CN113969922A - 一种风电维修平台登乘装置液压比例控制系统 - Google Patents

一种风电维修平台登乘装置液压比例控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明揭示一种风电维修平台登乘装置液压比例控制系统，包括用于提供油源的液压泵站，液压泵站内连接有伸缩控制回路、俯仰控制回路、横摇控制回路及回转控制回路。根据液压缸位置传感器实时检测液压缸的行程信号以及旋转马达的角度传感器实时检测角度信号形成与电磁比例换向阀的开口控制，在登乘装置主动波浪补偿工作时参与液压系统的闭环控制，对输入液压缸及旋转马达的液压油的流量进行调整，从而保证液压缸伸出或缩回速度、位置以及旋转马达的转速和位置控制。比例伺服换向阀又能很好地线性控制输入到每组液压缸和马达的流量，因此能够控制整个登乘装置主动精准的对海浪造成的摇晃进行波浪补偿。从而提升了系统的稳定性和安全性。

Description

一种风电维修平台登乘装置液压比例控制系统
技术领域
本发明涉及一种风电维修平台登乘装置液压比例控制系统，属于船舶制造技术领域。
背景技术
现阶段海上风电发展迅速，风电维修平台越来越多。这些风电平台都需要进行检修和维护。在维护过程中，维修船靠近后，利用登乘装置输送维修人员和设备到风电平台上。海洋工况比较恶劣，不确定因素较多，由于海浪和洋流的波动，会造成登乘装置处于摇摆和晃动状态，将会影响人员和设备的安全
传统风电维修平台登乘装置波浪补偿不稳甚至没有波浪补偿，导致装置稳定性差、安全性低。因此本发明设计采用主动式波浪补偿的登乘装置液压控制系统，通过液压系统控制登乘装置的液压缸和马达对波浪产生的摇晃进行补偿，从而满足使用要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种风电维修平台登乘装置液压比例控制系统，以解决精准快速实现风电维修平台登乘装置平稳、保证维修人员安全的问题。
本发明通过以下技术方案实现：一种风电维修平台登乘装置液压比例控制系统，包括用于提供油源的液压泵站，所述液压泵站内连接有伸缩控制回路、俯仰控制回路、横摇控制回路及回转控制回路，通过电控主比例伺服换向阀实现油缸的伸缩和马达的旋转速度与方向。
进一步的，所述液压泵站包括油箱、电机、泵组、蓄能器、阀组、电气控制箱、手动泵及液位计、液温液温开关、温度计、空气滤清器、加热器、风冷却器；所有元件均与油箱直接联接或通过管路联接；电机、液位计、液温液温开关、温度计、空气滤清、加热器等与油箱直接连接。泵组、蓄能器、风冷却器、蓄能器等直接安装于油箱，其工作油口与油箱通过管路联接；
安装有蓄能器，并设置蓄能器阀组主要包括换向阀、安全溢流阀、压力表和压力传感器，控制蓄能器的充能和释放过程，并对蓄能器进行保护，压力表用于显示蓄能器的实时压力，压力传感器用于给出进入蓄能器阀组前的压力信号。蓄能器阀组与蓄能器进油口直连，蓄能器阀组压力油口与系统主高压油路的泵出口油路连接；在泵吸油口设置高压过滤器，保证通过主比例伺服阀的油液清洁度，在油箱上设置回油过滤器并与系统回油管路相连，防止液压缸内的杂质进入油箱，同时在过滤器上设有堵塞发讯器，当发生堵塞时进行报警；设置冷却器，根据具体使用工况，本液压系统使用时间较长，为保证液压油的使用温度，需对其进行冷却；在回油回路中设置风冷却器，对流过系统的高温液压油进行冷却，保证液压系统的长时间稳定运行；设置高压过滤器，保证通过比例伺服阀的油液清洁度；在油箱上设置加热器，当油温温度低于10℃时，利用电接点温度计发出电信号控制加热器启动，对油液进行加热；当油温高于20℃时，由电接点温度计控制加热器停止；设置液位液温计，监测油箱内油液量和温度，共有三个监测点，两个油液量监测点会在油液分别低于低液位点和低低液位点时，分别进行报警和停机保护，一个油液温度监测点会在油液温度达到70℃时发出警报；
