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    重庆时时彩开奖结果0: 一种四履带张紧器的夹紧控制系统及其控制方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201610033952.2

    申请日:

    2016.01.19

    公开号:

    CN105605312A

    公开日:

    2016.05.25

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F16L 1/16申请日:20160119|||公开
    IPC分类号: F16L1/16; F16L1/23; G05B19/05 主分类号: F16L1/16
    申请人: 天津工程机械研究院; 天津市精研工程机械传动有限公司
    发明人: 万箭波; 周军峰; 周然; 王福山
    地址: 300409 天津市北辰区科技园区华实道91号
    优先权:
    专利代理机构: 天津市鼎和专利商标代理有限公司 12101 代理人: 郑乘澄
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610033952.2

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.02.09|||2016.06.22|||2016.05.25

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种四履带张紧器的夹紧控制系统。包括控制器???、信号测量与控制??楹鸵貉箍刂颇??;液压控制??橛上嗷ザ懒⒌纳下拇貉箍刂颇??、下履带液压控制???、左履带液压控制??橐约坝衣拇貉箍刂颇?楣钩?,每个独立的液压控制??榫ǖ绱趴刂品ё?、压力传感器以及内置位移传感器的液压缸;信号测量与控制??榘ㄐ藕挪饬磕?橐约靶藕趴刂颇??,各独立液压控制??榈难沽Υ衅骱臀灰拼衅骶胄藕挪饬磕?榈缌?、各独立液压控制??榈牡绱趴刂品ё榫胄藕趴刂颇?榈缌?;控制器??榘≒LC控制器,信号测量??橛胄藕趴刂颇?榫隤LC控制器电连接。本发明还涉及上述张紧器的夹紧控制系统的控制方法。

    权利要求书

    1.一种四履带张紧器的夹紧控制系统,其特征是:包括控制器???9)、信号测量
    与控制???10)和液压控制???11);液压控制???11)由相互独立的上履带液
    压控制???、下履带液压控制???、左履带液压控制??橐约坝衣拇貉箍刂颇?楣钩?,
    每个独立的液压控制??榫ǖ绱趴刂品ё?、压力传感器以及内置位移传感器的液压
    缸;信号测量与控制???10)包括信号测量??橐约靶藕趴刂颇??,各独立液压控制
    ??榈难沽Υ衅骱臀灰拼衅骶胄藕挪饬磕?榈缌?、各独立液压控制??榈牡绱?br />控制阀组均与信号控制??榈缌?;控制器???9)包括PLC控制器,信号测量???br />与信号控制??榫隤LC控制器电连接。
    2.如权利要求1所述的四履带张紧器的夹紧控制系统,其特征是:控制器???9)
    还包括人机交互装置,该人机交互装置与PLC控制器电连接。
    3.如权利要求1或2所述的四履带张紧器的夹紧控制系统的控制方法,其特征是:
    包括以下步骤,
    (1)输入设定铺设管线的直径值H和张紧器所需要的夹紧压力值P0,管线的直径
    值的输入值H与PLC控制器内置程序中预先设定的履带框架的机械结构尺寸H0进行运
    算,得出各履带夹紧液压缸的伸出值L0;
    (2)发出夹持动作指令,各履带夹紧液压缸的活塞杆同步伸出,当各履带夹紧液压
    缸的活塞杆的伸出长度值LN达到控制器所计算出的伸出值L0,则完成了履带夹紧的初
    步定心动作;
    (3)各履带的夹紧液压缸同时加压,各履带夹紧液压缸的大腔压力值PN达到夹紧
    压力值P0+Δp后,各夹紧液压缸的伸出值为L1,此时完成了履带夹持管线动作;
    (4)处理器记录各夹紧液压缸伸出的位移值L1,履带夹持过程结束,转入保压夹紧
    过程;
    (5)控制下履带与左履带两者的夹紧液压缸的位移在【(L1+1)mm,(L1-1)mm】
    范围,控制上履带与右履带两者的夹紧液压缸的大腔压力在【P0MPa,(P0+Δp)MPa】
    范围。

