本發明專利技術公開一種利用視頻測距的海洋平臺起重機升沉補償控制系統及方法。包括控制計算機，工業攝像機和直接泵控式電液升沉補償裝置；工業攝像機和直接泵控式電液升沉補償裝置中的伺服電機驅動器、轉速傳感器、三個壓力傳感器和內置式位移傳感器分別通過電氣接線與控制計算機相連接，進行信息與能量的交換；工業攝像機和直接泵控式電液升沉補償裝置分別安裝于海洋平臺起重機基座上。通過視頻測距方法檢測船只三維位置信息傳送至控制計算機，控制直接泵控式電液升沉補償裝置，進行海洋平臺起重機智能化的升沉運動補償，起重機不受船體升沉運動的影響，將負載提升離開且平穩下放至補給船甲板，進行起重機提升與下放的智能升沉運動補償。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及起重機升沉補償控制系統及方法，尤其是涉及一種。
技術介紹
21世紀以來，全世界對能源的需求日益增加，海洋成為各國新世紀能源戰略的重點，世界各國紛紛加大了對海洋開發的力度。隨著海洋石油的大量開發，大型海上工程也蓬勃發展，在這些工程中海上起重機則是關鍵設備之一。由于海浪運動造成的船體升沉運動與擺動，極大的限制了海上起重機的作業能力，不僅會降低吊裝的就位精度，增加作業的危險性，還會在結構上產生附加動載荷，嚴重時會導致設備的損壞和人員的傷亡。消除海浪運動對起重機作業的影響成為海上起重機與地面起重機最大的技術區別。現有用于消除海浪運動影響的發展較成熟的單元技術，如恒張力技術及升沉補償技術，主要是針對船載設備進行研發的，且其控制目標是通過連續的補償保持負載在水中位置恒定，而海洋平臺起重機的控制目標應是在海浪運動的條件下，不受船體升沉運動的影響，平穩的將負載提升離開且能夠平穩下放至補給船甲板，一旦貨物提升離開甲板或放置在甲板上后，就無需再進行補償。主動式升沉補償技術是基于安裝于船體的傳感器對船體運動的檢測實現的，而對于海洋平臺起重機而言，起重機作業船只不可能是同一條船，且起重機距離船只垂直距離近百米，對于船體位置信息的檢測通過在補給船上安裝傳感器實現是不現實的，應采用非接觸式測量裝置。目前國際及國內制造商的海洋平臺起重機，解決海浪運動的措施仍是配置恒張力功能，升沉補償技術由于在海洋平臺起重機條件下船體運動檢測不便，沒有大規模使用，但事實上對于海洋平臺起重機而言，無論是恒張力技術還是現有的升沉補償技術，只能使海洋平臺起重機的起吊過程不受船體升沉影響，而下落過程依然受到船體運動的影響，起重機的完整操作包含提升與下放兩個過程，因此現有技術只能解決問題的一半。綜上所述，因此現有單元技術直接移用到海洋平臺起重機上是不合適的。針對海洋平臺起重機特殊的操作要求與控制要求，研發適合于海洋平臺起重機的運動控制系統，保證在海浪運動的條件下，不受船體升沉運動的影響，平穩的將負載提升離開且能夠平穩下放至補給船甲板，能夠大幅提升我國海洋平臺起重機在關鍵技術上的不足，提升國際市場競爭力。
技術實現思路
綜合現有各類型的升沉補償技術的優點，克服其缺點，本專利技術的目的在于提供一種，保證在海浪運動的條件下，起重機不受船體升沉運動的影響，平穩的將負載提升離開且能夠平穩下放至補給船甲板，進行起重機提升與下放全過程的智能升沉運動補償。為了達到上述專利技術目的，本專利技術采用的技術方案是: 一、一種利用視頻測距的海洋平臺起重機升沉補償控制系統 本專利技術包括控制計算機，工業攝像機和直接栗控式電液升沉補償裝置；工業攝像機和直接栗控式電液升沉補償裝置中的伺服電機驅動器、轉速傳感器、三個壓力傳感器和內置式位移傳感器分別通過電氣接線與控制計算機相連接，進行信息與能量的交換；工業攝像機和直接栗控式電液升沉補償裝置分別安裝于海洋平臺起重機基座上。所述直接栗控式電液升沉補償裝置，包括伺服電機驅動器、伺服電機、雙向液壓栗、蓄能器、快插接頭、兩個溢流閥、單出桿液壓缸、動滑輪、靜滑輪\、三個壓力傳感器、轉速傳感器和內置式位移傳感器； 伺服電機驅動器驅動伺服電機帶動雙向液壓栗轉動，雙向液壓栗的兩輸出端分別與單出桿液壓缸的有桿腔和無桿腔連接，在雙向液壓栗的兩輸出端間并聯兩個反向安裝的溢流閥；蓄能器分三路，第一路與單出桿液壓缸有桿腔側連接，第二路與快插接頭連接，第三路與第一壓力傳感器連接，雙向液壓栗的兩輸出端分別接有第二壓力傳感器和第三壓力傳感器，伺服電機與轉速傳感器連接，三個壓力傳感器、轉速傳感器、內置式位移傳感器和伺服電機驅動器分別與控制計算機連接；動滑輪連接在單出桿液壓缸的活塞桿上，靜滑輪連接在單出桿液壓缸的底部，內置式位移傳感器安裝在單出桿液壓缸內。