一種新型純電動主動式波浪補償控制系統的製作方法
2023-10-10 20:37:09 1
一種新型純電動主動式波浪補償控制系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種新型純電動主動式波浪補償控制系統，控制系統包括起升絞車捲筒、滑輪組、控制裝置、驅動裝置、張力傳感器、姿態傳感器MRU；其中起升絞車捲筒用於升、降探測設備或者重物；滑輪組用於纏繞起升鋼絲繩；控制裝置用於採集張力傳感器、姿態傳感器MRU檢測信號及驅動裝置的反饋信號，經處理後發出控制指令，傳遞至驅動裝置；驅動裝置用於接收控制裝置發出的控制指令，驅動變頻電機，使絞車升、降吊放載荷進行波浪補償；張力傳感器用於實時檢測鋼絲繩的動態張力；姿態傳感器MRU用於實時採集船舶升、沉信號。本實用新型結構簡單，操作性強，補償精度高，適用於不同海況作業。
【專利說明】一種新型純電動主動式波浪補償控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用於海上重工領域的波浪補償系統，尤其涉及一種純電動主動式波浪補償系統。
【背景技術】
[0002]船舶在海上航行或者作業時，由於受到風浪的影響，船舶會隨著海浪做不規律的起伏運動，導致吊放的貨物或探測設備受到衝擊和撞擊而損壞或極易丟失，造成重大的經濟損失。波浪補償系統就是針對海上補給提出的，它通過控制執行機構補償相對運動，實現物質的安全吊裝補給。波浪補充控制系統主要劃分為被動式和主動式兩大類。被動式補償控制系統是在載重發生變化後，根據載重的變化大小來調節控制參數，此控制系統體積龐大、操作和維護相對複雜。主動式補償控制系統根據相對運動參數來調節控制參數，作業系統體積小，智能程度高、操作容易，是波浪補償控制系統的重要發展方向。
[0003]目前國際上主動式波浪補償控制系統主要採用液壓控制，但該控制系統結構複雜，響應較慢、還存在死區等問題。本實用新型針對液壓控制方法存在的一些缺點，提出了一種新型的純電動主動升沉波浪補償控制系統及控制方法。
【發明內容】
[0004]本實用新型通過以下技術方案實現:該波浪補償系統包括起升絞車捲筒、滑輪組、控制裝置、驅動裝置、張力傳感器、姿態傳感器MRU。
[0005]其中起升絞車捲筒用於升、降探測設備或者重物，採用剛性連接的3臺電機進行拖動，3臺電機分別由3臺主從式控制方式的單傳動變頻器進行驅動，其中主變頻器採用速度控制模式，從變頻器採用力矩控制模式。
[0006]滑輪組用於纏繞起升鋼絲繩，作為力和運動的直接反映體。
[0007]控制裝置是整個系統的中樞控制單元，用於採集張力傳感器、姿態傳感器MRU檢測信號及驅動裝置的反饋信號，經處理後發出控制指令，傳遞至驅動裝置。該控制裝置採用主從站分布式結構，由PLC主站和從站組成，採用Profibus-DP工業現場總線進行通訊。
[0008]驅動裝置用於接收控制裝置發出的控制指令，驅動變頻電機，使絞車升、降吊放載荷進行波浪補償，該驅動裝置採用AFE整流方式的變頻器。驅動裝置與控制裝置採用Profibus-DP工業現場總線進行通訊。
[0009]所述控制系統採用PID算法進行閉環控制，主動補償。
[0010]張力傳感器用於實時檢測鋼絲繩的動態張力。
[0011]姿態傳感器MRU用於實時採集船舶升、沉信號，主要是加速度信號和位移信號，通過加速度信號可以判斷起升絞車是處於上升狀態還是下降狀態，該傳感器還可以對其他自由度方向的數據進行採集，但不進行控制。
[0012]該系統還包括CMS系統，用於實時顯示起升絞車張力、加速度、速度、位移，能準備得知船舶和各設備所處狀態，並實時進行診斷，還可以顯示當前故障及歷史故障，有效預防事故的發生或者為事故的處理提供有力的證據。
[0013]整個波浪補償系統採用PID算法進行閉環控制，主動進行補償。
