海洋工程领域多油缸同步牵引控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种海洋工程领域多油缸同步牵引控制系统及控制方法，该同步牵引控制系统包括：实现牵引目的的M个千斤顶，每个千斤顶具有一个独立的油缸；用于监测上述M个千斤顶牵引位移量的M个位移传感器；用于接收上述M个位移传感器输出信号的可编程控制器模块；可编程控制器将接收到的M个位移信号首先进行算术平均数运算，进而得出位移均值；然后计算出每个位移信号与位移均值的差值；最后根据每个差值的大小对相应的千斤顶进行调节；M个位移传感器的信号输出端子与可编程控制器的I/O端子电连接；所述可编程控制器的模拟量输出端子与每个千斤顶的油压系统连接；该油压系统控制牵引油缸伺服阀的开度实现对千斤顶牵引速率的控制。

【技术实现步骤摘要】
海洋工程领域多油缸同步牵引控制系统及控制方法
本专利技术涉及海洋工程牵引设备，特别是涉及牵引过程中速度精度高、被牵引结构物为超大型结构物、牵引过程要求同步的场合。
技术介绍
随着海洋石油勘探开发事业的发展，开发海域逐步由浅海向深海延伸，导管架、平台组块等建造规模也朝着高、大、重的方向发展，特别是大型平台的模块重量往往在万吨以上。传统的牵引设备只能靠人为控制牵引过程中的同步，同步效果差，对牵引速度的控制精度达不到大型结构物牵引的需求，因此设计开发牵引设备油缸的同步控制系统显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种海洋工程领域多油缸同步牵引控制系统及控制方法。该多油缸同步牵引控制系统及控制方法通过可编程控制器读入各牵引油缸位移传感器的实际值，然后通过数据处理后，将处理结果通过模拟量输出模块分别输出给各个牵引油缸伺服阀，完成在结构物牵引过程中各牵引油缸的位移控制，通过时时运算并调节牵引油缸上腔伺服阀阀芯开度保证了各个油缸的同步性。一种海洋工程领域多油缸同步牵引控制系统，至少包括：实现牵引目的的M个千斤顶，每个千斤顶具有一个独立的油缸；其中：M为大于2的自然数；用于监测上述M个千斤顶牵引位移量的M个位移传感器；用于接收上述M个位移传感器输出信号的可编程控制器模块；所述可编程控制器将接收到的M个位移信号首先进行算术平均数运算，进而得出位移均值；然后计算出每个位移信号与位移均值的差值；最后根据每个差值的大小对相应的千斤顶进行调节；其中：所述M个位移传感器的信号输出端子与可编程控制器模块的I/O端子电连接；所述可编程控制器的模拟量输出端子与每个千斤顶的油压系统连接；该油压系统控制控制牵引油缸伺服阀的开度实现对千斤顶牵引速率的控制。进一步：所述M＝8。更进一步：在可编程控制器内提前预设有每个牵引油缸伺服阀开度的上限阈值和下限阈值。更进一步：所述每个油压系统至少包括：用于控制牵引油缸伺服阀开度的电子比例变量泵和用于调节牵引油缸伺服阀开度的高频响比例方向阀。一种海洋工程领域多油缸同步牵引控制系统的控制方法，包括如下步骤：步骤101、M个位移传感器将M个千斤顶的牵引位移量发送至可编程控制器；步骤102、可编程控制器首先计算上述M个位移信号的算术平均数，进而得出位移均值；然后计算出每个位移信号与位移均值的差值；步骤103、可编程控制器根据每个差值的大小对相应的千斤顶进行调节；具体为：当某个千斤顶的位移信号大于算术平均数时，此时该千斤顶的牵引量过大，则减小该千斤顶的牵引速度；当某个千斤顶的位移信号等于算术平均数时，此时该千斤顶的牵引量正常，则保持该千斤顶的牵引速度；当某个千斤顶的位移信号小于算术平均数时，此时该千斤顶的牵引量过小，则增加该千斤顶的牵引速度。