，所述制动器42包括导柱43、固定板44、导柱连接板27、刹车片托架28、刹车片24、液压缸25，固定板44通过第一螺栓固定在卷筒支撑底架10上，固定板44两侧各设有一个导柱43，两导柱43下端通过第二螺栓26固定在固定板44上，两导柱43的顶端通过导柱连接板27固定，所述刹车片托架28两端分别套装在两根导柱43上，液压缸25和刹车片24均固定在刹车片托架28上。
[0039]所述主动升沉补偿系统包括控制器45、加速度传感器48、张力传感器50、深度传感器53、所述加速度传感器48安装在母船54上，采集母船54的加速度信号并送入控制器45，张力传感器50安装在缆绳51上，采集缆绳51张力信号并送入控制器45，深度传感器53安装在水下作业装备52上，采集缆绳51释放长度信号兵送入控制器45，控制器45与主传动系统、自动排缆系统、刹车系统7相连。如图8、图9所示，主动升沉补偿系统工作原理为:通过在母船54上安装加速度传感器48 (船舶姿态仪)测量母船54升沉运动加速度，将加速度作为前馈控制器的输入；然后对加速度信号进行积分获得母船54升沉运动位移，并和缆索设定长度、缆索实际长度一起经过反馈控制器PIDl (缆索长度控制器)运算；PID1的输出结果作为拖缆张力控制器PID2的设定值输入端，即拖缆设定张力，缆绳51实际张力通过张力传感器50检测进入PID2输入端；经过运算，其输出送给变频器频率设定端子，再控制变频器的启停、输出频率和输出电源的相序，变频器驱动拖缆绞车完成拖缆指定长度的收放。
[0040]如图10、图11所示为本实用新型中多台变频器多电机协调控制原理图，主变频器跟踪速度指令实现速度闭环控制，同时给从变频器提供转矩指令信号，而从变频器根据主变频器提供的转矩信号构建转矩控制闭环，使其输出转矩与主变频器的输出转矩保持一致，从而实现两变频器之间输出功率的均衡控制。采用矢量控制方式，通过建立异步电机的数学模型并基于坐标变换，按照转子磁场定向原则，将异步电机定子电流矢量分解为励磁电流分量和转矩电流分量，并对这两个分量进行解耦控制，达到对异步电机进行高性能调速控制的目的。
[0041]如图12所示为本实用新型中海洋绞车DCS监控系统，海洋绞车控制系统拟采用基于工业以太网、现场总线和PLC技术的双机热备冗余控制系统，PLCl和PLC2是两套完全相同的独立系统、利用CPU模块组成热备系统。上位机和PLC1、PLC2之间采用工业以太网进行数据通讯，以太网具有以下优点:开放性好；数据传输率很高；远程技术的应用，容易与信息网络集成；有利于资源共享；支持多种的物理传输介质(同轴电缆、双绞线、光缆、无线)和拓扑结构；成本和费用低廉。PLC1、PLC2与R101、R102采用现场总线通讯，当热备系统中的模块发生故障时，系统自动发生切换，要求切换时间非常短，大约40ms完成切换，并能支持以太网模块IP地址的自动切换。海洋绞车DCS监控系统采用下位机自动控制、上位机自动、手动控制和就地手操相结合的方式，来保证整个系统可靠地运行。下位机自动控制时，通过执行施耐德程序，实施对整套设备的控制和显示等。上位机自动、手动控制时，能实时控制系统现场设备的生产过程。就地手操时，相应的设备从整个系统中解列出来，由操作人员在就地设备上进行操作。以上自动、手动和就地之间都是平滑无扰动的相互切换。
【主权项】
1.一种电驱动主动升沉补偿海洋绞车，其特征在于:包括缆绳收放系统、自动排缆系统、刹车系统和主动升沉补偿系统，所述缆绳收放系统包括卷筒支撑底架、卷筒和主传动系统，主传动系统安装在卷筒的一侧，卷筒的另一侧设有刹车盘，刹车盘上设有刹车系统，自动排缆系统位于卷筒后方，所述主动升沉补偿系统分别与主传动系统、自动排缆系统、刹车系统相连，主传动系统包括多个卷筒驱动电机、多个行星减速器、轮系和转盘轴承，行星减速器安装在减速器固定架上，减速器固定架固定在卷筒支撑底架上，每个卷筒驱动电机均与一个行星减速器相连，行星减速器经轮系与卷筒主轴相连，所述卷筒两端分别固定在两个转盘轴承内圈上，两个转盘轴承外圈固定在轴承座上，轴承座安装在卷筒支撑底架上。