[0014]本實用新型的有益效果:採用純電動主動式控制系統，系統體積輕便，能夠主動進行補償，輸出響應迅速快，具有優異的隨動特性，滿足波浪控制的要求，且整個系統具有高的安全性和穩定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是一種新型純電動主動波浪補償控制系統的單線圖(案例採用ABB獨立的變頻器驅動，可延伸到SIEMENS等)。
[0016]圖2是一種新型純電動主動波浪補償控制系統的通訊網絡圖。
[0017]圖3是一種新型純電動主動波浪補償控制系統的控制流程圖。
[0018]圖4是一種新型純電動主動波浪補償控制系統的驅動器流程圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本實用新型做出進一步說明。
[0020]結合圖1，本實用新型是一種新型的純電動主動升沉波浪補償電控系統，驅動裝置為採用單傳動變頻器，分三步方案進行控制:
[0021]第一步:先進行GROUPl單個捲筒(3臺電機控制)進行純電動的主動升沉控制，適用於淺海；
[0022]第二步:進行GROUPl和GR0UP2 二隻捲筒出臺電機控制)進行純電動的主動升沉控制，適用於淺海；
[0023]第三步:進行GROUPl單個捲筒和儲纜捲筒及排繩裝置進行純電動的主動升沉控制，適用於深海；結合圖2，本實用新型是一種新型的純電動主動升沉波浪補償電控系統，採用主從控
[0024]制模式，控制裝置與驅動裝置採用Profibus-DP工業現場總線通訊網絡技術，實現對各個機構的控制；同時通過乙太網通訊方式與CMS系統進行實時通訊；
[0025]結合圖3、圖4通過軟體完成對各個機構控制。
【權利要求】
1.一種新型純電動主動式波浪補償控制系統，其特徵在於:包括起升絞車捲筒、滑輪組、控制裝置、驅動裝置、張力傳感器、姿態傳感器MRU;其中所述起升絞車捲筒用於升、降探測設備或者重物；所述滑輪組用於纏繞起升鋼絲繩；所述控制裝置用於採集張力傳感器、姿態傳感器MRU檢測信號及驅動裝置的反饋信號，經處理後發出控制指令，傳遞至驅動裝置；所述驅動裝置用於接收控制裝置發出的控制指令，驅動變頻電機，使絞車升、降吊放載荷進行波浪補償；所述張力傳感器用於實時檢測鋼絲繩的動態張力；所述姿態傳感器MRU用於實時採集船舶升、沉信號。
2.根據權利要求1所述的一種新型純電動主動式波浪補償控制系統，其特徵在於:所述控制裝置採用主從站分布式結構，由PLC主站和從站組成，採用Profibus-DP工業現場總線進行通訊。
3.根據權利要求1所述的一種新型純電動主動式波浪補償控制系統，其特徵在於:所述驅動裝置採用AFE整流方式的變頻器。
4.根據權利要求3所述的一種新型純電動主動式波浪補償控制系統，其特徵在於:所述驅動裝置與所述控制裝置採用Profibus-DP工業現場總線進行通訊。
5.根據權利要求1所述的一種新型純電動主動式波浪補償控制系統，其特徵在於:所述波浪補充控制系統採用PID算法進行閉環控制，主動補償。
6.根據權利要求1所述的一種新型純電動主動式波浪補償控制系統，其特徵在於:所述起升絞車捲筒採用剛性連接的3臺電機進行拖動，所述3臺電機分別由3臺主從式控制方式的單傳動變頻器進行驅動，其中主變頻器採用速度控制模式，從變頻器採用力矩控制模式。
7.根據權利要求1所述的一種新型純電動主動式波浪補償控制系統，其特徵在於:該系統還包括CMS系統，用於設定系統所需參數、實時顯示控制系統的運行狀態及其故障信肩、O
【文檔編號】B66D1/12GK203922561SQ201420211518
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】周曉春, 朱敦慶 申請人:上海傑臻電氣技術有限公司