[實用新型]一種新型純電動主動式波浪補償控制系統

有效

• 申請號: 201420211518.5
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN203922561U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 周曉春;朱敦慶
• 申請（專利權）人: 上海杰臻電氣技術有限公司
• 主分類號: B66D1/50
• 分類號: B66D1/50;B66D1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種用于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

船舶在海上航行或者作業時，由于受到風浪的影響，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沖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后，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、操作和維護相對復雜。主動式補償控制系統根據相對運動參數來調節控制參數，操作系統體積小，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。

目前國際上主動式波浪補償控制系統主要采用液壓控制，但該控制系統結構復雜，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

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卷筒、滑輪組、控制裝置、驅動裝置、張力傳感器、姿態傳感器MRU。

其中起升絞車卷筒用于升、降探測設備或者重物，采用剛性連接的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，其中主變頻器采用速度控制模式，從變頻器采用力矩控制模式。

滑輪組用于纏繞起升鋼絲繩，作為力和運動的直接反映體。

控制裝置是整個系統的中樞控制單元，用于采集張力傳感器、姿態傳感器MRU檢測信號及驅動裝置的反饋信號，經處理后發出控制指令，傳遞至驅動裝置。該控制裝置采用主從站分布式結構，由PLC主站和從站組成，采用Profibus-DP工業現場總線進行通訊。

驅動裝置用于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，該驅動裝置采用AFE整流方式的變頻器。驅動裝置與控制裝置采用Profibus-DP工業現場總線進行通訊。

所述控制系統采用PID算法進行閉環控制，主動補償。

張力傳感器用于實時檢測鋼絲繩的動態張力。

姿態傳感器MRU用于實時采集船舶升、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于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采集，但不進行控制。

該系統還包括CMS系統，用于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，并實時進行診斷，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。

整個波浪補償系統采用PID算法進行閉環控制，主動進行補償。

本實用新型的有益效果：采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。

附圖說明

圖1是一種新型純電動主動波浪補償控制系統的單線圖(案例采用ABB獨立的變頻器驅動，可延伸到SIEMENS等)。

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。

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。

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

下面結合附圖對本實用新型做出進一步說明。

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，驅動裝置為采用單傳動變頻器，分三步方案進行控制：

第一步：先進行GROUP1單個卷筒(3臺電機控制)進行純電動的主動升沉控制，適用于淺海；

第二步：進行GROUP1和GROUP2二只卷筒(6臺電機控制)進行純電動的主動升沉控制，適用于淺海；

第三步：進行GROUP1單個卷筒和儲纜卷筒及排繩裝置進行純電動的主動升沉控制，適用于深海；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，采用主從控

制模式，控制裝置與驅動裝置采用Profibus-DP工業現場總線通訊網絡技術，實現對各個機構的控制；同時通過以太網通訊方式與CMS系統進行實時通訊；

結合圖3、圖4通過軟件完成對各個機構控制。