CN201514271U - 计算机逻辑控制同步顶升称重设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种计算机逻辑控制同步顶升称重设备，其包括集装箱，该集装箱内部安装多个油泵、辅助油箱、动力柜以及控制台；该多个油泵分别通过油管与辅助油箱连接，该动力柜分别通过电缆与多个油泵和控制台连接，该控制台通过电缆与多个油泵连接；该该集装箱外部设有多个现场设备，该多个现场输入输出设备分别通过油管与多个油泵连接，通过电缆与控制台连接；结构合理，具有称重精度高、可靠性强、承载能力大、操作简单的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及大型结构物称重设备，尤其涉及一种适用于大型结构物的计算机逻辑控制同步顶升称重设备。
背景技术
在海洋工程中，大型结构物的吊装是普遍而且重要的施工作业环节，大型结构物的重量和重心分布是其在海上施工安装的重要控制参数，为了提高大型结构物海上施工安装的安全性和科学性，通常在海洋大型结构物预制完成后，需要对其重量和重心位置进行准确测量。
目前对大型结构物进行称重的设备顶升点数有限，同步控制精度及称重重量不高。比如，现有的一种大型结构物进行称重的设备(型号为WS8000)的称重能力最高为8000吨，最高可以同时对64个点进行同步顶升。现有称重设备的控制系统采用工控机+板卡形式，控制程序是基于VB语言开发。随着海洋工程工艺的不断改进和大型工程船舶的陆续投入使用，海洋平台组块和导管架的吨位越来越大，必然对称重设备的要求越来越高，故，基于工控机+板卡形式的WS8000称重设备存在的扩容困难、操作不便等问题日渐突出，已经不能满足海洋工程发展的需要。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种计算机逻辑控制同步顶升称重设备，结构合理，具有称重精度高、可靠性强、承载能力大、操作简单的特点。
本实用新型的目的是由以下技术方案实现的。
本实用新型计算机逻辑控制同步顶升称重设备，其特征在于，包括集装箱1，该集装箱1内部安装多个油泵、辅助油箱2、动力柜3以及控制台5；该多个油泵分别通过油管与辅助油箱2连接，该动力柜3分别通过电缆与多个油泵和控制台5连接，该控制台5通过电缆与多个油泵连接；该该集装箱1外部设有多个现场设备，该多个现场输入输出设备分别通过油管与多个油泵连接。
前述的计算机逻辑控制同步顶升称重设备，其中现场输入输出设备包括一个巡检仪、一个电磁阀箱、两个液压缸、两个压力传感器及一个位移传感器；该巡检仪通过电缆连接电磁阀箱，且通过Profibus-DP总线30与控制台5连接；该电磁阀箱通过油管分别与一个油泵和两个液压缸连接；该两个液压缸上分别设有一个压力传感器，且其中一个液压缸上还设有一个位移传感器；该两个压力传感器及一个位移传感器分别通过电缆与巡检仪连接。
前述的计算机逻辑控制同步顶升称重设备，其中控制台5包括工控机14、可编程序逻辑控制器(PLC)主站15和可编程序逻辑控制器(PLC)从站16；该工控机14通过电缆连接显示器13和打印机21，且通过通讯网络(MPI)29与可编程序逻辑控制器(PLC)主站15相连接；该可编程序逻辑控制器(PLC)主站15通过Profibus-DP总线30与可编程序逻辑控制器(PLC)从站16连接，且通过电缆与多个油泵并联连接；可编程序逻辑控制器(PLC)从站16通过Profibus-DP总线30串接多个巡检仪，且通过电缆与液压缸的手动控制按钮连接，当自动控制系统故障时，可以利用手动控制按钮进行手动控制作业。