风电维修平台登乘装置液压控制系统安装有应急手动泵，为防止液压元件或电控系统等故障发生导致的液压缸或液压马达锁死问题，当需要进行应急操作时，可将手动泵的进出口分别通过快换接头与液压缸或液压马达联接，并通过手动泵输出压力油推动油缸或马达运动，防止因锁死发生事故或对维修维护产生障碍。
进一步的，所述伸缩控制回路包括依次连接的单向阀、第一主比例伺服换向阀、第一液压锁及伸缩油缸；单向阀的进油口与泵出口油路连接，其出油口连接于第一主比例伺服换向阀的进油口，第一主比例伺服换向阀的出油口通过第一液压锁后连通伸缩油缸。单向阀、主比例伺服换向阀、液压锁通过阀块形成一组阀组安装在油箱上。
进一步的，所述俯仰控制回路包括第一俯仰回路和第二俯仰回路，分别控制两个俯仰液压缸，具体原理伸缩控制回路原理相同。所述俯仰控制回路中，两个液压缸除了通过登乘装置在机械上保证同步外，还在电磁比例伺服阀控制过程中利用电气程序保证同步。所述横摇控制回路中，原理与伸缩控制回路原理相同。所述回转控制回路中，液压马达通过减速器对登乘装置进行回转运动，利用登乘装置上设置的角度传感器传输出信号，保证液压马达旋转后登乘装置角度与设定相同。
进一步的，所述回转控制回路中，在液压马达的进出油口均设置安全溢流阀，对马达进行保护，防止马达超载运行。
进一步的，所述回转控制回路中，采用双向平衡阀对液压马达的油路进行缓冲平衡，防止液压马达的运动冲击。所述回转控制回路中采用电磁主比例伺服阀控制液压马达的转动速度和方向。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明根据液压缸位置传感器实时检测液压缸的行程信号形成与电磁比例换向阀的开口控制，在登乘装置主动波浪补偿工作时参与液压系统的闭环控制，对输入液压缸的液压油的流量进行调整，从而保证液压缸伸出或缩回速度、位置。液压缸在慢速运动或稳定不动时，液压泵会输出多余的压力油，此时可将压力油先储存在蓄能器里。等到液压缸快速运动时，需要的流量大，这时系统压力较低，蓄能器便会将储存的压力油排出，与液压泵输出的压力油同时供给液压缸，使液压缸实现快速运动液压缸均带有位置传感器，可以及时准确地得到液压缸工作位置和在相应流量下的运行速度，旋转马达带有角度传感器置，角度传感器传输出信号，保证液压马达旋转后登乘装置角度与设定相同。同时，比例换向阀又能很好地线性控制输入到每组液压缸和马达的流量，因此能够控制整个登乘装置主动精准的对海浪造成的摇晃进行波浪补偿。从而提升了系统的稳定性和安全性。
附图说明
图1为本发明的液压原理图。
图2为本发明实施示例图。
附图说明：1-油箱、2-电机泵组、3-控制阀组、4-泵站电控制箱、5-蓄能器、6-蓄能器控制阀组、7-应急手动泵组、8-回油过滤器、9-风冷却器、10-接伸缩控制油缸油口、11-接俯仰控制油缸1油口、12-接俯仰控制油缸2油口、13-接横摇控制油缸油口、14-接回转控制马达阀组油口。
具体实施方式
一种风电维修平台登乘装置液压比例控制系统，包括液压泵站、伸缩控制回路、俯仰控制回路、横摇控制回路、回转控制回路。液压泵站包括油箱、主电机、泵组、安全阀组、应急手摇泵组、蓄能器、蓄能器控制阀组、高压过滤器、空气滤清器、液位液温开关、加热器、冷却器、回油过滤器等。伸缩控制回路包括单向阀、第一主比例伺服换向阀、第一液压锁、伸缩油缸、压力传感器、位移传感器。俯仰控制回路包括单向阀、第二主比例伺服换向阀、第三主比例伺服换向阀、第二液压锁、第三液压锁、俯仰油缸、压力传感器、位移传感器。横摇控制回路包括单向阀、第四主比例伺服换向阀、第三液压锁、横摇油缸、压力传感器、位移传感器。回转控制回路包括单向阀、第五主比例伺服换向阀、双向平衡阀组、旋转马达、压力传感器、位移传感器。该系统能够实现登乘装置主动波浪补偿，使装置更加安全、稳定。
