数据值）和模拟量转数字量模块读取的测量值（数据采集模块103所采集筒基础内外压力数据差值）负压值进行操作值的计算，将算出的操作值输出至被控对象（例如水下动力模块102中的水下潜水泵单元，与潜水泵的工作控制相关），由数据采集模块103测量的实际值与设定值进行比较，然后调节输出值，以消除测定值与设置值之间的差。
50.吸力筒基础施工作业过程中若遇到不同土层、不同工况的情况，在控制过程中需对筒内负压进行动态调节，让吸力筒基础内负压进入并停留在新的稳态，负压的动态调节超调量反应系统的相对稳定性，在计算的输出值对应水下潜水泵的实际输出时可能在某些情况下出现大幅变化，从而引起水下系统大幅振荡。在受控对象启动或大幅增减设定值时，
短时间内系统输出存在较大误差会造成pid运算中的积分部分有很大输出，甚至造成数据溢出，导致计算控制量超过水下潜水泵最大控制范围，引起系统较大超调，甚至引起系统振荡，而通过上述的计算公式实现的灵活控制方式，则可有效避免该问题，达到稳定、平滑控制的优点。
51.进一步的，在又一种具体的实现方式中，水上控制模块101具体可包括plc控制单元以及变频器，plc控制单元结合当前的水下作状态数据以及预设的水下工作状态数据，控制变频器输出对应频率的工作电源，作为控制指令传输至水下动力模块。
52.可以理解，plc控制单元、变频器的组合，则可以电压、电流的状态控制，在为水下的水下动力模块102提供工作电源的同时，还可起到调整其工作状态的作用，由此达到稳定、简洁的现场控制效果。
53.此外，水上控制模块101包括人机交互单元，人机交互单元也可称为人上位机，人机交互单元可提供人机交互功能，可展示一人机交互界面，既可用于根据用户输入操作调整系统工作模式以及设备参数，还可用于显示监控到的吸力筒基础施工任务状态，并对当前施工状态进行实时监控，方便操作员对于吸力筒基础施工任务的人工查看以及人工介入。
54.此外，水上控制模块101具体还可包括数据存储单元，用于存储水上控制模块101在吸力筒基础施工泵撬块的工作过程中涉及环境采集数据、电机运行数据、系统调控数据、系统报警数据、历史记录数据等类型的系统数据，进行历史数据的存证，为后续的故障分析、检修作业提供理论依据。
55.水下动力模块102，用于根据控制指令，调整水下潜水泵单元和/或水下液压动力单元的工作状态，促使吸力筒基础的工作状态达到预设工作状态，水下潜水泵单元通过水泵电机转速来调整吸力筒基础的筒内吸力，水下液压动力单元通过液压电机转速来调整吸力筒基础的阀门开关状态（例如可由开关量控制阀门的开关，模拟量控制阀门开度）。
56.可以理解，对于水下的吸力筒基础，其工作状态具体可通过潜水泵或者阀门来调节，因此，本技术具体配置了相对应的水下潜水泵单元、水下液压动力单元，作为水下动力模块102中的具体执行部件，来完成吸力筒基础的工作状态的具体调节工作。
57.作为又一种适于实用的实现方式，在水下动力模块102中，水下潜水泵单元还可采用冗余化配置机制，配置两台潜水泵来通过电机转速来调整吸力筒基础的筒内吸力，当主泵发生故障切换至备泵继续进行工作，以此保障稳定、安全的作业。
58.为便于从整体上进一步理解本技术吸力筒基础施工泵撬块在实际应用中的具体工作内容，还可继续结合图2示出的本技术吸力筒基础施工泵撬块的又一种结构示意图（图2中水下动力模块称为水下执行模块、水下潜水泵单元称为水下潜水泵）、图3示出的本技术pid闭环控制的一种工作场景示意图、图4示出的本技术吸力筒基础施工泵撬块的一种工作流程示意图，进一步地理解本技术吸力筒基础施工泵撬块在实际应用中更为完整的结构组成以及工作流程。
59.从以上所示内容例可看出，针对吸力筒基础施工作业，本技术提出一种吸力筒基础施工泵撬块，其包括水上控制模块、水下动力模块、数据采集模块、数据通信模块、故障报警模块，在吸力筒基础施工任务的单个任务环节的过程中，通过水下环境中的数据采集模块采集当前的水下工作状态数据，再由水上控制模块根据该当前的水下工作状态数据控制
水下动力模块促使吸力筒基础的工作状态达到预设工作状态，在模块间的协同工作的同时，对于吸力筒基础的施工控制达成闭环控制，因此可自动化、高效、精确地完成吸力筒基础的水下施工作业。
60.以上是本技术提供的吸力筒基础施工泵撬块的介绍，为便于更好的实施本技术提供的吸力筒基础施工泵撬块，本技术还从控制方法角度提供了对应的一种吸力筒基础施工泵撬块控制方法。