前述的计算机逻辑控制同步顶升称重设备，其中巡检仪包括外壳22，外壳内安装一个开关电源23、一个远程通信模块24、一个开关量输出模块25、一个模拟量输入模块26和一个电加热器28；开关电源23通过电缆分别与远程通信模块24、开关量输出模块25、模拟量输入模块26和电加热器28连接，该模拟量输入模块26通过信号线分别与压力传感器及位移传感器连接，模拟量输入模块26将采集的压力、位移信号经通信模块24和通讯网络(MPI)29传送至可编程序控制(PLC)主站15，该可编程序控制(PLC)主站15的CPU模块采集信号数据后根据计算模型进行处理和计算，且显示出重量和位移值，并经通讯网络将电磁阀箱控制信号传输给开关量输出模块25，该开关量输出模块25输出220VAC电压信号给油管电磁阀箱控制开关。
本实用新型计算机逻辑控制同步顶升称重设备的有益效果，具有称重能力大、称重点数多、精度高、稳定性好、可扩展性强、操作简便等优点。
称重能力大：本设备采用10000PSI的高压力液压系统，最大可以称重30000吨的大型结构物。
称重点数多：本设备最多可以适应16个称重点，128个顶升点的结构物称重。
精度高：本设备采用高精度压力传感器和位移传感器，高精度数据采集转换模块，测量巡检仪采用16位精度测量系统，称重精度高。
稳定可靠：本设备控制系统采用先进的可编程逻辑控制器控制技术，并结合先进检测技术实现全过程检测和报警，系统稳定可靠。
扩展性强：本设备可以采用现场组合方式，即增减现场输入输出设备和巡检仪数量的方式，可适应不同重量不同形式结构物的称重，可扩展性好。
称重过程实现全自动化，操作简便：本设备采用数学模型控制代替人工控制，利用自动控制电磁阀代替手工调节，实现全自动控制，操作简便。
附图说明：
图1为本实用新型计算机逻辑控制同步顶升称重设备整体结构平面布置方块示意图。
图2为本实用新型计算机逻辑控制同步顶升称重设备控制结构方块图。
图3为本实用新型计算机逻辑控制同步顶升称重设备数据采集及油管电磁阀控制原理方块图。
图中主要标号说明：
1集装箱、2辅助油箱、3动力柜、5控制台、61油路电磁阀箱、62油路电磁阀箱、71压力传感器、72压力传感器、73压力传感器、74压力传感器、81位移传感器、82位移传感器、91液压缸、92液压缸、93液压缸、94液压缸、101巡检仪、102巡检仪、11油泵、12油泵、13显示器、14工控机(上位机)、15为PLC主站(下位机)、16为PLC从站(下位机)，181现场输入输出设备、182现场输入输出设备、19液压缸手动控制按钮及其指示灯、21打印机、22巡检仪外壳、23开关电源、24远程通信模块、25开关量输出模块、26模拟量输入模块、28电加热器、29通讯网络(MPI)、30为Profibus-DP总线。
具体实施方式
如图1至图3所示，本实用新型计算机逻辑控制同步顶升称重设备，其包括集装箱1，该集装箱1内部安装多个油泵、辅助油箱2、动力柜3以及控制台5；该多个油泵分别通过油管与辅助油箱2连接，该动力柜3分别通过电缆与多个油泵和控制台5连接，该控制台5通过电缆与多个油泵连接；该该集装箱1外部设有多个现场设备，该多个现场输入输出设备分别通过油管与多个油泵连接。
如图1至图3所示，本实用新型计算机逻辑控制同步顶升称重设备，其中，该现场输入输出设备包括一个巡检仪、一个电磁阀箱、两个液压缸、两个压力传感器及一个位移传感器；该巡检仪通过电缆连接电磁阀箱，且通过Profibus-DP总线30与控制台5连接；该电磁阀箱通过油管分别与一个油泵和两个液压缸连接；该两个液压缸上分别设有一个压力传感器，且其中一个液压缸上还设有一个位移传感器；该两个压力传感器及一个位移传感器分别通过电缆与巡检仪连接；该控制台5包括工控机14、可编程序逻辑控制器(PLC)主站15和可编程序逻辑控制器(PLC)从站16；该工控机14通过电缆连接显示器13和打印机21，且通过通讯网络(MPI)29与可编程序逻辑控制器(PLC)主站15相连接；该可编程序逻辑控制器(PLC)主站15通过Profibus-DP总线30与可编程序逻辑控制器(PLC)从站16连接，且通过电缆与多个油泵并联连接；可编程序逻辑控制器(PLC)从站16通过Profibus-DP总线30串接多个巡检仪，且通过电缆与液压缸的手动控制按钮连接，当自动控制系统故障