2.如权利要求1所述的电驱动主动升沉补偿海洋绞车，其特征在于:所述轮系包括多个第一齿轮和一个第二齿轮，行星减速器与第一齿轮连接，第二齿轮安装在滚筒主轴上，第一齿轮与第二齿轮相啮合，驱动转盘轴承的带齿轮内圈。
3.如权利要求1所述的电驱动主动升沉补偿海洋绞车，其特征在于:所述自动排缆系统包括排绳驱动电机、蜗轮蜗杆减速器、丝杆、排绳导向杆、导向滑架、缆绳导向轮安装架、缆绳导向轮、排绳机架，排绳驱动电机、蜗轮蜗杆减速器、丝杆、排绳导向杆均安装在排绳机架上，排绳驱动电机经蜗轮蜗杆减速器与丝杆相连，排绳导向杆安装在丝杆旁且与丝杆平行，导向滑架活动套接在排绳导向杆上，导向滑架上固设有丝杆螺母，丝杆螺母与丝杆螺纹连接，缆绳导向轮安装架用第一销轴安装在导向滑架上，所述缆绳导向轮用第二销轴安装在缆绳导向轮安装架上。
4.如权利要求1所述的电驱动主动升沉补偿海洋绞车，其特征在于:所述刹车系统包括液压装置与制动器，所述液压装置包括油缸、电机、恒压泵、第一单向阀、第二单向阀、第一过滤器、第二过滤器、第三过滤器、溢流阀、压力表、蓄能器、电磁换向阀、单向节流阀，油缸、第一过滤器、恒压泵、第一单向阀、第二过滤器、第二单向阀、电磁换向阀通过管路依次连接，所述电机与恒压泵相连，溢流阀的一端连接在第二过滤器与第二单向阀之间的管路上，另一端分别连接电磁换向阀、第三过滤器的一端，第三过滤器的另一端与油缸相连，所述压力表、蓄能器均连接在第二单向阀与电磁换向阀之间的管路上。
5.如权利要求4所述的电驱动主动升沉补偿海洋绞车，其特征在于:所述制动器包括导柱、固定板、导柱连接板、刹车片托架、刹车片、液压缸，固定板通过第一螺栓固定在卷筒支撑底架上，固定板两侧各设有一个导柱，两导柱下端通过第二螺栓固定在固定板上，两导柱的顶端通过导柱连接板固定，所述刹车片托架两端分别套装在两根导柱上，液压缸和刹车片均固定在刹车片托架上。
6.如权利要求1所述的电驱动主动升沉补偿海洋绞车，其特征在于:所述主动升沉补偿系统包括控制器、加速度传感器、张力传感器、深度传感器、所述加速度传感器安装在母船上，采集母船的加速度信号并送入控制器，张力传感器安装在缆绳上，采集缆绳张力信号并送入控制器，深度传感器安装在水下作业装备上，采集缆绳释放长度信号兵送入控制器，控制器与主传动系统、自动排缆系统、刹车系统相连。
【专利摘要】本实用新型公开了一种电驱动主动升沉补偿海洋绞车，包括缆绳收放系统、自动排缆系统、刹车系统和主动升沉补偿系统，所述缆绳收放系统包括卷筒支撑底架、卷筒和主传动系统，主传动系统安装在卷筒的一侧，卷筒的另一侧设有刹车盘，刹车盘上设有刹车系统，自动排缆系统位于卷筒后方，所述主动升沉补偿系统分别与主传动系统、自动排缆系统、刹车系统相连。本海洋绞车采用交流变频电驱动单轴结构型式，相比传统液压驱动绞车，具有操作方便、下降提升速度快、噪声小、体积小、结构紧凑、能量转换效率高的特点，对环境没有污染和危害作用。
【IPC分类】B66D1-50, B66D1-12, B66D1-00, B66D1-22, B66D1-38, B66D5-26
【公开号】CN204400501
【申请号】CN201520036978
【发明人】黄良沛, 刘勇华, 刘德顺, 刘厚才, 张小平, 赵延明
【申请人】湖南科技大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年1月20日