基于調(diào)速控制的大型結(jié)構(gòu)物稱重液壓控制結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了基于調(diào)速控制的大型結(jié)構(gòu)物稱重液壓控制結(jié)構(gòu),它包括四個(gè)頂升單元，每一個(gè)頂升單元安裝在托架上，在每一個(gè)托架上安裝有一個(gè)拉線式位移傳感器，拉線式位移傳感器的拉線端與安裝在四個(gè)頂升單元上的大型結(jié)構(gòu)物相連，四個(gè)拉線式位移傳感器與可編程邏輯控制器相連并將測(cè)得的頂升單元的頂升、下降位移傳輸給可編程邏輯控制器，所述的可編程邏輯控制器以一個(gè)拉線式位移傳感器輸出的最小的頂升、下降位移值作為基準(zhǔn)值與其它三個(gè)拉線式位移傳感器輸出的位移值比較，然后輸出位移控制信號(hào)給與其它三個(gè)拉線式位移傳感器相連的頂升單元以調(diào)整其它三個(gè)頂升單元的位移值使其與基準(zhǔn)頂升單元位移值保持一致。采用本發(fā)明可以滿足同步精度要求。
【專利說(shuō)明】基于調(diào)速控制的大型結(jié)構(gòu)物稱重液壓控制結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液壓控制結(jié)構(gòu)，尤其涉及基于調(diào)速控制的大型結(jié)構(gòu)物稱重液壓控制結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋石油平臺(tái)的安裝是海上工程的重要組成部分，大型結(jié)構(gòu)物的重量和重心分布是結(jié)構(gòu)物海上安裝的重要控制參數(shù)，準(zhǔn)確的重量和重心位置對(duì)選擇浮吊和吊索起決定性作用。由于平臺(tái)是多點(diǎn)支撐而且完全是剛性結(jié)構(gòu)，在稱重過(guò)程中若不能很好地實(shí)現(xiàn)同步頂升控制，各千斤頂上升高度不同，平臺(tái)可能會(huì)發(fā)生彎曲變形，嚴(yán)重的會(huì)破壞平臺(tái)結(jié)構(gòu)，而平臺(tái)的傾斜也有可能導(dǎo)致平臺(tái)滑落甚至傾翻，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種實(shí)現(xiàn)四個(gè)支點(diǎn)的千斤頂同步頂升，從而避免稱重過(guò)程中大型結(jié)構(gòu)物平臺(tái)的傾斜甚至傾翻，減小了安全隱患的基于調(diào)速控制的大型結(jié)構(gòu)物稱重液壓控制結(jié)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明的基于調(diào)速控制的大型結(jié)構(gòu)物稱重液壓控制結(jié)構(gòu)，它包括四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的頂升單元，每一個(gè)頂升單元安裝在托架上，在每一個(gè)托架上安裝有一個(gè)拉線式位移傳感器，拉線式位移傳感器的拉線端與安裝在四個(gè)頂升單元上的大型結(jié)構(gòu)物相連以測(cè)量每一個(gè)頂升單元的頂升位移，四個(gè)拉線式位移傳感器與可編程邏輯控制器相連并將測(cè)得的頂升單元的頂升、下降位移傳輸給可編程邏輯控制器，所述的可編程邏輯控制器以一個(gè)拉線式位移傳感器輸出的最小的頂升、下降位移值作為基準(zhǔn)值與其它三個(gè)拉線式位移傳感器輸出的位移值比較，然后輸出位移控制信號(hào)給與其它三個(gè)拉線式位移傳感器相連的頂升單元以調(diào)整其它三個(gè)頂升單元的位移值使其與基準(zhǔn)頂升單元位移值保持一致。
[0005]采用本發(fā)明可以滿足同步精度要求，能將最大同步誤差控制在0.5mm以下，將平均同步誤差控制在0.3mm左右。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1為本發(fā)明的基于調(diào)速控制的大型結(jié)構(gòu)物稱重液壓控制結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0007]圖2為圖1所示的結(jié)構(gòu)中的單個(gè)頂升單元的液壓原理圖；
[0008]圖3為單個(gè)頂升單元稱重時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作以詳細(xì)描述。
[0010]如圖1所示，本發(fā)明的四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的頂升單元I的供油油路以及回油油路17-1、17-2可以與一個(gè)泵站16相連。
