專利名稱：一種船用拖纜機絞車?yán)|繩張力和長度檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種船用拖纜機絞車?yán)|繩張力和長度檢測系統(tǒng)，特別適用于對海洋鉆井平臺船用拖纜機錨泊線的張力檢測、收放線的長度測量以及速度測量，屬于物理量測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
半潛式平臺是一種技術(shù)相對成熟，投資較低的浮式結(jié)構(gòu)，它具有適應(yīng)水深范圍寬(200 3000m)，穩(wěn)定性好，移運靈活等優(yōu)點。因此，半潛式平臺在深海鉆井平臺中有較多應(yīng)用。為滿足海上作業(yè)的要求，半潛式平臺采用散開的錨泊系統(tǒng)定位，以抵御海洋環(huán)境的影響。錨泊系統(tǒng)由若干對稱分布的錨泊線組成，這些錨泊線一端系在平臺的不同位置，另一端錨固在海底，在散布的錨泊系統(tǒng)中，對錨泊線的兩個基本要求是1)拋出的錨泊線長度有一定要求，即拋出的長度應(yīng)足以保證船舶在受外力作用而漂移時錨泊線下端總能相切于水 底，使錨的抓力得以充分發(fā)揮，防止走錨。2)錨泊線上施加了預(yù)張力，若干根有預(yù)張力的錨泊線布置在平臺的周圍，使平臺保持在要求的位置。船用拖纜機是錨泊系統(tǒng)的主要組成部分，是半潛式平臺上最重要的設(shè)備之一，其主要用途是為沒有自航能力的海洋平臺提供拖帶和起拋錨作業(yè)，是支持半潛式平臺抵抗風(fēng)、流、和環(huán)境的重要手段。長期系泊于海面上的平臺，要在各種惡劣的海洋環(huán)境中進行作業(yè)和生產(chǎn)，錨泊線所受的力常常大于100噸，有的甚至高達500噸以上。因此，正確測量其在海洋環(huán)境載荷作用下錨泊纜繩張力、拋出的錨泊纜繩長度就顯得十分重要。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述背景，提供一種船用拖纜機絞車?yán)|繩張力和長度檢測系統(tǒng)。本實用新型系統(tǒng)使用荷重傳感器實現(xiàn)載荷測量，多圈絕對值編碼器實現(xiàn)行程測量，PLC電氣模塊將采集到的荷重傳感器信號和編碼器信號進行處理計算，得到放出纜繩的長度、速度和張力，并顯示在觸摸屏上，觸摸屏顯示模塊還可以實現(xiàn)相關(guān)參數(shù)的整定以及纜繩長度和張力的超限報警。本實用新型的技術(shù)方案是一種船用拖纜機絞車?yán)|繩張力和長度檢測系統(tǒng)，它包括若干個荷重傳感器，該荷重傳感器上連接有變送器；一個編碼器，用于實時采集和輸出纜繩長度和速度數(shù)據(jù)信號，該編碼器為多圈絕對值編碼器；一個包括CPU模塊、模擬量輸入接口模塊、SSI信號轉(zhuǎn)換模塊、模擬量輸出接口模塊、無源開關(guān)量輸出接口模塊的PLC電氣模塊，用于將過定位空間力學(xué)系統(tǒng)進行簡化；一個觸摸屏顯示模塊，該觸摸屏顯示模塊與CPU模塊相連接，用于實時顯示纜繩張力及放出纜繩長度和速度，并對張力和長度進行參數(shù)整定，當(dāng)長度和張力值超限，無源開關(guān)量輸出接口模塊就向現(xiàn)場提供報警信號；[0011]所述的荷重傳感器與模擬量輸入接口模塊連接，將采集的荷重數(shù)據(jù)模擬量信號傳送給模擬量輸入接口模塊；所述的編碼器與絞車?yán)|繩相連，記錄絞車?yán)|繩的當(dāng)前絕對位置和速度，然后將位置和速度的數(shù)據(jù)信號傳送給PLC電氣模塊。