    说明书

    一种四履带张紧器的夹紧控制系统及其控制方法

    技术领域

    本发明属于海底管线铺设设备技术领域,尤其涉及一种四履带张紧器的夹紧控制系
    统;本发明还涉及上述张紧器的夹紧控制系统的控制方法。

    背景技术

    张紧器是海洋石油工程中海底管线铺设的关键设备之一。在铺设作业中,张紧器必须
    保证夹持管线在允许的压力范围内,夹持动作通过与履带相连的液压缸来驱动实现。在深
    海铺设海底管线作业中采用的张紧器均采用四履带夹紧形式。在张紧器中通过与四条履带
    相连的液压缸伸缩实现对管线的恒定压力的夹持动作。在四履带张紧器工作时,需要每条
    履带将管线夹持在履带中心位置,并实现恒定压力的夹持动作。同时还需要适应管径范围
    和夹紧力范围的变化。为了保证履带很好地与管线接触,每条履带的夹紧动作至少要四个
    液压缸来实现。图1中展示了四履带张紧器的机械结构图,可以看出:四条履带上履带1、
    下履带5、左履带8、右履带3分别由上履带夹紧液压缸2、下履带夹紧液压缸6、左履带
    夹紧液压缸7和右履带夹紧液压缸4驱动。

    在现有的工业设备中多液压缸电液复合同步控制系统主要由控制器???、液压控制模
    块和传感器信号采集??樽槌?。其中采用液压缸仅配置位移传感器或液压控制??橹薪雠?br />置压力传感器信号采集方式,通过控制器??樵は壬瓒ǖ某绦虿⒕刂葡呗酚氪衅餍?br />号采集??橥ㄐ?,将传感器检测的信号与预先设定的信号相比较,从而控制液压控制???br />中电磁阀动作,从而控制液压缸执行操作。

    此方法虽然可以实现很好的同步效果,但对于在深海铺设海底管线的四履带张紧器来
    讲,不但需要控制每条履带的夹紧液压缸实现同步夹持定位动作,而且还需要夹持管线后
    保证每个夹持油缸的压力稳定在管线可以承受的范围之内。管线铺设过程中海上的风浪流
    的影响直接作用在管线上,使管线铺设过程中不规则的波动,简单的位移闭环同步方式或
    压力闭环同步方式无法迅速有效地消除扰动,都达不到理想的控制效果。

    因此,需要提出一种用于海底管线铺设的四履带张紧器系统以及履带夹紧液压缸的控
    制方法。

    发明内容

    本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种四履带张紧器的夹紧控制系统
    以解决背景技术中指出的问题。

    本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:一种四履带张紧器的
    夹紧控制系统包括控制器???、信号测量与控制??楹鸵貉箍刂颇??;液压控制??橛上?br />互独立的上履带液压控制???、下履带液压控制???、左履带液压控制??橐约坝衣拇?br />压控制??楣钩?,每个独立的液压控制??榫ǖ绱趴刂品ё?、压力传感器以及内置位
    移传感器的液压缸;信号测量与控制??榘ㄐ藕挪饬磕?橐约靶藕趴刂颇??,各独立液
    压控制??榈难沽Υ衅骱臀灰拼衅骶胄藕挪饬磕?榈缌?、各独立液压控制??榈?br />电磁控制阀组均与信号控制??榈缌?;控制器??榘≒LC控制器,信号测量??橛?br />信号控制??榫隤LC控制器电连接。

    优选地:控制器??榛拱ㄈ嘶换プ爸?,该人机交互装置与PLC控制器电连接。

    本发明的另一个目的是提供一种上述四履带张紧器的夹紧控制系统的控制方法,包括
    以下步骤:

    (1)输入设定铺设管线的直径值H和张紧器所需要的夹紧压力值P0,管线的直径值
    的输入值H与PLC控制器内置程序中预先设定的履带框架的机械结构尺寸H0进行运算,
    得出各履带夹紧液压缸的伸出值L0;

    (2)发出夹持动作指令,各履带夹紧液压缸的活塞杆同步伸出,当各履带夹紧液压
    缸的活塞杆的伸出长度值LN达到控制器所计算出的伸出值L0,则完成了履带夹紧的初步
    定心动作;

    (3)各履带的夹紧液压缸同时加压,各履带夹紧液压缸的大腔压力值PN达到夹紧压
    力值P0+Δp后,各夹紧液压缸的伸出值为L1,此时完成了履带夹持管线动作;

    (4)处理器记录各夹紧液压缸伸出的位移值L1,履带夹持过程结束,转入保压夹紧
    过程;

    (5)控制下履带与左履带两者的夹紧液压缸的位移在【(L1+1)mm,(L1-1)mm】
    范围,控制上履带与右履带两者的夹紧液压缸的大腔压力在【P0MPa,(P0+Δp)MPa】
    范围。

    本发明的优点和积极效果是:通过采用上述海底管线铺设的四履带张紧器的夹紧控制
    系统及控制方法,本发明可以实现四履带张紧器对铺设管线的履带夹紧,不仅可以保证履
    带夹紧过程中的管线受力均匀,同时在履带夹紧管线后,四条履带的各夹紧液压缸独立控
    制,能迅速响应管线在铺设过程中受风浪流等因素的扰动,为四履带张紧器正常铺设海底
    管线提供了有利的保障。