电机泵组给系统供油，通过电控主比例伺服换向阀实现油缸的伸缩和马达的旋转速度与方向。首先采用液压电气控制技术，根据液压缸位置传感器实时检测液压缸的行程信号形成与电磁比例换向阀的开口控制，在登乘装置主动波浪补偿工作时参与液压系统的闭环控制，对输入液压缸的液压油的流量进行调整，从而保证液压缸伸出或缩回速度、位置。液压缸在慢速运动或稳定不动时，液压泵会输出多余的压力油，此时可将压力油先储存在蓄能器里。等到液压缸快速运动时，需要的流量大，这时系统压力较低，蓄能器便会将储存的压力油排出，与液压泵输出的压力油同时供给液压缸，使液压缸实现快速运动。本发明提升了系统的稳定性和安全性。
液压泵站两套液压泵两组可分开启动，一用一备，液压泵一输出的高压液压油首先经过高压过滤器进行过滤，经过溢流阀后分开经过单向阀、第一、二、三、四主比例伺服换向阀、第一、二、三、四液压锁与伸缩油缸、横摇油缸和俯仰油缸相连，其中一路经过减压阀后与第四主比例换向阀、双向平衡阀后与马达相连。第一主比例伺服换向阀所在回路为伸缩控制回路，出口联接伸缩液压缸。第二、三主比例伺服换向阀所在回路分别为俯仰控制回路1和俯仰控制回路2，出口联接俯仰液压缸。两个俯仰控制回路除了通过登乘装置在机械上保证同步外，还在电磁比例伺服阀控制过程中利用电气程序保证同步。第四主比例伺服换向阀所在回路为横摇控制回路，出口联接横摇油缸。第五主比例伺服换向阀所在回路为回转控制回路，出口联接回转马达。其中，在回转控制回路中采用双向平衡阀对液压马达的油路进行短时间内保压和缓冲平衡，防止液压马达的运动冲击并在液压马达的进出油口均设置安全溢流阀，对马达进行保护，防止马达超载运行。由于液压缸均带有位置传感器，可以及时准确地得到液压缸工作位置和在相应流量下的运行速度，旋转马达带有角度传感器置，角度传感器传输出信号，保证液压马达旋转后登乘装置角度与设定相同。同时，比例换向阀又能很好地线性控制输入到每组液压缸和马达的流量，因此能够控制整个登乘装置主动精准的对海浪造成的摇晃进行波浪补偿。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述具体实施例的限制，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种风电维修平台登乘装置液压比例控制系统，其特征在于：包括用于提供油源的液压泵站，所述液压泵站内连接有伸缩控制回路、俯仰控制回路、横摇控制回路及回转控制回路，通过电控主比例伺服换向阀实现油缸的伸缩和马达的旋转速度与方向。
2.根据权利要求书1所述风电维修平台登乘装置液压比例控制系统,其特征在于：所述液压泵站包括油箱、电机、泵组、蓄能器、阀组、电气控制箱、手动泵及液位计、液温液温开关、温度计、空气滤清器、加热器、风冷却器；所有元件均与油箱直接联接或通过管路联接；电机、液位计、液温液温开关、温度计、空气滤清、加热器等与油箱直接连接；
泵组、蓄能器、风冷却器、蓄能器等直接安装于油箱，其工作油口与油箱通过管路联接；
安装有蓄能器，并设置蓄能器阀组主要包括换向阀、安全溢流阀、压力表和压力传感器，控制蓄能器的充能和释放过程，并对蓄能器进行保护，压力表用于显示蓄能器的实时压力，压力传感器用于给出进入蓄能器阀组前的压力信号；
