CN109921692A - 浅海布缆用大吨位电缆盘驱动控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浅海布缆用大吨位电缆盘驱动控制方法，根据实测倾角值以各驱动电机的转速，对各变频器发出相应的控制信号，以自动调节缆盘的放卷速度，使放卷线速度与布缆速度同步，并将多台变频器分为主从机进行微调控制，以实现多台驱动电机的转速同步和负载平衡控制。
Description
技术领域
本发明属于电缆盘、具体涉及一种浅海布缆用大吨位电缆盘驱动控制方法。
背景技术
随着中国经济的高速发展，现在有越来越多的海上作业项目。浅海布动力电缆在海上风电等海上工程中，是关键的施工作业项目。而大吨位电缆盘的驱动控制又是浅海布缆中的关键难点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种浅海布缆用大吨位电缆盘驱动控制方法，根据实测引线架的仰角值来控制缆盘的放卷速度，并实现多驱动的转速同步和负载平衡控制。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种浅海布缆用大吨位电缆盘驱动控制方法，包括以下步骤:
A.在缆盘下方设置多个驱动电机，在缆盘的放缆口设有一台仰角可变的引线架，在引线架上设置一倾角传感器，用以检测引线架的仰角；
B.为每个驱动电机配备有自带扩展PID功能的变频器，且为每个驱动电机配备有一编码器，分别测量对应的驱动电机的转速；
C.采用集控PLC根据实测倾角值以各驱动电机的转速，对各变频器发出相应的控制信号，具体为：
选取一台变频器作为主机，主机接收集控PLC的转速命令，控制转盘转速，并输出主机的当前转矩；其余数台变频器作为从机，从机也接收集控PLC的转速命令作为转速命令前馈，并根据主机的当前转矩与从机自身的负载转矩之间的差值，进行微调转速，以使从机输出转矩与主机当前转矩相同。
还包括步骤D，通过人机界面与集控PLC相连，以显示相应控制数据。
所述驱动电机的数量设计为五台，编码器与变频器的数量也分别为对应的五台。
所述变频器为丹佛斯FC302驱动器。
所述集控PLC通过RS485串行总线与各变频器连接控制。
采用本发明的浅海布缆用大吨位电缆盘驱动控制方法，具有以下几个优点：
1、采用多台驱动电机来为大吨位电缆盘的作业提供动力；
2、利用引线架的倾角检测来作为控制缆盘的放卷速度的因子；
3、采用自带扩展PID功能的变频器对驱动电机的控制，以实现各驱动电机之间的转速同步和负载平衡；
4、以其中一台变频器作为主机，主机接收上位机的转速命令，控制转盘转速，并输出主机当前的转矩信号，而其余的变频器为从机，并根据主机当前转矩和自己的负载转矩之间的差值，进行微调转速，以使从机输出转矩与主机当前转矩相同，实现多台驱动电机的转速同步和负载平衡控制。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式本发明进行详细说明：
图1是本发明的浅海布缆用大吨位电缆盘驱动控制方法的结构示意图。
图2是本发明的电缆盘的控制原理示意图。
图3是本发明的转速同步转矩平衡控制原理框图。
具体实施方式
本发明的浅海布缆用大吨位电缆盘驱动控制方法包括如下步骤：
A.在缆盘下方设置多个驱动电机，在缆盘的放缆口设有一台仰角可变的引线架，在引线架上设置一倾角传感器，用以检测引线架的仰角。
如图1～图2所示，缆盘1下设置多个驱动电机2，缆盘1的放缆口具有一台仰角可变的引线架(图中未示出)。
B.为每个驱动电机配备有自带扩展PID功能的变频器，且为每个驱动电机配备有一编码器，分别测量对应的驱动电机的转速。如图1～图2所示，每个驱动电机2配备的编码器3，分别测量对应的驱动电机2的转速；每个驱动电机2配备的自带扩展PID功能的变频器；
C.采用集控PLC根据实测倾角值以各驱动电机的转速，对各变频器发出相应的控制信号：由于当布缆速度(行船速度)大于缆盘的放卷速度时，引线架将上仰；当布缆速度小于缆盘的放卷速度时，引线架将下俯。因此，在引线架上安装一倾角传感器，使用倾角PID控制，自动调节缆盘的放卷速度，使放卷线速度与布缆速度同步。
请结合图3所示，并且，为了实现多台驱动电机的转速同步和负载平衡控制，可选取一台变频器作为主机，主机接收集控PLC的转速命令，控制转盘转速，并输出主机的当前转矩；其余数台变频器作为从机，从机也接收集控PLC的转速命令作为转速命令前馈，并根据主机的当前转矩与从机自身的负载转矩之间的差值，进行微调转速，以使从机输出转矩与主机当前转矩相同。
作为一个实施例，3000吨的缆盘，采用45kW驱动电机的数量为五台，均匀分部在缆盘下部的四周，为保证系统的对称性和均匀性，驱动电机的减速机完全相同，使用同一厂牌、同一型号同等功率的驱动电机。五台驱动电机分别由五台变频器各自驱动，每台驱动电机都带独立的编码器，而变频器可采用丹佛斯FC302驱动器，并工作于转速闭环磁通矢量控制模式。通过其自带扩展PID功能，亦可解决五台驱动电机之间的负载平衡分配的问题，可大大减轻集控PLC的运算负担，对主机通讯速率的要求也降低了，因此可以选择低成本的RS485通讯，集控PLC通过RS485串行总线与各变频器连接控制。另外，还可以采用人机界面，与集控PLC相连，以实现数据的监控和显示。
但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (5)
1.一种浅海布缆用大吨位电缆盘驱动控制方法，其特征在于，包括以下步骤:
A.在缆盘下方设置多个驱动电机，在缆盘的放缆口设有一台仰角可变的引线架，在引线架上设置一倾角传感器，用以检测引线架的仰角；
B.为每个驱动电机配备有自带扩展PID功能的变频器，且为每个驱动电机配备有一编码器，分别测量对应的驱动电机的转速；
C.采用集控PLC根据实测倾角值以各驱动电机的转速，对各变频器发出相应的控制信号，具体为：
选取一台变频器作为主机，主机接收集控PLC的转速命令，控制转盘转速，并输出主机的当前转矩；其余数台变频器作为从机，从机也接收集控PLC的转速命令作为转速命令前馈，并根据主机的当前转矩与从机自身的负载转矩之间的差值，进行微调转速，以使从机输出转矩与主机当前转矩相同。
2.根据权利要求1所述的浅海布缆用大吨位电缆盘驱动控制方法，其特征在于：还包括步骤D，通过人机界面与集控PLC相连，以显示相应控制数据。
3.根据权利要求1所述的浅海布缆用大吨位电缆盘驱动控制方法，其特征在于：所述驱动电机的数量设计为五台，编码器与变频器的数量也分别为对应的五台。
4.根据权利要求1或3所述的浅海布缆用大吨位电缆盘驱动控制方法，其特征在于：所述变频器为丹佛斯FC302驱动器。
5.根据权利要求1所述的浅海布缆用大吨位电缆盘驱动控制方法，其特征在于：所述集控PLC通过RS485串行总线与各变频器连接控制。
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