所述伺服電機、雙向液壓栗、單出桿液壓缸、蓄能器、兩個溢流閥、快插接頭、三個壓力傳感器、轉速傳感器和內置式位移傳感器均集成構成自治裝置。二、一種利用視頻測距的海洋平臺起重機升沉補償控制方法 本專利技術采用控制計算機作為控制器，通過工業攝像機采用視頻測距方法檢測船體的三維位置信息，直接栗控式電液升沉補償裝置由伺服電機驅動器驅動，作為系統的執行機構，采用轉速傳感器、三個壓力傳感器和內置式位移傳感器采集直接栗控式電液升沉補償裝置的運行參數，并反饋至控制計算機，用于直接栗控式電液升沉補償裝置的閉環控制，實現海洋平臺起重機的提升和下放。所述海洋平臺起重機的提升過程中，由工業攝像機采用視頻測距方法檢測船體升沉運動的位置，通過控制計算機的運算，得到速度和加速度信息，由伺服電機驅動器驅動的直接栗控式電液升沉補償裝置進行主動的升沉運動補償、智能的選擇提升時刻，避免提升過程產生起重機鋼絲繩沖擊載荷，實現平穩的提升。所述海洋平臺起重機的下放過程中，在控制計算機的控制下，通過直接栗控式電液升沉補償裝置在負載下降過程中疊加船體升沉運動同幅值、反方向的運動，保證負載以設定的相對速度下放至船體甲板，且能夠判別船只姿態信息，選擇負載下放時機，實現負載平穩的下放。本專利技術具有的有益效果是: 本專利技術采用視頻測距方法檢測船只三維位置信息，并將這些參數傳送至控制計算機，用以控制直接栗控式電液升沉補償裝置，進行海洋平臺起重機智能化的升沉運動補償，保證在海浪運動的條件下，起重機不受船體升沉運動的影響，平穩的將負載提升離開且能夠平穩下放至補給船甲板，進行起重機提升與下放全過程的智能升沉運動補償，其結構緊湊，系統簡單，使用、維護方便，具有廣泛的實用性與先進性。本專利技術也可用于船載設備、碼頭起重機的升沉補償。【附圖說明】圖1是本專利技術的結構示意圖。圖2是直接栗控式電液升沉補償裝置的結構示意圖。圖中:1、控制計算機，2、工業攝像機，3、直接栗控式電液升沉補償裝置，4、伺服電機驅動器，5、轉速傳感器，6、壓力傳感器，7、內置式位移傳感器，8、電氣接線，9、動滑輪，10、靜滑輪，11、單出桿液壓缸，12、液壓管路，13、蓄能器，14、快插接頭，15、溢流閥，16、伺服電機，17、雙向液壓栗?！揪唧w實施方式】下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步的說明。如圖1所示，本專利技術包括控制計算機1，工業攝像機2和直接栗控式電液升沉補償裝置3 ;工業攝像機2和直接栗控式電液升沉補償裝置3中的伺服電機驅動器4、轉速傳感器5、三個壓力傳感器6和內置式位移傳感器7分別通過電氣接線8與控制計算機1相連接，進行信息與能量的交換；工業攝像機2和直接栗控式電液升沉補償裝置3分別安裝于海洋平臺起重機基座上。如圖2所示，本專利技術所述直接栗控式電液升當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種利用視頻測距的海洋平臺起重機升沉補償控制系統，其特征在于：包括控制計算機(1)，工業攝像機(2)和直接泵控式電液升沉補償裝置(3)；工業攝像機(2)和直接泵控式電液升沉補償裝置(3)中的伺服電機驅動器(4)、轉速傳感器(5)、三個壓力傳感器(6)和內置式位移傳感器(7)分別通過電氣接線(8)與控制計算機(1)相連接，進行信息與能量的交換；工業攝像機(2)和直接泵控式電液升沉補償裝置(3)分別安裝于海洋平臺起重機基座上。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：龔國芳，張亞坤，吳偉強，廖湘平，楊華勇，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33
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