蓄能器阀组与蓄能器进油口直连，蓄能器阀组压力油口与系统主高压油路的泵出口油路连接；在泵吸油口设置高压过滤器，保证通过主比例伺服阀的油液清洁度，在油箱上设置回油过滤器并与系统回油管路相连，防止液压缸内的杂质进入油箱，同时在过滤器上设有堵塞发讯器，当发生堵塞时进行报警；设置冷却器，根据具体使用工况，本液压系统使用时间较长，为保证液压油的使用温度，需对其进行冷却；在回油回路中设置风冷却器，对流过系统的高温液压油进行冷却，保证液压系统的长时间稳定运行；设置高压过滤器，保证通过比例伺服阀的油液清洁度；在油箱上设置加热器，当油温温度低于10℃时，利用电接点温度计发出电信号控制加热器启动，对油液进行加热；当油温高于20℃时，由电接点温度计控制加热器停止；设置液位液温计，监测油箱内油液量和温度，共有三个监测点，两个油液量监测点会在油液分别低于低液位点和低低液位点时，分别进行报警和停机保护，一个油液温度监测点会在油液温度达到70℃时发出警报；
风电维修平台登乘装置液压控制系统安装有应急手动泵，为防止液压元件或电控系统等故障发生导致的液压缸或液压马达锁死问题，当需要进行应急操作时，可将手动泵的进出口分别通过快换接头与液压缸或液压马达联接，并通过手动泵输出压力油推动油缸或马达运动，防止因锁死发生事故或对维修维护产生障碍。
3.根据权利要求1所述的风电维修平台登乘装置液压比例控制系统，其特征在于：所述伸缩控制回路包括依次连接的单向阀、第一主比例伺服换向阀、第一液压锁及伸缩油缸；单向阀的进油口与泵出口油路连接，其出油口连接于第一主比例伺服换向阀的进油口，第一主比例伺服换向阀的出油口通过第一液压锁后连通伸缩油缸；单向阀、主比例伺服换向阀、液压锁通过阀块形成一组阀组安装在油箱上。
4.根据权利要求3所述的风电维修平台登乘装置液压比例控制系统，其特征在于：所述伸缩控制回路中，伸缩油缸中安装有位置传感器，将油缸的位置信息显示并传输出来，在登乘装置主动波浪补偿工作时参与液压系统的闭环控制；所述位置传感器分为内置式和外置式，内置式位置传感器安装在活塞杆顶部，外置式位置传感器安装在油缸缸体外部，通过连杆与活塞杆相连；
所述伸缩控制回路中，采用第一液压锁对液压缸进行锁紧控制，在主比例伺服换向阀无动作时，保持液压缸的当前所处位置；
所述伸缩控制回路中，采用控制油缸的动作速度和方向，并在的进回油口加装单向阀，保证每个回路之间互不干涉影响。
5.根据权利要求1所述的风电维修平台登乘装置液压比例控制系统,其特征在于：所述俯仰控制回路包括第一俯仰回路和第二俯仰回路，分别控制两个俯仰液压缸。
6.根据权利要求1所述的风电维修平台登乘装置液压比例控制系统,其特征在于：所述俯仰控制回路中，两个液压缸除了通过登乘装置在机械上保证同步外，还在电磁比例伺服阀控制过程中利用电气程序保证同步。
7.根据权利要求1所述的风电维修平台登乘装置液压比例控制系统,其特征在于：所述回转控制回路中，液压马达通过减速器对登乘装置进行回转运动，利用登乘装置上设置的角度传感器传输出信号，保证液压马达旋转后登乘装置角度与设定相同。
8.根据权利要求1所述的风电维修平台登乘装置液压比例控制系统,其特征在于：所述回转控制回路中，在液压马达的进出油口均设置安全溢流阀，对马达进行保护，防止马达超载运行。
9.根据权利要求1所述的风电维修平台登乘装置液压比例控制系统,其特征在于：所述回转控制回路中，采用双向平衡阀对液压马达的油路进行缓冲平衡，防止液压马达的运动冲击；所述回转控制回路中采用电磁主比例伺服阀控制液压马达的转动速度和方向。
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