专利名称：一种船用拖缆机绞车缆绳张力和长度检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种船用拖缆机绞车缆绳张力和长度检测系统，特别适用于对海洋钻井平台船用拖缆机锚泊线的张力检测、收放线的长度测量以及速度测量，属于物理量测量技术领域。
背景技术：
半潜式平台是一种技术相对成熟，投资较低的浮式结构，它具有适应水深范围宽(200 3000m)，稳定性好，移运灵活等优点。因此，半潜式平台在深海钻井平台中有较多应用。为满足海上作业的要求，半潜式平台采用散开的锚泊系统定位，以抵御海洋环境的影响。锚泊系统由若干对称分布的锚泊线组成，这些锚泊线一端系在平台的不同位置，另一端锚固在海底，在散布的锚泊系统中，对锚泊线的两个基本要求是1)抛出的锚泊线长度有一定要求，即抛出的长度应足以保证船舶在受外力作用而漂移时锚泊线下端总能相切于水 底，使锚的抓力得以充分发挥，防止走锚。2)锚泊线上施加了预张力，若干根有预张力的锚泊线布置在平台的周围，使平台保持在要求的位置。船用拖缆机是锚泊系统的主要组成部分，是半潜式平台上最重要的设备之一，其主要用途是为没有自航能力的海洋平台提供拖带和起抛锚作业，是支持半潜式平台抵抗风、流、和环境的重要手段。长期系泊于海面上的平台，要在各种恶劣的海洋环境中进行作业和生产，锚泊线所受的力常常大于100吨，有的甚至高达500吨以上。因此，正确测量其在海洋环境载荷作用下锚泊缆绳张力、抛出的锚泊缆绳长度就显得十分重要。
发明内容本实用新型的目的是针对上述背景，提供一种船用拖缆机绞车缆绳张力和长度检测系统。本实用新型系统使用荷重传感器实现载荷测量，多圈绝对值编码器实现行程测量，PLC电气模块将采集到的荷重传感器信号和编码器信号进行处理计算，得到放出缆绳的长度、速度和张力，并显示在触摸屏上，触摸屏显示模块还可以实现相关参数的整定以及缆绳长度和张力的超限报警。本实用新型的技术方案是一种船用拖缆机绞车缆绳张力和长度检测系统，它包括若干个荷重传感器，该荷重传感器上连接有变送器；一个编码器，用于实时采集和输出缆绳长度和速度数据信号，该编码器为多圈绝对值编码器；一个包括CPU模块、模拟量输入接口模块、SSI信号转换模块、模拟量输出接口模块、无源开关量输出接口模块的PLC电气模块，用于将过定位空间力学系统进行简化；一个触摸屏显示模块，该触摸屏显示模块与CPU模块相连接，用于实时显示缆绳张力及放出缆绳长度和速度，并对张力和长度进行参数整定，当长度和张力值超限，无源开关量输出接口模块就向现场提供报警信号；[0011]所述的荷重传感器与模拟量输入接口模块连接，将采集的荷重数据模拟量信号传送给模拟量输入接口模块；所述的编码器与绞车缆绳相连，记录绞车缆绳的当前绝对位置和速度，然后将位置和速度的数据信号传送给PLC电气模块。在上述技术方案基础上更进一步的方案是所述的船用拖缆机绞车缆绳张力和长度检测系统，其CPU模块分别与模拟量输入接口模块、SSI信号转换模块、模拟量输出接口模块和无源开关量输出接口模块以及触摸屏显示模块连接，用于处理数据信息以及发送命令；模拟量输入接口模块用于接收荷重传感器的信号，SSI信号转换模块用于接收编码器的信号，模拟量输出接口模块用于向现场提供计算出的缆绳长度、速度和张力的模拟量信号，无源开关量输出接口模块用于向现场提供张力和长度超限报警信号。本实用新型的技术效果显著I、能及时准确得到放或收缆绳的长度、速度和张力，确保海面上的作业平台安全稳定;2、触摸屏能直观检测情况并且触摸屏显示模块还能实现参数的整定以及缆绳长度和张力的超限报警；3、能有效地保护船用拖缆机绞车和缆绳的安全运行。
图I为本实用新型船用拖缆机绞车缆绳张力和长度检测系统结构框图。
具体实施方式
结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明如下如图I所示，一种船用拖缆机绞车缆绳张力和长度检测系统，包括若干个荷重传感器I，该荷重传感器I上连接有变送器I. I ;一个编码器2，用于实时采集和输出缆绳长度和速度数据信号，该编码器2为多圈绝对值编码器；一个包括CPU模块3、模拟量输入接口模块4、SSI信号转换模块5、模拟量输出接口模块6、无源开关量输出接口模块7的PLC电气模块8，用于将过定位空间力学系统进行简化；一个触摸屏显示模块9，该触摸屏显示模块9与CPU模块3相连接，用于实时显示缆绳张力及放出缆绳长度和速度，并对张力和长度进行参数整定，当长度和张力值超限，无源开关量输出接口模块7就向现场提供报警信号；所述的荷重传感器I与模拟量输入接口模块4连接，将采集的荷重数据模拟量信号传送给模拟量输入接口模块4 ;所述的编码器2与绞车缆绳相连，记录绞车缆绳的当前绝对位置和速度，然后将位置和速度的数据信号传送给PLC电气模块8。