61.参阅图5，图5为本技术吸力筒基础施工泵撬块控制方法的一种流程示意图，在本技术中，吸力筒基础施工泵撬块控制方法应用于吸力筒基础施工泵撬块，吸力筒基础施工泵撬块包括水上控制模块、水下动力模块、数据采集模块、数据通信模块、故障报警模块，数据通信模块在水上控制模块、水下动力模块、数据采集模块、故障报警模块之间提供数据通信工作，故障报警模块根据水上控制模块、水下动力模块、数据采集模块或者数据通信模块发出的故障报警信号输出报警信息，或者，用于当监测到水上控制模块、水下动力模块、数据采集模块或者数据通信模块出现故障报警事件时输出报警信息，吸力筒基础施工泵撬块控制方法包括：步骤s501，数据采集模块在吸力筒基础施工任务的单个任务环节的过程中，采集当前的水下工作状态数据，并传输至水上控制模块；步骤s502，水上控制模块结合当前的水下作状态数据以及预设的水下工作状态数据，生成控制指令，并将控制指令传输至水下动力模块；步骤s503，水下动力模块根据控制指令，调整水下潜水泵单元和/或水下液压动力单元的工作状态，促使吸力筒基础的工作状态达到预设工作状态，水下潜水泵单元通过水泵电机转速来调整吸力筒基础的筒内吸力，水下液压动力单元通过液压电机转速来调整吸力筒基础的阀门开关状态。
62.在一种示例性的实现方式中，水上控制模块生成控制指令的过程中，采用pid闭环控制机制，涉及的计算公式为：，，，其中，为比例系数，为积分时间常数，为微分时间常数，β为系数，为输入偏差信号，为当前工况施工指导数据值与数据采集模块所采集的筒基础内外压力数据差值之间的偏差值，为控制输出值，m为控制器输出初始值，为当前工况施工指导数据值，为数据采集模块所采集筒基础内外压力数据差值，为给定阈值，当，加入积分环节、改为pid控制，保证系统控制精度，当，移除积分环节、改为pd控制，避免系统过大超调，又能保证系统较快响应。
63.在又一种示例性的实现方式中，水下潜水泵单元采用冗余化配置机制，配置两台
潜水泵来通过电机转速来调整吸力筒基础的筒内吸力，当主泵发生故障切换至备泵继续进行工作。
64.结合本技术第二方面，在本技术第二方面第三种可能的实现方式中，数据采集模块具体包括筒内外环境采集单元、水下设备状态采集单元；筒内外环境采集单元，用于采集筒型基础的内外压力、管路内部压差、管路内排水流量、电子舱内采集系统温湿度、设备倾角、当前筒顶距海底距离；水下设备状态采集单元，用于采集水下潜水泵单元的潜水泵工作电流、泵撬块内部管路阀门状态、泵撬块电子元器件工作状态数据。
65.在又一种示例性的实现方式中，数据通信模块采用工业以太网与profinet现场总线通信协议，并采用总线拓扑结构，通过以太网电缆完成数据通信工作。
66.在又一种示例性的实现方式中，水上控制模块包括plc控制单元以及变频器，plc控制单元结合当前的水下作状态数据以及预设的水下工作状态数据，控制变频器输出对应频率的工作电源，作为控制指令传输至水下动力模块。
67.在又一种示例性的实现方式中，水上控制模块包括人机交互单元，人机交互单元用于根据用户输入操作调整系统工作模式以及设备参数，还用于显示监控到的吸力筒基础施工任务状态。
68.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的吸力筒基础施工泵撬块控制方法的具体工作过程，可以参考如图1对应实施例中吸力筒基础施工泵撬块的说明，具体在此不再赘述。
69.本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。
70.为此，本技术提供一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本技术如图5对应实施例中吸力筒基础施工泵撬块控制方法的步骤，具体操作可参考如图5对应实施例中吸力筒基础施工泵撬块控制方法的说明，在此不再赘述。
71.其中，该计算机可读存储介质可以包括：只读存储器（read only memory，rom）、随机存取记忆体（random access memory，ram）、磁盘或光盘等。
72.由于该计算机可读存储介质中所存储的指令，可以执行本技术如图5对应实施例中吸力筒基础施工泵撬块控制方法的步骤，因此，可以实现本技术如图5对应实施例中吸力筒基础施工泵撬块控制方法所能实现的有益效果，详见前面的说明，在此不再赘述。
73.以上对本技术提供的吸力筒基础施工泵撬块、吸力筒基础施工泵撬块控制方法以及计算机可读存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。