[0011]如圖2-3所示的本發(fā)明的基于調(diào)速控制的大型結(jié)構(gòu)物稱重液壓控制結(jié)構(gòu)，它包括四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的頂升單元I，每一個(gè)頂升單元I安裝在托架14上，在每一個(gè)托架14上安裝有一個(gè)拉線式位移傳感器13，拉線式位移傳感器13的拉線端與安裝在四個(gè)頂升單元I上的大型結(jié)構(gòu)物15相連以測(cè)量每一個(gè)頂升單元I的頂升、下降位移，四個(gè)拉線式位移傳感器13與可編程邏輯控制器相連并將測(cè)得的頂升單元的頂升、下降位移傳輸給可編程邏輯控制器，所述的可編程邏輯控制器以一個(gè)拉線式位移傳感器13輸出的最小的頂升、下降位移值作為基準(zhǔn)值與其它三個(gè)拉線式位移傳感器輸出的位移值比較，將比較后的位移偏差值經(jīng)比例-積分-微分調(diào)節(jié)，然后輸出位移控制信號(hào)給與其它三個(gè)拉線式位移傳感器相連的頂升單元以調(diào)整其它三個(gè)頂升單元的位移值使其與基準(zhǔn)頂升單元位移值保持一致。
[0012]作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，優(yōu)選的所述的每一個(gè)頂升單元I包括四個(gè)千斤頂2，所述的四個(gè)千斤頂2的有桿腔分別通過(guò)第一支管與安裝有第一并聯(lián)設(shè)置的閥的第一油路的一端相連通，所述的第一油路的另一端與一個(gè)三通四位換向閥11的第一連接口相連通，所述的第一并聯(lián)設(shè)置的閥門為第一單向閥9-1和第一調(diào)速閥12-1并聯(lián)設(shè)置；所述的四個(gè)千斤頂2的無(wú)桿腔分別通過(guò)第二支管與第二油路的一端相連通，所述的第二油路的另一端與所述的三通四位換向閥11的第二連接口相連通，從無(wú)桿腔至三通四位換向閥11的第二連接口的第二油路上依次裝有液控單向閥7、二位三通換向閥6、第二并聯(lián)設(shè)置的閥，在第二并聯(lián)設(shè)置的閥以及第二連接口之間的第二油路上通過(guò)第三支路連接有第一溢流閥10-1，所述的第二并聯(lián)設(shè)置的閥的一個(gè)支路上裝有減壓閥5和第二單向閥9-2并且另一個(gè)支路上裝有第二調(diào)速閥12-2和第三單向閥9-3，所述的第二單向閥9-2和第三單向閥9-3方向相反，三通四位換向閥11的第三連接口通過(guò)第三油路與油箱連通，三通四位換向閥11的第四連接口通過(guò)裝有過(guò)濾器8、泵4以及第四單向閥9-4的第四油路與油箱連通，在第四連接口和第四單向閥9-4之間的所述的第四油路上通過(guò)第四支管連接有第二溢流閥10-2。與其它三個(gè)拉線式位移傳感器相連的頂升單元中的第一調(diào)速閥或第二調(diào)速閥接收所述的可編程邏輯控制器輸出的位移控制信號(hào)，控制第一調(diào)速閥或第二調(diào)速閥的開(kāi)度，進(jìn)而調(diào)整其它三個(gè)頂升單元的位移值使其與基準(zhǔn)頂升單元位移值保持一致。
[0013]本裝置的工作過(guò)程如下:
[0014]活塞頂升時(shí)，三位四通換向閥11打到右位，二位三通換向閥6打到上位，油箱內(nèi)的液壓油依次流經(jīng)濾器8、油泵4、第四單向閥9-4、三位四通換向閥11的第四、第二連接口、第二單向閥9-2、減壓閥5、二位三通換向閥6、液控單向閥7流向油缸無(wú)桿腔，有桿腔的液壓油經(jīng)第一調(diào)速閥12-1、三位四通換向閥11的第一、第三連接口流回油箱。可編程邏輯控制器根據(jù)拉線式位移傳感器檢測(cè)的四個(gè)頂升單元的位移值，確定一個(gè)頂升單元的最小頂升位移基準(zhǔn)值后，將其余三個(gè)頂升單元的位移值與其比較，將比較后的位移偏差值經(jīng)比例-積分-微分調(diào)節(jié)，然后輸出控制信號(hào)給與其它三個(gè)拉線式位移傳感器相連的頂升單元中的第一調(diào)速閥12-1，控制第一調(diào)速閥12-1的開(kāi)度，進(jìn)而調(diào)整其它三個(gè)頂升單元的位移值使其與基準(zhǔn)頂升單元頂升位移值保持一致。