所述的CPU模块3分别与模拟量输入接口模块4、SSI信号转换模块5、模拟量输出接口模块6和无源开关量输出接口模块7以及触摸屏显示模块9连接，用于处理数据信息以及发送命令；模拟量输入接口模块4用于接收荷重传感器I的信号，SSI信号转换模块5用于接收编码器2的信号，模拟量输出接口模块6用于向现场提供计算出的缆绳长度、速度和张力的模拟量信号，无源开关量输出接口模块7用于向现场提供张力和长度超限报警信号。结合本实用新型的技术方案与原理对本实用新型的效果进一步说明如下首先，荷重传感器将测量得到的支撑力通过变送器传送给模拟输入接口模块，多圈绝对值编码器将卷筒位置信息记录下来并传送给SSI信号转换模块，然后，CPU模块中的PLC软件负责荷重传感器模拟量的采集，计算绞车缆绳张力；负责绝对值编码器信号采集，计算绞车缆绳放出长度和缆绳的速度；提供缆绳张力、长度及速度量输出到触摸屏，同时向集控室提供缆绳张力、长度及速度共3路模拟量输出；当缆绳张力、长度超限时，现场声光报警，同时向集控室提供缆绳张力、长度超限报警输出。最后，触摸屏软件负责实时显示缆绳张力，放出缆绳长度和速度，具备参数整定功能，由操作者进行显示数据的零位、最大量程、报警值的整定，整定功能需要输入密码。PLC软件和触摸屏软件之间采用RS232/RS485协议，借助MPI接口电缆完成通讯。本实用新型权利要求保护范围不限于上述实施例。
权利要求1.一种船用拖缆机绞车缆绳张力和长度检测系统，其特征在于，包括 若干个荷重传感器(I )，该荷重传感器(I)上连接有变送器(1.1); 一个编码器(2)，用于实时采集和输出缆绳长度和速度数据信号，该编码器(2)为多圈绝对值编码器； 一个包括CPU模块(3)、模拟量输入接口模块(4)、SSI信号转换模块(5)、模拟量输出接口模块(6)、无源开关量输出接口模块(7)的PLC电气模块(8)，用于将过定位空间力学系统进行简化； 一个触摸屏显示模块(9)，该触摸屏显示模块(9)与CPU模块(3)相连接，用于实时显示缆绳张力及放出缆绳长度和速度，并对张力和长度进行参数整定，当长度和张力值超限，无源开关量输出接口模块(7)就向现场提供报警信号； 所述的荷重传感器(I)与模拟量输入接口模块(4)连接，将采集的荷重数据模拟量信号传送给模拟量输入接口模块(4);所述的编码器(2)与绞车缆绳相连，记录绞车缆绳的当前绝对位置和速度，然后将位置和速度的数据信号传送给PLC电气模块(8)。
2.根据权利要求I所述的船用拖缆机绞车缆绳张力和长度检测系统，其特征在于，所述的CPU模块(3 )分别与模拟量输入接口模块(4 )、SSI信号转换模块(5 )、模拟量输出接口模块(6)和无源开关量输出接口模块(7)以及触摸屏显示模块(9)连接，用于处理数据信息以及发送命令；模拟量输入接口模块(4)用于接收荷重传感器(I)的信号，SSI信号转换模块(5 )用于接收编码器(2 )的信号，模拟量输出接口模块(6 )用于向现场提供计算出的缆绳长度、速度和张力的模拟量信号，无源开关量输出接口模块(7)用于向现场提供张力和长度超限报警信号。
专利摘要本实用新型涉及船用拖缆机绞车缆绳张力和长度检测系统及检测方法，特别适用于对海洋钻井平台船用拖缆机锚泊线的张力检测、收放线的长度测量以及速度测量。本实用新型检测系统包括荷重传感器，编码器，PLC电气模块，触摸屏显示模块，所述的荷重传感器与模拟量输入接口模块连接，将采集的荷重数据模拟量信号传送给模拟量输入接口模块。本实用新型优点是能及时准确得到放或收缆绳的长度、速度和张力数据信息，确保海面上的作业平台安全稳定；触摸屏能显示检测情况并且触摸屏显示模块还能实现参数的整定以及缆绳长度和张力的超限报警；能有效地保护船用拖缆机绞车和缆绳的安全运行。
文档编号G01B21/06GK202533209SQ20122018822
公开日2012年11月14日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者刘娟, 张建民, 胡慧涛, 陈冲, 陈凯, 韩韬, 高有涛 申请人:武汉华中天经光电系统有限公司