时，可以利用手动控制按钮进行手动控制作业；该巡检仪包括外壳22，外壳内安装一个开关电源23、一个远程通信模块24、一个开关量输出模块25、一个模拟量输入模块26和一个电加热器28；开关电源23通过电缆分别与远程通信模块24、开关量输出模块25、模拟量输入模块26和电加热器28连接，该模拟量输入模块26通过信号线分别与压力传感器及位移传感器连接，模拟量输入模块26将采集的压力、位移信号经通信模块24和通讯网络(MPI)29传送至可编程序控制(PLC)主站15，该可编程序控制(PLC)主站15的CPU模块采集信号数据后根据计算模型进行处理和计算，且显示出重量和位移值，并经通讯网络将电磁阀箱控制信号传输给开关量输出模块25，该开关量输出模块25输出220VAC电压信号给油管电磁阀箱控制开关。
如图1至图3所示，本实用新型计算机逻辑控制同步顶升称重设备的使用，在集装箱1内部安装两台油泵11和12，一个辅助油箱2，一个动力柜3，一个文件柜4和一个控制台5，如图1所示。辅助油箱2通过油管分别与油泵11和12的油箱相连，用来补充油泵油箱的容量不足；动力柜3通过电缆分别并联油泵11和12，为油泵电机提供电源；动力柜3与控制台5通过电缆连接，动力柜3为控制台5提供电源，且控制台5控制动力柜3内的电磁阀开关从而控制油泵11和12电机的启停；控制台5通过控制电缆与油泵11和12的电磁阀相连并控制油泵电磁阀的开关；控制台5内装有一个可编程逻辑控制器(PLC)主站15、一个可编程逻辑控制器(PLC)从站16、一个工控机14和一个打印机21。在集装箱1外部设有2个巡检仪和2套现场输入输出设备，巡检仪和现场输入输出设备可以根据不同形式不同重量的结构物而设定不同数量。本实施例中的巡检仪共有两个101和102，现场输入输出设备有两个位移传感器81和82，4个压力传感器71、72、73和74，4个液压缸91、92、93和94，两个电磁阀箱61和62；两个巡检仪101和102通过Profibus-DP总线30串联在控制台5的可编程逻辑控制器(PLC)从站16；其中，压力传感器71和72、位移传感器81、电磁阀箱61分别通过电缆与巡检仪101连接，压力传感器73和74、位移传感器82、电磁阀箱62分别通过电缆与巡检仪102连接；液压缸91和92分别通过油管与电磁阀箱61并联，该电磁阀箱61通过油管与油泵12连接，液压缸93和94分别通过油管与电磁阀箱62并联，该电磁阀箱62通过油管与油泵11连接。
巡检仪包括外壳22，该外壳22内安装有一个开关电源23，一个远程通信模块24，一个开关量输出模块25，一个模拟量输入模块26和一个电加热器28；开关电源23将220VAC电源转换为24VDC电源为远程通信模块24、开关量模块25和模拟量模块26提供电源，开关电源型号为OTS-145-24，如图3所示。
本设备利用位移传感器81、82检测相应称重点的顶升高度，位移传感器为高精度拉线位移传感器，该位移传感器选用美国UNIMEASURE公司原装产品，型号为P420-10，通过检测结构物与液压缸体的相对位移得到称重点的顶升高度。通过压力传感器71、72、73、74检测相应液压缸的油压力，该压力传感器型号为PTX661，是英国DRUCK原装产品。通过控制电磁阀箱61、62内的电磁阀的开关来控制相应液压缸的进出油量。利用可编程逻辑控制器(PLC)控制技术采集压力传感器和位移传感器模拟量值，通过模型计算控制油路电磁阀和油泵电磁阀的开关，实现对大型结构物的同步顶升、调平和下降，进行大型结构物的自动称重，同时上位机能自动控制、检测，在压力或位移超过设定值时报警。称重时，集装箱(1)外部的液压缸、位移传感器安装在大型结构物桩腿(称重点)下部。
巡检仪内的PLC远程通信模块型号为西门子6ES7 153-1AA03，模拟量输入模块的型号为西门子6ES7 331-7NF00，开关量输出模块为西门子6ES7322-1HF00。
