度、加速度和拉力，保证高架索张力维持在设定范围内。
[0106](2)波浪补偿装置
[0107]高架索波浪补偿采用双闭环控制，具备恒张力控制功能，由高架索绞车与液压伺服油缸协同工作进行补偿动作，两个补偿机构由驱动和控制系统统一控制，保证高架索始终处于恒张力状态。
[0108]波浪补偿装置包含被动波浪补偿和主动波浪补偿两部分。其中，液压伺服油缸为内环控制，其特点是反应迅速，补偿幅度小;高架索绞车为外环控制，其特点是反应迟后，但补偿幅度大，主要用于增大补偿幅度，保证作业安全。
[0109](2.1)被动波浪补偿
[0110]被动波浪补偿采用液压伺服油缸，液压伺服油缸包括伸缩杆，从高架索绞车5引出的高架索穿过伸缩杆的顶端，然后再绕过第2导向滑轮8-2、吊车装置7的第3固定端7-3后，固定到第4导向滑轮8-4的支撑架上；当液压伺服油缸的伸缩杆进行伸缩运动时，可带动高架索进行同步运动，进而调整高架索的张力值。
[0111]其工作原理为:液压伺服油缸为被动波浪补偿，当缆绳上张力值超过设定范围时，液压伺服油缸根据设定程序进行伸缩行程调节，该方式系统响应比较快但补偿范围有限，所以该波浪补偿方式用于海况比较好且高架索张力变化不大的情况，既可保证正常安全的补给作业，又节能环保。
[0112](2.2)主动波浪补偿
[0113]基于全集成运动控制的主动波浪补偿系统用于海况较差或者高架索张力变化比较大的情况下。其系统原理框图如图6所示
[0114]基于全集成运动控制的主动波浪补偿系统中，绞车卷筒轴编码器、船舶升降加速度传感器、张力传感器分别将高架索的长度、高架索的速度、船体的升降运动状态、高架索张力值等数据实时发送到运动控制器的CPU中，CPU通过计算得到高架索实际张力值与设定值由于波浪导致船体升降形成的偏差，上述数据经过CPU运算处理后输出控制信号控制绞车电机的转速、方向和转矩值，最终控制绞车收缆和放缆，实现主动波浪补偿。系统采用PID前馈控制，配合运动控制系统CPU微秒级的响应速度快速准确的输出信号到伺服驱动器，控制绞车收缆和放缆操作。
[0115](3)检测系统[Ο116]检测系统包括:
[0117]高架索张力传感器，用于检测高架索的张力值；
[0118]高架索卷筒轴编码器，用于检测高架索的长度和速度值；
[0119]外牵索卷筒轴编码器，用于检测外牵索的长度和速度值；
[0120]内牵索卷筒轴编码器，用于检测内牵索的长度和速度值；
[0121]伺服油缸行程检测器，用于检测伺服油缸实际伸缩行程值；
[0122]船舶升降加速度传感器，用于检测船体的升降运动状态；
[0123]制动器开/关状态检测设备、离合器开/关状态检测设备、棘轮棘爪止定装置开/关状态检测设备。
[0124]其中，对于制动器，可采用高速级制动器、气动水冷式动态制动器，因此，可同时配置气动水冷式动态制动器的气源压力传感器、气动水冷式动态制动器的冷却水压力传感器和气动水冷式动态制动器的冷却水温度传感器。
[0125]通过张力传感器检测牵引缆绳和张紧缆绳的张力值;编码器测量缆绳的速度和长度;接近开关检测制动器、棘轮棘爪打开/关闭位置;预留液压站和气动系统的传感器信号接口，采集压力、温度、液位、流量等信息，将采集到的信息经过处理，进行显示和记录，超过设定值发出报警信息并进行保护。
[0126](4)运动控制系统
[0127]本发明针对多轴联动设计了运动控制系统，将运动控制、逻辑控制及工艺控制功能集成化，为多轴复杂运动提供了完整的解决方案。高架索补给装置的运动控制复杂，对速度及精度的要求很高，本发明的运动控制系统解决高架索补给装置的复杂运动，由一个运动控制系统完成所有的运动控制任务，适用于具有许多运动部件的设备。
[0128]本发明运动控制系统有三个组成部分:
[0129]①工程开发系统
[0130]实现由一个系统解决所有运动控制、逻辑及工艺控制的问题，并且还能够提供所有必要的工具，从编程到参数设定，从测试调试到故障诊断。
[0131]②实时软件模块
[0132]实时软件模块提供了众多的运动控制及工艺控制功能，针对某一特定的设备所需的功能，灵活地选择相关的模块。
[0133]③硬件平台
[0134]作为运动控制系统的基础，由工程开发系统所开发且使用了实时软件，模块的应用程序可以运行在不同的硬件平台上，可根据高架索补给装置控制系统的特点选择最适合的硬件平台。
[0135]本发明的运动控制系统集V/F、矢量和伺服控制于一体、多轴资源共享、模块化设计，能实现高效而又复杂的运动控制。该运动控制系统内部有电流反馈环节，起动性能良好，反应灵敏，根据负载大小能快速输出相应起动电流，不会超出额定电流，对电网无冲击，具有适应于电动机能力的短时过载功能及电源缺相、输出缺相、电源过压、过流、欠压、接地、变频器过热等保护功能。