一种海洋工程领域多油缸同步牵引控制系统的控制方法，包括如下步骤：步骤201、根据每个千斤顶所承载的牵引位移量计算每个千斤顶所需要的油压，然后通过可编程控制器向每个油压系统发送控制指令；所述控制指令为电子比例变量泵的输出功率；步骤202、每个电子比例变量泵根据相应的控制指令向对应的千斤顶提供输油功率，八个位移传感器实时将八个千斤顶的牵引位移量发送至可编程控制器；步骤203、可编程控制器首先计算上述八个位移信号的算术平均数，进而得出位移均值；然后计算出每个位移信号与位移均值的差值；步骤204、可编程控制器根据每个差值的大小对相应的千斤顶进行调节；具体为：当某个千斤顶的位移信号大于算术平均数时，此时该千斤顶的牵引量过大，则通过控制高频响比例方向阀减小该千斤顶的牵引速度；当某个千斤顶的位移信号等于算术平均数时，此时该千斤顶的牵引量正常，则保持该千斤顶的牵引速度；当某个千斤顶的位移信号小于算术平均数时，此时该千斤顶的牵引量过小，则通过控制高频响比例方向阀增加该千斤顶的牵引速度。一种海洋工程领域多油缸同步牵引控制系统的控制方法，包括如下步骤：步骤301、根据每个千斤顶所承载的牵引位移量计算每个千斤顶所需要的油压，然后通过可编程控制器向每个油压系统发送控制指令；所述控制指令为电子比例变量泵的输出功率；步骤302、每个电子比例变量泵根据相应的控制指令向对应的千斤顶提供输油功率，八个位移传感器实时将八个千斤顶的牵引位移量发送至可编程控制器；步骤303、可编程控制器首先计算上述八个位移信号的算术平均数，进而得出位移均值；然后计算出每个位移信号与位移均值的差值；步骤304、可编程控制器根据每个差值的大小对相应的千斤顶进行调节；具体为：当某个千斤顶的位移信号大于算术平均数时，此时该千斤顶的牵引量过大，则通过控制高频响比例方向阀减小该千斤顶的牵引速度；当某个千斤顶的位移信号等于算术平均数时，此时该千斤顶的牵引量正常，则保持该千斤顶的牵引速度；当某个千斤顶的位移信号小于算术平均数时，此时该千斤顶的牵引量过小，则通过控制高频响比例方向阀增加该千斤顶的牵引速度，此过程为自动闭环调节。本专利技术具有的优点和积极效果是：本专利技术具有同步精度高，速度、位移及压力均时时可控等优点。传统的牵引设备只能靠人为控制牵引的同步性，牵引同步精度比较低，本专利技术解决了海工装备、导管架、平台组块等结构物同步牵引问题；另外，相比传统的牵引设备，8组900吨高精度牵引油缸解决了海工超大型结构物的牵引装船问题。附图说明：图1是本专利技术优选实施例的流程图；图2是本专利技术优选实施例的部分流程图；主要体现速度闭环控制的过程。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：一种海洋工程领域多油缸同步牵引控制系统，包括：实现牵引目的的M个千斤顶，每个千斤顶具有一个独立的油缸；其中：M为大于2的自然数；千斤顶通过固定盘与结构物连接，并随结构物一起运动，油缸为中空油缸，钢绞线从油缸中间穿过，并通过夹持系统加紧，钢绞线通过固定系统与驳船连接，通过油缸的运动，使结构物向前滑移运动。用于监测上述M个千斤顶牵引位移量的M个位移传感器；位移传感器可以是数字量位移传感器，也可以是模拟量位移传感器；用于接收上述M个位移传感器输出信号的可编程控制器；可编程控制器的种类和型号比较多，为了接线方便，本优选实施例选用的是带有SSI模块的西门子系列可编程控制器；利用SSI模块读入各牵引油缸位移传感器的实际值，所述可编程控制器将接收到的M个位移信号首先进行算术平均数运算，进而得出位移均值；然后计算出每个位移信号与位移均值的差值；最后根据每个差值的大小对相应的千斤顶进行调节；其中：所述M个位移传感器的信号输出端子与可编程控制器的I/O端子电连接；所述可编程控制器的模拟量输出端子与每个千斤顶的油压系统连接；该油压系统控制控制牵引油缸伺服阀的开度实现对千斤顶牵引速率的控制。