CN103950846A - 一种波浪补偿器的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种波浪补偿器的控制装置，包括计算机控制装置；所述计算机控制装置连接有AD采样模块和DA控制模块；所述AD采样模块连接力伺服液压控制系统的力传感器；所述DA控制模块电连接力伺服液压控制系统的各油路的电磁阀；所述力伺服液压控制系统由平衡回路/同步保压回路、减压节流回路、力伺服液压控制回路和供油系统构成；本发明的波浪补偿器的控制装置，以液压马达作为执行元件，采用力伺服液压控制；能够直接快速、准确、稳定地控制绳索所受到的交变载荷，同时也能对被吊的货物的速度进行一定波浪补偿作用。

Description

一种波浪补偿器的控制装置

技术领域

本发明涉及一种液压控制装置，特别涉及一种波浪补偿器的控制装置。 

背景技术

波浪补偿器是海上工程装备的重要组成部分，其作用是减少工程装备在海上作业时受风浪运动的影响；随着海洋领域的不断开拓和发展，应用于海上领域的波浪补偿器应用范围越来越广泛，海上施工、钻井平台、船只的补给、深海资源开采等作业都要运用波浪补偿技术；现有国内最接近的海浪补偿技术中，分为两种补偿技术，一种是随动补偿方式，另一种是主动式波浪补偿控制技术。 

随动补偿方式能够很好地吸收冲击力，在操作前后，能够保证起重吊钩与随动吊钩的相对静止状态，补偿的效果有所提高，能够较好地保证人身和货物的安全；其缺点是由于随动吊钩需要连接在与被控对象有相似程度很高的参考环境，而且这种方式对接受船有一定的要求，在特殊情况下，接受船不一定能够满足在接受船的区域内连接能够承受被吊货物两倍重力的拉力缆绳要求，现实条件下不容易实现；这种补偿起重机的臂架和接受船的挂接点承受的力很大，工作时要求起重机臂架承受很大的静态倾覆力矩，这对起重机的结构和材质、结构强度要求很高，提高起重机的成本。 

主动式波浪补偿控制技术采用伺服液压技术，其中位置伺服液压控制系统、速度伺服液压控制系统应用地及其广泛。速度、位置液压 伺服控制系统综合了电气控制和液压控制两方面的优点，既具有电气方面对信号的检测、反馈、校正和放大，灵活方便，同时又具有液压动力元件的输出功率大，响应速度快、抗负载干扰刚度大的特点。电液控制技术能方便与计算机相结合，使电液控制系统充分利用计算机的信息处理能力，使系统具有更复杂的功能和更广泛的适应性；现有技术中通常以液压缸作为执行元件，而液压缸具有反应速度慢、行程短、液压冲击比较大、控制的稳定性差等缺点，不能很好地满足波浪补偿的需要。 

发明内容

(一)要解决的技术问题 

为了解决上述问题，本发明提出了一种波浪补偿器的控制装置，以液压马达作为执行元件，采用力伺服液压控制方案；反应速度快、控制的稳定性比较好。 

(二)技术方案 

本发明的波浪补偿器的控制装置，包括计算机控制装置；所述计算机控制装置连接有AD采样模块和DA控制模块；所述AD采样模块连接力伺服液压控制系统的力传感器；所述DA控制模块电连接力伺服液压控制系统的各油路的电磁阀；所述力伺服液压控制系统由平衡回路/同步保压回路、减压节流回路、力伺服液压控制回路和供油系统构成； 

所述平衡回路/同步保压回路包括依次连接的第一单向阀、第一电磁换向阀、双变幅油缸、平衡阀、液控单向阀和同步马达；所述液 控单向阀还连接到第一电磁换向阀； 

所述的减压节流回路包括依次连接的节流阀、减压阀、第二电磁换向阀和马达刹车油路； 

所述的力伺服液压控制回路包括依次连接的第一吸油过滤器、伺服阀、吸油过滤器、液压马达；所述液压马达处安装有力传感器；所述力传感器通过伺服放大器连接到伺服阀； 

所述的供油系统包括油箱、供油支路和回油支路；所述供油支路包括依次连接的第二吸油过滤器、截止阀、变量泵和第二单向阀；所述的变量泵通过联轴器连接到电动机；所述的回油支路依次连接有电磁溢流阀、水冷却器和回油过滤器。 

进一步地，所述的供油支路两侧还并接有手动泵备用系统。 

进一步地，所述的供油支路上设置有液压表组件和测压接头。 

进一步地，所述的第一单向阀后端还连接有蓄能器支路。 

(三)有益效果 

本发明与现有技术相比较，其具有以下有益效果：本发明的波浪补偿器的控制装置，以液压马达作为执行元件，采用力伺服液压控制；能够直接快速、准确、稳定地控制绳索所受到的交变载荷，同时也能对被吊的货物的速度进行一定波浪补偿作用。 

附图说明

图1为本发明的整体系统结构图。 

图2为本发明的液压原理图。 

具体实施方式

本发明的波浪补偿器的控制装置原理是以液压马达作为执行元 件，采用力伺服液压控制，在满足控制绳索所受到的交变载荷的同时，也能对被吊的货物的速度进行一定波浪补偿作用。 