在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上更進一步的方案是所述的船用拖纜機絞車?yán)|繩張力和長度檢測系統(tǒng)，其CPU模塊分別與模擬量輸入接口模塊、SSI信號轉(zhuǎn)換模塊、模擬量輸出接口模塊和無源開關(guān)量輸出接口模塊以及觸摸屏顯示模塊連接，用于處理數(shù)據(jù)信息以及發(fā)送命令；模擬量輸入接口模塊用于接收荷重傳感器的信號，SSI信號轉(zhuǎn)換模塊用于接收編碼器的信號，模擬量輸出接口模塊用于向現(xiàn)場提供計算出的纜繩長度、速度和張力的模擬量信號，無源開關(guān)量輸出接口模塊用于向現(xiàn)場提供張力和長度超限報警信號。本實用新型的技術(shù)效果顯著I、能及時準(zhǔn)確得到放或收纜繩的長度、速度和張力，確保海面上的作業(yè)平臺安全穩(wěn)定;2、觸摸屏能直觀檢測情況并且觸摸屏顯示模塊還能實現(xiàn)參數(shù)的整定以及纜繩長度和張力的超限報警；3、能有效地保護船用拖纜機絞車和纜繩的安全運行。

圖I為本實用新型船用拖纜機絞車?yán)|繩張力和長度檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明如下如圖I所示，一種船用拖纜機絞車?yán)|繩張力和長度檢測系統(tǒng)，包括若干個荷重傳感器I，該荷重傳感器I上連接有變送器I. I ;一個編碼器2，用于實時采集和輸出纜繩長度和速度數(shù)據(jù)信號，該編碼器2為多圈絕對值編碼器；一個包括CPU模塊3、模擬量輸入接口模塊4、SSI信號轉(zhuǎn)換模塊5、模擬量輸出接口模塊6、無源開關(guān)量輸出接口模塊7的PLC電氣模塊8，用于將過定位空間力學(xué)系統(tǒng)進行簡化；一個觸摸屏顯示模塊9，該觸摸屏顯示模塊9與CPU模塊3相連接，用于實時顯示纜繩張力及放出纜繩長度和速度，并對張力和長度進行參數(shù)整定，當(dāng)長度和張力值超限，無源開關(guān)量輸出接口模塊7就向現(xiàn)場提供報警信號；所述的荷重傳感器I與模擬量輸入接口模塊4連接，將采集的荷重數(shù)據(jù)模擬量信號傳送給模擬量輸入接口模塊4 ;所述的編碼器2與絞車?yán)|繩相連，記錄絞車?yán)|繩的當(dāng)前絕對位置和速度，然后將位置和速度的數(shù)據(jù)信號傳送給PLC電氣模塊8。所述的CPU模塊3分別與模擬量輸入接口模塊4、SSI信號轉(zhuǎn)換模塊5、模擬量輸出接口模塊6和無源開關(guān)量輸出接口模塊7以及觸摸屏顯示模塊9連接，用于處理數(shù)據(jù)信息以及發(fā)送命令；模擬量輸入接口模塊4用于接收荷重傳感器I的信號，SSI信號轉(zhuǎn)換模塊5用于接收編碼器2的信號，模擬量輸出接口模塊6用于向現(xiàn)場提供計算出的纜繩長度、速度和張力的模擬量信號，無源開關(guān)量輸出接口模塊7用于向現(xiàn)場提供張力和長度超限報警信號。結(jié)合本實用新型的技術(shù)方案與原理對本實用新型的效果進一步說明如下首先，荷重傳感器將測量得到的支撐力通過變送器傳送給模擬輸入接口模塊，多圈絕對值編碼器將卷筒位置信息記錄下來并傳送給SSI信號轉(zhuǎn)換模塊，然后，CPU模塊中的PLC軟件負責(zé)荷重傳感器模擬量的采集，計算絞車?yán)|繩張力；負責(zé)絕對值編碼器信號采集，計算絞車?yán)|繩放出長度和纜繩的速度；提供纜繩張力、長度及速度量輸出到觸摸屏，同時向集控室提供纜繩張力、長度及速度共3路模擬量輸出；當(dāng)纜繩張力、長度超限時，現(xiàn)場聲光報警，同時向集控室提供纜繩張力、長度超限報警輸出。最后，觸摸屏軟件負責(zé)實時顯示纜繩張力，放出纜繩長度和速度，具備參數(shù)整定功能，由操作者進行顯示數(shù)據(jù)的零位、最大量程、報警值的整定，整定功能需要輸入密碼。PLC軟件和觸摸屏軟件之間采用RS232/RS485協(xié)議，借助MPI接口電纜完成通訊。本實用新型權(quán)利要求保護范圍不限于上述實施例。
