一种恒定张力牵引和储缆绞车控制系统技术方案

本发明专利技术涉及水下绞车技术领域，公开了一种恒定张力牵引和储缆绞车控制系统，包括机架、设置在机架内的牵引绞车、储缆绞车、电缆和控制装置、设置在牵引绞车上的牵引伺服电机、牵引编码器和牵引刹车、以及设置在储缆绞车上的储缆伺服电机和储缆编码器，牵引绞车与储缆绞车之间穿过电缆；放缆作业时，控制牵引绞车以速度模式主动放缆，控制储缆绞车以力矩模式被动放缆，并跟随牵引绞车的速度；收揽作业时，控制储缆绞车以力矩模式主动收缆，控制牵引绞车以速度模式收缆；放缆和收揽作业时，保持所述电缆的张力不突变。本发明专利技术能够控制牵引与储缆绞车之间电缆保持恒张力，控制牵引和储缆绞车协同工作，在启停时电缆张力不突变，停机后电缆张力不松弛。缆张力不松弛。缆张力不松弛。

【技术实现步骤摘要】
一种恒定张力牵引和储缆绞车控制系统


[0001]本专利技术涉及水下绞车控制
，更具体的说，特别涉及一种恒定张力牵引和储缆绞车控制系统。

技术介绍

[0002]水下绞车是工作于水中，用于水下设备的布放回收的特种设备，对于绞车的体积、重量、水密性、可靠性都有很高要求。目前单绞车采用单个卷筒进行牵引储缆，因其容易造成排缆混乱，且所需传感器较多不利于水密等要求，双绞车收放系统是将牵引绞车和储缆绞车相分离的绞车结构，但是这种绞车体积大，不利于水下作业。
[0003]牵引和储缆组合一体式绞车是牵引绞车负责将拖缆与设备从水下回收至作业船甲板，储缆绞车负责将牵引绞车回收的拖缆缠绕在绞盘上。该系统的关键技术在于，牵引与储缆绞车之间的速度同步和张力控制，现有技术的缺陷表现为：若两者之间的速度不同步，可能导致拖缆排缆不整齐、损伤甚至破断，若张力控制不合适将不能起到保护拖缆的目的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种恒定张力牵引和储缆绞车控制系统，能够控制牵引绞车与储缆绞车之间电缆张力恒定，并能够使储缆绞车和牵引绞车协同工作，收缆与放缆时能够控制在启、停时电缆张力不突变，停机后张力不松弛。
[0005]为了解决以上提出的问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]本专利技术提供一种恒定张力牵引和储缆绞车控制系统，包括机架、设置在机架内的牵引绞车、储缆绞车、电缆和控制装置、设置在牵引绞车上的牵引伺服电机和牵引编码器、以及设置在储缆绞车上的储缆伺服电机和储缆编码器，所述牵引绞车与储缆绞车之间穿过电缆；
[0007]所述控制装置分别接收所述牵引编码器采集的牵引绞车工况、及储缆编码器采集的储缆绞车工况，并根据所述工况，将接收的上位机控制指令分别输出给牵引伺服电机和储缆伺服电机；
[0008]放缆作业时，所述牵引伺服电机控制牵引绞车以速度模式主动放缆，所述储缆伺服电机控制储缆绞车以力矩模式被动放缆，并跟随牵引绞车的速度；收揽作业时，所述储缆伺服电机控制储缆绞车以力矩模式主动收缆，所述牵引伺服电机控制牵引绞车以速度模式收缆；放缆和收揽作业时，所述电缆的张力不突变。
[0009]进一步的，所述控制装置包括CPU模块、牵引驱动模块和储缆驱动模块，所述CPU模块接收上位机的控制指令，分别输出给牵引驱动模块和储缆驱动模块，并接收牵引驱动模块采集的牵引绞车工况、及储缆驱动模块采集的储缆绞车工况；
[0010]所述牵引驱动模块根据所述控制指令，接收牵引编码器得到的牵引伺服电机的速度检测信号，并对牵引伺服电机进行速度控制；
[0011]所述储缆驱动模块根据所述控制指令，接收储缆编码器采集得到的储缆伺服电机
的速度检测信号，并对储缆伺服电机进行力矩控制。
[0012]进一步的，放缆作业时，所述储缆伺服电机产生恒定的力矩，控制储缆绞车以力矩模式工作；所述储缆伺服电机的放缆力设为T1，储缆绞车的制动力设为T2，所述牵引绞车放缆时带动储缆绞车放缆，则所述电缆的张力为： T2
‑
T1。
[0013]进一步的，收缆作业时，所述牵引伺服电机控制牵引绞车以设定速度收缆，所述储缆伺服电机控制储缆绞车以力矩模式收缆；所述储缆伺服电机的收缆力为T3，储缆绞车的制动力为T4，储缆绞车主动收缆，则所述电缆的张力为：T3
‑
T4。
[0014]进一步的，收缆作业所述牵引绞车加速时，储缆绞车的收缆力减少，储缆伺服电机加速，并将所述收缆力维持在T3；所述牵引绞车减速时，储缆绞车的收缆力增加，储缆伺服电机减速，并将所述收缆力维持在T3。
[0015]进一步的，所述控制系统还包括牵引刹车，用于在放缆、收缆作业的启动和停止时，接收所述牵引驱动模块得到的牵引绞车工况，对牵引刹车进行制动保护。
