[发明专利]一种恒定张力牵引和储缆绞车控制系统

说明书

本发明涉及水下绞车技术领域，公开了一种恒定张力牵引和储缆绞车控制系统，包括机架、设置在机架内的牵引绞车、储缆绞车、电缆和控制装置、设置在牵引绞车上的牵引伺服电机、牵引编码器和牵引刹车、以及设置在储缆绞车上的储缆伺服电机和储缆编码器，牵引绞车与储缆绞车之间穿过电缆；放缆作业时，控制牵引绞车以速度模式主动放缆，控制储缆绞车以力矩模式被动放缆，并跟随牵引绞车的速度；收揽作业时，控制储缆绞车以力矩模式主动收缆，控制牵引绞车以速度模式收缆；放缆和收揽作业时，保持所述电缆的张力不突变。本发明能够控制牵引与储缆绞车之间电缆保持恒张力，控制牵引和储缆绞车协同工作，在启停时电缆张力不突变，停机后电缆张力不松弛。

技术领域

本发明涉及水下绞车控制技术领域，更具体的说，特别涉及一种恒定张力牵引和储缆绞车控制系统。

背景技术

水下绞车是工作于水中，用于水下设备的布放回收的特种设备，对于绞车的体积、重量、水密性、可靠性都有很高要求。目前单绞车采用单个卷筒进行牵引储缆，因其容易造成排缆混乱，且所需传感器较多不利于水密等要求，双绞车收放系统是将牵引绞车和储缆绞车相分离的绞车结构，但是这种绞车体积大，不利于水下作业。

牵引和储缆组合一体式绞车是牵引绞车负责将拖缆与设备从水下回收至作业船甲板，储缆绞车负责将牵引绞车回收的拖缆缠绕在绞盘上。该系统的关键技术在于，牵引与储缆绞车之间的速度同步和张力控制，现有技术的缺陷表现为：若两者之间的速度不同步，可能导致拖缆排缆不整齐、损伤甚至破断，若张力控制不合适将不能起到保护拖缆的目的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种恒定张力牵引和储缆绞车控制系统，能够控制牵引绞车与储缆绞车之间电缆张力恒定，并能够使储缆绞车和牵引绞车协同工作，收缆与放缆时能够控制在启、停时电缆张力不突变，停机后张力不松弛。

为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种恒定张力牵引和储缆绞车控制系统，包括机架、设置在机架内的牵引绞车、储缆绞车、电缆和控制装置、设置在牵引绞车上的牵引伺服电机和牵引编码器、以及设置在储缆绞车上的储缆伺服电机和储缆编码器，所述牵引绞车与储缆绞车之间穿过电缆；

所述控制装置分别接收所述牵引编码器采集的牵引绞车工况、及储缆编码器采集的储缆绞车工况，并根据所述工况，将接收的上位机控制指令分别输出给牵引伺服电机和储缆伺服电机；

放缆作业时，所述牵引伺服电机控制牵引绞车以速度模式主动放缆，所述储缆伺服电机控制储缆绞车以力矩模式被动放缆，并跟随牵引绞车的速度；收揽作业时，所述储缆伺服电机控制储缆绞车以力矩模式主动收缆，所述牵引伺服电机控制牵引绞车以速度模式收缆；放缆和收揽作业时，所述电缆的张力不突变。

进一步的，所述控制装置包括CPU模块、牵引驱动模块和储缆驱动模块，所述CPU模块接收上位机的控制指令，分别输出给牵引驱动模块和储缆驱动模块，并接收牵引驱动模块采集的牵引绞车工况、及储缆驱动模块采集的储缆绞车工况；

所述牵引驱动模块根据所述控制指令，接收牵引编码器得到的牵引伺服电机的速度检测信号，并对牵引伺服电机进行速度控制；

所述储缆驱动模块根据所述控制指令，接收储缆编码器采集得到的储缆伺服电机的速度检测信号，并对储缆伺服电机进行力矩控制。

进一步的，放缆作业时，所述储缆伺服电机产生恒定的力矩，控制储缆绞车以力矩模式工作；所述储缆伺服电机的放缆力设为T1，储缆绞车的制动力设为T2，所述牵引绞车放缆时带动储缆绞车放缆，则所述电缆的张力为： T2-T1。

进一步的，收缆作业时，所述牵引伺服电机控制牵引绞车以设定速度收缆，所述储缆伺服电机控制储缆绞车以力矩模式收缆；所述储缆伺服电机的收缆力为T3，储缆绞车的制动力为T4，储缆绞车主动收缆，则所述电缆的张力为：T3-T4。