[0015]活塞下降時(shí)，三位四通換向閥11打到左位，兩位三通換向閥6打到上位，油箱內(nèi)的液壓油依次流經(jīng)濾器8、油泵4、第四單向閥9-4、三位四通換向閥11的第四、第一連接口、第一單向閥9-1流向油缸有桿腔，隨著千斤頂活塞桿下降，無(wú)桿腔油壓上升，將液控單向閥7導(dǎo)通，順利地將無(wú)桿腔油液排出，無(wú)桿腔部分液壓油經(jīng)兩位三通換向閥6、第二調(diào)速閥12-2、第三單向閥9-3、三位四通換向閥11的第二、第三連接口流回油箱?？删幊踢壿嬁刂破鞲鶕?jù)拉線式位移傳感器檢測(cè)的四個(gè)頂升單元的位移值，確定一個(gè)頂升單元的最小下降位移基準(zhǔn)值后，將其余三個(gè)頂升單元的位移值與其比較，將比較后的位移偏差值經(jīng)比例-積分-微分調(diào)節(jié)，然后輸出控制信號(hào)給與其它三個(gè)拉線式位移傳感器相連的頂升單元中的第二調(diào)速閥12-2，控制第二調(diào)速閥12-2的開(kāi)度，進(jìn)而調(diào)整其它三個(gè)頂升單元的位移值使其與基準(zhǔn)頂升單元頂升位移值保持一致。
[0016]采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，目標(biāo)設(shè)定值Sv (t)為基準(zhǔn)位移值，閉環(huán)控制器的反饋值通過(guò)位移傳感器，并經(jīng)Α/D變換轉(zhuǎn)換為數(shù)字量Pv (t);基準(zhǔn)位移值與其它三個(gè)位移傳感器的反饋
號(hào)差值ev (t):
[0017]ev(t) = Sv(t)-Pv(t)
[0018]該誤差信號(hào)值送入可編程邏輯控制器，經(jīng)比例、積分、微分運(yùn)算，得到疊加的一個(gè)數(shù)字量；該數(shù)字量經(jīng)進(jìn)行D/Α變換，輸出一個(gè)電流信號(hào)mv (t):
[0019]
【權(quán)利要求】
1.基于調(diào)速控制的大型結(jié)構(gòu)物稱重液壓控制結(jié)構(gòu)，其特征在于:它包括四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的頂升單元，每一個(gè)頂升單元安裝在托架上，在每一個(gè)托架上安裝有一個(gè)拉線式位移傳感器，拉線式位移傳感器的拉線端與安裝在四個(gè)頂升單元上的大型結(jié)構(gòu)物相連以測(cè)量每一個(gè)頂升單元的頂升位移，四個(gè)拉線式位移傳感器與可編程邏輯控制器相連并將測(cè)得的頂升單元的頂升、下降位移傳輸給可編程邏輯控制器，所述的可編程邏輯控制器以一個(gè)拉線式位移傳感器輸出的最小的頂升、下降位移值作為基準(zhǔn)值與其它三個(gè)拉線式位移傳感器輸出的位移值比較，然后輸出位移控制信號(hào)給與其它三個(gè)拉線式位移傳感器相連的頂升單元以調(diào)整其它三個(gè)頂升單元的位移值使其與基準(zhǔn)頂升單元位移值保持一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于調(diào)速控制的大型結(jié)構(gòu)物稱重液壓控制結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的每一個(gè)頂升單元包括四個(gè)千斤頂，所述的四個(gè)千斤頂?shù)挠袟U腔分別通過(guò)第一支管與安裝有第一并聯(lián)設(shè)置的閥的第一油路的一端相連通，所述的第一油路的另一端與一個(gè)三通四位換向閥的第一連接口相連通，所述的第一并聯(lián)設(shè)置的閥門為第一單向閥和第一調(diào)速閥并聯(lián)設(shè)置；所述的四個(gè)千斤頂?shù)臒o(wú)桿腔分別通過(guò)第二支管與第二油路的一端相連通，所述的第二油路的另一端與所述的三通四位換向閥的第二連接口相連通，從無(wú)桿腔至三通四位換向閥的第二連接口的第二油路上依次裝有液控單向閥、二位三通換向閥、第二并聯(lián)設(shè)置的閥，在第二并聯(lián)設(shè)置的閥以及第二連接口之間的第二油路上通過(guò)第三支路連接有第一溢流閥，所述的第二并聯(lián)設(shè)置的閥的一個(gè)支路上裝有減壓閥和第二單向閥并且另一個(gè)支路上裝有第二調(diào)速閥和第三單向閥，所述的第二單向閥和第三單向閥方向相反，三通四位換向閥的第三連接口通過(guò)第三油路與油箱連通，三通四位換向閥的第四連接口通過(guò)裝有過(guò)濾器、泵以及第四單向閥的第四油路與油箱連通，在第四連接口和第四單向閥之間的所述的第四油路上通過(guò)第四支管連接有第二溢流閥，與其它三個(gè)拉線式位移傳感器相連的頂升單元中的第一調(diào)速閥或第二調(diào)速閥接收所述的可編程邏輯控制器輸出的位移控制信號(hào)，控制第一調(diào)速閥或第二調(diào)速閥的開(kāi)度，進(jìn)而調(diào)整其它三個(gè)頂升單元的位移值使其與基準(zhǔn)頂升單元位移值保持一致。
【文檔編號(hào)】B66F3/46GK103708375SQ201310718180
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】章青, 片成榮, 張育坤, 石云飛 申請(qǐng)人:天津大學(xué)