[0016]进一步的，收缆作业所述牵引绞车加速时，储缆绞车的收缆力减少，储缆伺服电机加速至收缆力T3；所述牵引绞车减速时，储缆绞车的收缆力增加，储缆伺服电机减速至收缆力T3。
[0017]进一步的，放缆启动时，先打开牵引刹车启动牵引绞车，后延时启动储缆绞车；放缆停止时，先停储缆绞车，再停牵引伺服电机、关闭牵引刹车。
[0018]进一步的，收缆启动时，先启动储缆绞车，后延时打开牵引刹车启动牵引绞车；收缆停止时，先停牵引绞车、关闭牵引刹车，再延时停储缆绞车。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0020]本专利技术的牵引绞车与储缆绞车之间的电缆恒张力控制，采用电流环力矩模式来实现，使得储缆绞车和牵引绞车可以协同工作，确保电缆的正常收放与排缆，在收缆和放缆时并保证启停止时，储缆绞车和牵引绞车之间电缆张力无突变，停机后电缆张力不松弛，本专利技术将牵引绞车与储缆绞车两者都设置在机架内，在恒张力控制中无加装传感器，减少了绞车的尺寸和重量，降低了水密的难度，整体结构简单、控制方便也可靠。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术中的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
[0022]图1为本专利技术恒定张力牵引和储缆绞车控制系统的安装示意图。
[0023]图2为本专利技术恒定张力牵引和储缆绞车控制系统的原理图。
[0024]附图标记说明如下：1
‑
牵引绞车、2
‑
储缆绞车、3
‑
电缆、4
‑
牵引伺服电机、5
‑
牵引编码器、6
‑
牵引刹车、7
‑
储缆伺服电机、8
‑
储缆编码器、9
‑
控制装置、10
‑
机架、11
‑
牵引驱动模块、12
‑
储缆驱动模块、20
‑
CPU模块。
具体实施方式
[0025]除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本专利技术
的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目
的，不是旨在于限制本专利技术，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。
[0026]本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本专利技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种恒定张力牵引和储缆绞车控制系统，其特征在于：包括机架、设置在机架内的牵引绞车、储缆绞车、电缆和控制装置、设置在牵引绞车上的牵引伺服电机和牵引编码器、以及设置在储缆绞车上的储缆伺服电机和储缆编码器，所述牵引绞车与储缆绞车之间穿过电缆；所述控制装置分别接收所述牵引编码器采集的牵引绞车工况、及储缆编码器采集的储缆绞车工况，并根据所述工况，将接收的上位机控制指令分别输出给牵引伺服电机和储缆伺服电机；放缆作业时，所述牵引伺服电机控制牵引绞车以速度模式主动放缆，所述储缆伺服电机控制储缆绞车以力矩模式被动放缆，并跟随牵引绞车的速度；收揽作业时，所述储缆伺服电机控制储缆绞车以力矩模式主动收缆，所述牵引伺服电机控制牵引绞车以速度模式收缆；放缆和收揽作业时，所述电缆的张力不突变。2.根据权利要求1所述的恒定张力牵引和储缆绞车控制系统，其特征在于：所述控制装置包括CPU模块、牵引驱动模块和储缆驱动模块，所述CPU模块接收上位机的控制指令，分别输出给牵引驱动模块和储缆驱动模块，并接收牵引驱动模块采集的牵引绞车工况、及储缆驱动模块采集的储缆绞车工况；所述牵引驱动模块根据所述控制指令，接收牵引编码器得到的牵引伺服电机的速度检测信号，并对牵引伺服电机进行速度控制；所述储缆驱动模块根据所述控制指令，接收储缆编码器采集得到的储缆伺服电机的速度检测信号，并对储缆伺服电机进行力矩控制。3.根据权利要求1所述的恒定张力牵引和储缆绞车控制系统，其特征在于：放缆作业时，所述储缆伺服电机产生恒定的力矩，控制储缆绞车以力矩模式...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫鹏，唐宗勇，田振华，刘金勇，杜友，
申请(专利权)人：宜昌测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：