压力传感器、位移传感器将压力和位移信号转变成4～20mA电流信号，通过信号线送人模拟量输入模块(6ES7 331-7NF00)26，模拟量输入模块26将采集到的压力、位移信号经远程通信模块24和通讯网络30传送到PLC主站15，PLC主站15的CPU模块采集信号数据后根据计算模型进行处理和计算，最后通过显示器13显示出重量和位移的数值，并将油管电磁阀箱61和62的控制信号通过通讯网络传输给开关量输出模块25，开关量输出模块25输出220VAC电压信号给油管电磁阀箱61和62，控制油管电磁阀箱的开关，从而控制液压缸91、92、93、94的升降，根据在环境温度情况，通过电加热器28来提高巡检仪101和102内部温度，该巡检仪101和102的内部温度一般应该控制在0～50℃。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种计算机逻辑控制同步顶升称重设备，其特征在于，包括集装箱(1)，该集装箱(1)内部安装多个油泵、辅助油箱(2)、动力柜(3)以及控制台(5)；该多个油泵分别通过油管与辅助油箱(2)连接，该动力柜(3)分别通过电缆与多个油泵和控制台(5)连接，该控制台(5)通过电缆与多个油泵连接；该集装箱(1)外部设有多个现场设备，该多个现场输入输出设备分别通过油管与多个油泵连接，通过电缆与控制台连接。
2.根据权利要求1所述的计算机逻辑控制同步顶升称重设备，其特征在于，现场输入输出设备包括一个巡检仪、一个电磁阀箱、两个液压缸、两个压力传感器及一个位移传感器；该巡检仪通过多条电缆连接电磁阀箱，且通过Profibus-DP总线(30)与控制台(5)连接；该电磁阀箱通过油管分别与一个油泵和两个液压缸连接；该两个液压缸上分别设有一个压力传感器，且其中一个液压缸与顶升物之间还设有一个位移传感器；该两个压力传感器及一个位移传感器分别通过电缆与巡检仪连接。
3.根据权利要求1所述的计算机逻辑控制同步顶升称重设备，其特征在于，所述控制台(5)包括工控机(14)、可编程序逻辑控制器主站(15)和可编程序逻辑控制器从站(16)；该工控机(14)通过电缆连接显示器(13)和打印机(21)，且通过通讯网络与可编程序逻辑控制器主站(15)相连接；该可编程序逻辑控制器主站(15)通过Profibus-DP总线(30)与可编程序逻辑控制器从站(16)连接，且通过电缆与多个油泵并联连接；可编程序逻辑控制器从站(16)通过Profibus-DP总线(30)串接多个巡检仪，且通过电缆与液压缸的手动控制按钮连接。
4.根据权利要求1所述的计算机逻辑控制同步顶升称重设备，其特征在于，所述巡检仪包括外壳(22)，外壳内安装一个开关电源(23)、一个远程通信模块(24)、一个开关量输出模块(25)、一个模拟量输入模块(26)和一个电加热器(28)；开关电源(23)通过电缆分别与远程通信模块(24)、开关量输出模块(25)、模拟量输入模块(26)和电加热器(28)连接，该模拟量输入模块(26)通过信号线分别与压力传感器及位移传感器连接，模拟量输入模块(26)将采集的压力、位移信号经通信模块(24)和通讯网络(29)传送至可编程序控制(PLC)主站(15)，该可编程序控制(PLC)主站(15)的CPU模块采集信号数据后根据计算模型进行处理和计算，且显示出重量和位移值，并经通讯网络将电磁阀箱控制信号传输给开关量输出模块(25)，该开关量输出模块(25)输出220VAC电压信号给油管电磁阀箱控制开关。
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
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Granted publication date: 20100623 |
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| CX01 | Expiry of patent term |