[0136]该运动控制系统采用多轴控制的共直流母线DC/AC驱动器用于高架索补给装置的驱动控制，高架索补给装置在工作过程中，有些机构工作在电动状态，有些机构工作在发电状态;工作在发电状态的机构将电能反馈到直流母线上，由工作在电动状态的机构将其消耗掉，不同于传统的驱动器通过外接制动电阻将反馈的电能消耗掉，这样既节能环保又提高了系统电能的利用率，同时减少了制动电阻的投资，避免了制动电阻散热的问题；当工作在电动状态的机构无法将反馈的电能消耗掉时可以根据具体情况选择通过制动电阻消耗或则直接反馈至电网。
[0137]运动控制系统性能参数:IPO时钟周期为0.25-0.5ms，伺服时钟周期为0.25ms，插补时钟周期为0.25ms ,Profibus时钟周期为Ims ,Profinet时钟周期为0.25ms，运行内存为128MB。
[0138]共直流母线系统还有以下优点:功率因数高，可达95%以上;通过12脉整流变压器和整流单元大大降低电网谐波;系统动态响应高，允许高架索补给装置频繁动作。运动控制系统公共直流母线系统单线图如图7所示:包括:12脉整流变压器、整流器、逆变器、制动单元、制动电阻以及直流母线;整流器的输入端通过12脉整流变压器连接到电网；整流器的输出端并联到直流母线;直流母线还并联连接到逆变器的一端，逆变器的另一端用于与电机变频器连接;直流母线还并联连接到制动单元的一端，制动单元的另一端与制动电阻连接。逆变器的设置数量为4个，分别为第I逆变器、第2逆变器、第3逆变器和第4逆变器;第I逆变器的一端与直流母线连接，第I逆变器的另一端与高架索绞车变频器连接;第2逆变器的一端与直流母线连接，第2逆变器的另一端与外索引绞车变频器连接;第3逆变器的一端与直流母线连接，第2逆变器的另一端与内索引绞车变频器连接;第4逆变器的一端与直流母线连接，第4逆变器的另一端与升降绞车变频器连接。
[0139](5)货物自动供给系统
[0140]货物自动供给系统包括自动仓储系统12、升降机13以及传送车14;
[0141]对于自动仓储系统12，其主要设计原理参考图8，:在内部布置和货舱设计上，尽量使补给品能够在船内迅速提取和移动，并且采用自动仓库技术，通过系统CHJ控制与管理传送装置和补给物资。自动仓储系统自动记忆货物存放位置，利用无人搬运车系统、自动存取叉车与条形码扫描设备，可以自动存取货物。
[0142]自动仓储系统是由高层立体货架、货物存取设备、出入库输送设备、控制系统及周边设备组成的自动化系统。自动仓储系统能充分利用存储空间，通过计算机可实现设备的联机控制，以先入先出的原则，迅速准确地存、取物品。
[0143]具体的，包括:高层立体货架、货物存取设备、出入库输送设备以及仓储控制系统；
[0144]高层立体货架是自动仓储系统的基础部分，主要是存放货物的货架组成机构，一般来说，货架都比较高，能够充分的利用仓库空间。在设计储存结构的时候，需要考虑到货物存取的便利度，还要考虑到防火、防潮、防倾斜的要求。主要由单元货架、活动货架、拣选式仓库组成，单元货架用来存放货物，活动货架主要是可以进行合并和拆分的货架，能够节省出大量的空间，拣选式货架主要是方便人员拣选而设计的。
[0145]货物存取设备主要是穿梭于货架之间用来存取货物的设备，也叫堆垛机，具有准确、安全、高效的优点，能够在各种巷道之间来回穿梭，能够适应各种货物的装载量和作业量，能够根据具体的要求设计成不同尺寸大小以适应存取需求。
[0146]出入库输送设备主要是将货物输送进出仓库的设备，与货物存取设备、存储设备连接成一个系统整体，根据输送量的大小，选择合适规格皮带输送机或者升降机等设备以配合装运、收发等一系列作业流程。
[0147]仓储控制系统主要用于控制所有设备，采用计算机控制方式显示，能够提高设备控制的精度，能够帮助实现整个控制系统的高效运行。
[0148]本发明中，补给船上配备了在轨道上行走的铲车、皮带输送机、升降机等机械化搬运设备，在内部布置和货舱设计上，采用自动仓库技术，使补给物品能够在船内迅速提取和移动，系统使用计算机控制与管理传送装置和补给物资，能够将货物从补给船的储存舱直接补给到接收舰的接收舱。因此，本发明提高了舱内物资的快速传输效率和补给过程的自动化程度，提高补给速度、缩短补给时间、增强海上补给的安全性和可靠性。
[0149](6)多种网络通讯技术
[0150]为了保证系统安全，降低系统故障率，本发明采用了三种网络通讯技术，即现场总线、以太网和Drive-CLiQ通讯技术，实现自动化系统的互联。Drive-CLiQ接口采用专用的Drive-CLiQ电缆连接，PROFIBUS DP通讯和以太网通讯介质为光缆。控制器与驱动之间采用驱动专用的Drive-CLiQ接口进行通讯，主控制器与各分站和子系统控制器之间采用PROFIBUS DP网络通讯；人机界面HMI系统与控制器之间通过以太网进行通讯。将各个子系统连到同一个控制系统中，使各种海况下补给设备能够通过高架缆索实现自动对接，节约大量人力。
[0151]为了避免采用单一网络通讯时，因一个站通讯故障而导致系统的网络瘫痪问