如图1所示，本发明的波浪补偿器的控制装置，包括计算机控制装置1；所述计算机控制装置1连接有AD采样模块2和DA控制模块3；所述AD采样模块2连接力伺服液压控制系统4的力传感器；所述DA控制模块3电连接力伺服液压控制系统4的各油路的电磁阀；所述力伺服液压控制系统4由平衡回路/同步保压回路、减压节流回路、力伺服液压控制回路和供油系统构成； 

所述平衡回路/同步保压回路包括依次连接的第一单向阀16、第一电磁换向阀22、双变幅油缸33、平衡阀25、液控单向阀24和同步马达23；所述液控单向阀24还连接到第一电磁换向阀22； 

所述的减压节流回路包括依次连接的节流阀18、减压阀19、第二电磁换向阀20和马达刹车27油路； 

所述的力伺服液压控制回路包括依次连接的第一吸油过滤器17、伺服阀21、吸油过滤器32、液压马达26；所述液压马达26处安装有力传感器29；所述力传感器通29过伺服放大器30连接到伺服阀21；以船舶竖直升降为输入信号和经过力传感器29反馈的钢缆的拉力信号进行比较，得到偏差信号，再将此信号通过伺服放大器30控制伺服阀21的开口的大小和方向进而控制液压马达的输出扭矩来减小绳索所受的交变载荷；同时也能对被吊的货物的速度进行一定波浪补偿作用。 

所述的供油系统包括油箱2、供油支路和回油支路；所述供油支 路包括依次连接的第二吸油过滤器4、截止阀5、变量泵6和第二单向阀11；所述的变量泵6通过联轴器7连接到电动机8；所述的回油支路依次连接有电磁溢流阀13、水冷却器14和回油过滤器15。 

其中，所述的供油支路两侧还并接有手动泵备用系统，当装置在工作时出现停电时，手动泵12起备用作用；所述的供油支路上设置有液压表组件9和测压接头10，可以测量油液压力；所述的第一单向阀16后端还连接有蓄能器支路28，一方面能够作为辅助动力源，另一方面还用于系统的保压、吸收振动和冲击。 

本发明的波浪补偿器的控制装置工作过程为：先使电动机8得电，通过联轴器7带动变量泵6工作，从油箱2中吸入液压油，液压油经过吸油过滤器4和截止阀5，然后液压油经过第二单向阀11便可以进入三条液压回路；通过电磁溢流阀13将多余的油液经过水冷却器14降温后，再经过回油过滤器15进入油箱2。 

三条液压回路工作时，先关闭力伺服液压控制回路和减压节流回路，使第一电磁换向阀22得电，使平衡回路/同步保压回路进行供油，使得补偿起重机的主臂升起或者卷筒旋转起来。然后当第二电磁换向阀20得电时，减压节流回路工作，刹车装置供油，控制马达刹车27，使得液压装置停止转动，使得卷筒停止在某个固定位置，起到刹车的作用。最后使得伺服阀21得电，使力伺服液压控制回路工作，带动液压马达26，使得补偿起重机吊钩工作起来；以船舶竖直升降为输入信号和经过力传感器29反馈的钢缆的拉力信号进行比较，得到偏差信号，再将此信号通过伺服放大器30控制伺服阀21的开口的大小 和方向进而控制液压马达的输出扭矩来减小绳索所受的交变载荷；同时也能对被吊的货物的速度进行一定波浪补偿作用。 

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。 

Claims (4)

1.一种波浪补偿器的控制装置，其特征在于，包括计算机控制装置；所述计算机控制装置连接有AD采样模块和DA控制模块；所述AD采样模块连接力伺服液压控制系统的力传感器；所述DA控制模块电连接力伺服液压控制系统的各油路的电磁阀；所述力伺服液压控制系统由平衡回路/同步保压回路、减压节流回路、力伺服液压控制回路和供油系统构成；

所述平衡回路/同步保压回路包括依次连接的第一单向阀、第一电磁换向阀、双变幅油缸、平衡阀、液控单向阀和同步马达；所述液控单向阀还连接到第一电磁换向阀；

所述的减压节流回路包括依次连接的节流阀、减压阀、第二电磁换向阀和马达刹车油路；

所述的力伺服液压控制回路包括依次连接的第一吸油过滤器、伺服阀、吸油过滤器、液压马达；所述液压马达处安装有力传感器；所述力传感器通过伺服放大器连接到伺服阀；

所述的供油系统包括油箱、供油支路和回油支路；所述供油支路包括依次连接的第二吸油过滤器、截止阀、变量泵和第二单向阀；所述的变量泵通过联轴器连接到电动机；所述的回油支路依次连接有电磁溢流阀、水冷却器和回油过滤器。

2.根据权利要求1所述的波浪补偿器的控制装置，其特征在于，所述的供油支路两侧还并接有手动泵备用系统。

3.根据权利要求1所述的波浪补偿器的控制装置，其特征在于，所述的供油支路上设置有液压表组件和测压接头。

4.根据权利要求1所述的波浪补偿器的控制装置，其特征在于，所述的第一单向阀后端还连接有蓄能器支路。