權(quán)利要求1.一種船用拖纜機絞車?yán)|繩張力和長度檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括 若干個荷重傳感器(I )，該荷重傳感器(I)上連接有變送器(1.1); 一個編碼器(2)，用于實時采集和輸出纜繩長度和速度數(shù)據(jù)信號，該編碼器(2)為多圈絕對值編碼器； 一個包括CPU模塊(3)、模擬量輸入接口模塊(4)、SSI信號轉(zhuǎn)換模塊(5)、模擬量輸出接口模塊(6)、無源開關(guān)量輸出接口模塊(7)的PLC電氣模塊(8)，用于將過定位空間力學(xué)系統(tǒng)進行簡化； 一個觸摸屏顯示模塊(9)，該觸摸屏顯示模塊(9)與CPU模塊(3)相連接，用于實時顯示纜繩張力及放出纜繩長度和速度，并對張力和長度進行參數(shù)整定，當(dāng)長度和張力值超限，無源開關(guān)量輸出接口模塊(7)就向現(xiàn)場提供報警信號； 所述的荷重傳感器(I)與模擬量輸入接口模塊(4)連接，將采集的荷重數(shù)據(jù)模擬量信號傳送給模擬量輸入接口模塊(4);所述的編碼器(2)與絞車?yán)|繩相連，記錄絞車?yán)|繩的當(dāng)前絕對位置和速度，然后將位置和速度的數(shù)據(jù)信號傳送給PLC電氣模塊(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的船用拖纜機絞車?yán)|繩張力和長度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的CPU模塊(3 )分別與模擬量輸入接口模塊(4 )、SSI信號轉(zhuǎn)換模塊(5 )、模擬量輸出接口模塊(6)和無源開關(guān)量輸出接口模塊(7)以及觸摸屏顯示模塊(9)連接，用于處理數(shù)據(jù)信息以及發(fā)送命令；模擬量輸入接口模塊(4)用于接收荷重傳感器(I)的信號，SSI信號轉(zhuǎn)換模塊(5 )用于接收編碼器(2 )的信號，模擬量輸出接口模塊(6 )用于向現(xiàn)場提供計算出的纜繩長度、速度和張力的模擬量信號，無源開關(guān)量輸出接口模塊(7)用于向現(xiàn)場提供張力和長度超限報警信號。
專利摘要本實用新型涉及船用拖纜機絞車?yán)|繩張力和長度檢測系統(tǒng)及檢測方法，特別適用于對海洋鉆井平臺船用拖纜機錨泊線的張力檢測、收放線的長度測量以及速度測量。本實用新型檢測系統(tǒng)包括荷重傳感器，編碼器，PLC電氣模塊，觸摸屏顯示模塊，所述的荷重傳感器與模擬量輸入接口模塊連接，將采集的荷重數(shù)據(jù)模擬量信號傳送給模擬量輸入接口模塊。本實用新型優(yōu)點是能及時準(zhǔn)確得到放或收纜繩的長度、速度和張力數(shù)據(jù)信息，確保海面上的作業(yè)平臺安全穩(wěn)定；觸摸屏能顯示檢測情況并且觸摸屏顯示模塊還能實現(xiàn)參數(shù)的整定以及纜繩長度和張力的超限報警；能有效地保護船用拖纜機絞車和纜繩的安全運行。
文檔編號G01B21/06GK202533209SQ20122018822
公開日2012年11月14日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者劉娟, 張建民, 胡慧濤, 陳沖, 陳凱, 韓韜, 高有濤 申請人:武漢華中天經(jīng)光電系統(tǒng)有限公司