在本优选实施例中：所述M＝8。即总共有八个千斤顶、八个位移传感器；更进一步：在可编程控制器内提前预设有每个牵引油缸伺服阀开度的上限阈值和下限阈值。更进一步：所述每个油压系统至少包括：用于控制牵引油缸伺服阀开度的电子比例变量泵、和用于调节牵引油缸伺服阀开度的高频响比例方向阀。更进一步：还包括用于监测每个千斤顶当前牵引位移的位移传感器；所述位移传感器的信号输出端子与可编程控制器的I/O端子电连接。本优选实施例的工作原理为：千斤顶通过固定盘与结构物连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海洋工程领域多油缸同步牵引控制系统，其特征在于：至少包括：实现牵引目的的M个千斤顶，每个千斤顶具有一个独立的油缸；其中：M为大于2的自然数；用于监测上述M个千斤顶牵引位移量的M个位移传感器；用于接收上述M个位移传感器输出信号的可编程控制器模块；所述可编程控制器将接收到的M个位移信号首先进行算术平均数运算，进而得出位移均值；然后计算出每个位移信号与位移均值的差值；最后根据每个差值的大小对相应的千斤顶进行调节；其中：所述M个位移传感器的信号输出端子与可编程控制器模块的I/O端子电连接；所述可编程控制器的模拟量输出端子与每个千斤顶的油压系统连接；该油压系统控制牵引油缸伺服阀的开度实现对千斤顶牵引速率的控制。

【技术特征摘要】
1.一种海洋工程领域多油缸同步牵引控制系统的控制方法，其特征在于：所述海洋工程领域多油缸同步牵引控制系统包括：实现牵引目的的M个千斤顶，每个千斤顶具有一个独立的油缸；其中：M为大于2的自然数；用于监测上述M个千斤顶牵引位移量的M个位移传感器；用于接收上述M个位移传感器输出信号的可编程控制器；所述可编程控制器将接收到的M个位移信号首先进行算术平均数运算，进而得出位移均值；然后计算出每个位移信号与位移均值的差值；最后根据每个差值的大小对相应的千斤顶进行调节；其中：所述M个位移传感器的信号输出端子与可编程控制器的I/O端子电连接；所述可编程控制器的模拟量输出端子与每个千斤顶的油压系统连接；该油压系统控制牵引油缸伺服阀的开度实现对千斤顶牵引速率的控制；所述M＝8；在可编程控制器内提前预设有每个牵引油缸伺服阀开度的上限阈值和下限阈值；所述每个油压系统至少包括：用于控制牵引油缸伺服阀开度的电子比例变量泵和用于调节牵引油缸伺服阀开度的高频响比例方向阀；所述控制方法包括如下步骤：步骤201、根据每个千斤顶所承载的牵引位移量计算每个千斤顶所需要的液压油流量，然后通过可编程控制器向每个油压系统发送控制指令；所述控制指令为电子比例变量泵的输出功率；步骤202、每个电子比例变量泵根据相应的控制指令向对应的千斤顶提供输油功率，八个位移传感器实时将八个千斤顶的牵引位移量发送至可编程控制器；步骤203、可编程控制器首先计算上述八个位移信号的算术平均数，进而得出位移均值；然后计算出每个位移信号与位移均值的差值；步骤204、可编程控制器根据每个差值的大小对相应的千斤顶进行调节；具体为：当某个千斤顶的位移信号大于算术平均数时，此时该千斤顶的牵引量过大，则通过控制高频响比例方向阀减小该千斤顶的牵引速度；当某个千斤顶的位移信号等于算术平均数时，此时该千斤顶的牵引量正常，则保持该千斤顶的牵引速度；当某个千斤顶的位移信号小于算术平均数时，此时该千斤顶的牵引量过小，则通过控制高频响比例方向阀增加该千斤顶的牵引速度，此过程为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟朝，李鹏飞，牛金龙，
申请(专利权)人：天津市天锻压力机有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12