    附图说明

    图1是本发明中四履带张紧器的结构示意图;

    图2是本发明的夹紧控制系统的结构框图;

    图3是本发明的夹紧控制方法的框图。

    图中:1、上履带;2、上履带夹紧液压缸;3、右履带;4右履带夹紧液压缸;
    5、下履带;6、下履带夹紧液压缸;7、左履带;8、左履带夹紧液压缸;9、控
    制器???;10、信号测量与控制???;11、液压控制???。

    具体实施方式

    为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹举以下实施例详细说明如下:

    如图1中所示,上履带1、右履带3、下履带5和左履带7共4条履带实现海底管线
    夹紧的功能。上履带1的夹紧动作由与履带连接的夹紧液压缸执行,上履带夹紧液压缸2
    的油缸座与框架固定连接,液压缸缸杆与履带固定连接,上履带配置了4支液压油缸,每
    支液压缸的大腔均配置了压力传感器,并且每支液压缸还配置了位移传感器。其他3条履
    带的结构与上述履带结构配置一致。

    请参见图2,本发明的四履带张紧器的夹紧控制系统包括控制器???、信号测量与
    控制???0和液压控制???1。其中,

    液压控制???1由相互独立的上履带液压控制???、下履带液压控制???、左履带
    液压控制??橐约坝衣拇貉箍刂颇?楣钩?,每个独立的液压控制??榫ǖ绱趴刂品?br />组、压力传感器以及内置位移传感器的液压缸,还包括匹配的液压附件;

    信号测量与控制???0包括信号测量??橐约靶藕趴刂颇??,各独立液压控制???br />的压力传感器和位移传感器均与信号测量??榈缌?、各独立液压控制??榈牡绱趴刂品?br />组均与信号控制??榈缌?;信号测量??榭梢圆饬坎杉貉箍刂颇??1中各压力传感
    器和位移传感器的信号;

    控制器???包括PLC控制器,信号测量??橛胄藕趴刂颇?榫隤LC控制器电连
    接。本实施例中,控制器???还包括人机交互装置,该人机交互装置与PLC控制器电
    连接,人机交互装置的人机交互界面??刂破髂??通过与信号测量??橥ㄐ?,将采集的
    压力传感器和位移传感器检测的数值与设定的夹紧压力值和铺设管线的直径值进行运算,
    再将运算结果通过信号测量与控制???0中的信号控制??槔纯刂埔貉箍刂颇??1中的
    电磁控制阀组,从而实现对四履带张紧器的履带各夹紧液压缸的控制。

    请参见图3,本发明的控制方法包括以下步骤:

    (1)预先在PLC控制器程序中设定履带框架的机械结构尺寸值H0以及计算公式;
    在海底管线铺设前,需先将管线牵引至张紧器内,至少需保证履带可以完整与管线接触,
    按照实际铺设工艺要求,通过人机交互界面输入所铺设管线的直径值H和张紧器每条履带
    所需要的夹紧压力值P0;

    通过公式计算,可以得出张紧器每条履带夹紧油缸的伸出位移值L0;

    (2)操作者发出夹持指令,四条履带的夹紧液压缸同时执行伸出动作,所有夹紧液
    压缸的伸出距离达到L0后,完成了履带夹紧的初步定心动作;

    (3)四条履带的夹紧液压缸继续同时加压伸出,直至所有夹紧液压缸的大腔压力值
    达到夹紧压力值P0+Δp,此时完成了履带夹持管线动作;

    (4)PLC控制器记录下每支液压缸的实际伸出值L1;例如在本实施例中,Δp可以选
    取为0.5MPa。然而Δp不限于上述数值,可根据铺设管线的类型和铺设工艺需求设定符合
    要求的Δp值;

    (5)在履带夹持动作完成后,通过对下履带和左履带两者的夹紧液压缸进行在(L1+1)
    mm和(L1-1)mm之间的恒定位移控制,对上履带和右履带两者的夹紧液压缸进行在P0
    MPa和(P0+0.5)MPa之间的恒定压力控制,实现四履带张紧器履带夹紧的自动保压调节
    动作过程。

    在本发明的实施例中,履带夹紧管线以后,四履带张紧器就可以进行海底管线的铺设
    工作。当铺设工作完成后,则需要对履带进行松开。履带的松开动作与履带的夹紧动作相
    反:首先各履带的夹紧液压缸大腔卸荷,然后同步缩回到L0位置,如果需要全部打开,
    则继续缩回到初始位置,为下一次夹紧做准备。

    本发明不限于上述实施例,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限
    定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发
    明的专利涵盖范围之内。

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    一种 履带 张紧器 夹紧 控制系统 及其 控制 方法
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