一種大噸位船舶船尾升降平臺(tái)控制系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種大噸位船舶船尾升降平臺(tái)控制系統(tǒng)，分為機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)。其中機(jī)械系統(tǒng)由液壓行走臺(tái)車(chē)、螺旋槳安裝支架、舵葉安裝支架3部分組成。采用模塊式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，螺旋槳安裝支架和舵葉安裝支架可柔性互換，以提高設(shè)備的使用效率，降低成本。同步控制策略有效地保證了工作平臺(tái)升降時(shí)的穩(wěn)定性，是系統(tǒng)控制中的關(guān)鍵。簡(jiǎn)便的操作及完善的安全防護(hù)機(jī)制使系統(tǒng)運(yùn)行可靠、穩(wěn)定。

Control system for stern lifting platform of large tonnage ship

The invention discloses a control system for a stern lifting platform of a large tonnage ship, which is divided into 3 subsystems, namely, a mechanical system, a hydraulic system and an electric control system. The mechanical system consists of 3 parts: hydraulic walking trolley, propeller mounting bracket and rudder blade mounting bracket. With modular system design, the propeller mounting bracket and rudder mounting bracket can be flexibly interchanged to improve the efficiency of equipment and reduce costs. The synchronization control strategy ensures the stability of the working platform effectively, and is the key to the control of the system. Simple operation and perfect security protection mechanism ensure reliable and stable operation of the system.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種大噸位船舶船尾升降平臺(tái)控制系統(tǒng)
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種大噸位船舶船尾升降平臺(tái)控制系統(tǒng)，適用于機(jī)械領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
在船舶制造過(guò)程中，船尾螺旋槳及舵葉的安裝是一項(xiàng)較大工程。由于受船體限制，安裝過(guò)程無(wú)法使用起吊設(shè)備完成，必須采用專(zhuān)用工裝進(jìn)行安裝施工。目前國(guó)內(nèi)一是采用國(guó)外進(jìn)口專(zhuān)用設(shè)備安裝，二是用簡(jiǎn)易辦法實(shí)施安裝。隨著中國(guó)船舶制造業(yè)的發(fā)展，船舶噸位越來(lái)越大，制造周期越來(lái)越短，一般的簡(jiǎn)易辦法無(wú)法滿(mǎn)足大噸位船舶的安裝，而依賴(lài)進(jìn)口則需要大量的外匯，制造成本增加。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)提出了一種大噸位船舶船尾升降平臺(tái)控制系統(tǒng)，采用模塊式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，螺旋槳安裝支架和舵葉安裝支架可柔性互換，以提高設(shè)備的使用效率，降低成本。同步控制策略有效地保證了工作平臺(tái)升降時(shí)的穩(wěn)定性，是系統(tǒng)控制中的關(guān)鍵。簡(jiǎn)便的操作及完善的安全防護(hù)機(jī)制使系統(tǒng)運(yùn)行可靠、穩(wěn)定。本專(zhuān)利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：所述控制系統(tǒng)分為機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)。其中機(jī)械系統(tǒng)由液壓行走臺(tái)車(chē)、螺旋槳安裝支架、舵葉安裝支架3部分組成。所述機(jī)械系統(tǒng)的液壓行走臺(tái)車(chē)可沿鋪設(shè)的導(dǎo)軌行走，到達(dá)裝配指定位置。上部與螺旋槳安裝支架配合時(shí)，可實(shí)現(xiàn)螺旋槳的定位與安裝，而與舵葉安裝升降立架配合，可實(shí)現(xiàn)舵葉的定位與安裝。具有獨(dú)立的4輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，裝載工件到達(dá)指定水平位置。具有4軸液壓同步或單獨(dú)提升機(jī)構(gòu)，用于頂升工件到達(dá)指定垂直位置或設(shè)計(jì)角度。具有可水平移動(dòng)的滑臺(tái)，以使操作立架有不同的間距來(lái)滿(mǎn)足不同的產(chǎn)品要求。由于螺旋槳安裝與舵葉安裝的方向不同，行走輪可手動(dòng)90°轉(zhuǎn)向。所述機(jī)械系統(tǒng)的螺旋槳安裝支架安裝于液壓行走臺(tái)車(chē)的滑臺(tái)上，上部弧形托架用于螺旋槳的支承，并可升降調(diào)整螺旋槳的高度及角度，實(shí)現(xiàn)螺旋槳的安裝。分船尾內(nèi)側(cè)和外側(cè)兩個(gè)平臺(tái)，每個(gè)平臺(tái)都有一頂升油缸，并具有可靠的導(dǎo)向裝置。通過(guò)該油缸同步運(yùn)動(dòng)來(lái)調(diào)整螺旋槳的高度，非同步運(yùn)動(dòng)來(lái)調(diào)整螺旋槳的安裝角度。并具有二支架高度差恒控功能。所述機(jī)械系統(tǒng)的舵葉安裝支架安裝于液壓行走臺(tái)車(chē)的滑臺(tái)上，有三層平臺(tái)，可升降，各個(gè)平臺(tái)用于施工人員在各層面的舵葉安裝操作。同時(shí)通過(guò)推力油缸來(lái)調(diào)整舵葉的安裝角度。具有連續(xù)的二級(jí)升降機(jī)構(gòu)，使操作人員到達(dá)指定安裝位置。最上層平臺(tái)具有前伸功能，以使施工人員靠近舵葉方便安裝。在底層架上裝有推力油缸，通過(guò)行程來(lái)調(diào)整舵葉相對(duì)于船體的角度，并具有防過(guò)頂功能，防止立架損壞。所述液壓系統(tǒng)工作平臺(tái)的升降采用了比例伺服換向閥同位移傳感器相結(jié)合，以較好的控制同步精度。而螺旋槳安裝支架的升降精度要求相對(duì)較低，采用換向閥結(jié)合位移傳感器的方法，同樣也能達(dá)到較好的同步控制精度。閥組盡量采用疊加閥，以便于油路塊的設(shè)計(jì)及液壓系統(tǒng)的調(diào)試和維修。在執(zhí)行部件上均設(shè)測(cè)壓點(diǎn)，以便觀察各執(zhí)行元件的工作狀況。為安全起見(jiàn)，在每個(gè)油缸回油側(cè)都有順序閥來(lái)建立背壓，以防止運(yùn)動(dòng)時(shí)油缸的突然沖擊。每個(gè)油缸的油口都安裝可逆式單向閥以保證管路破損時(shí)油缸能夠自鎖，且系統(tǒng)同時(shí)自動(dòng)卸荷。為保證系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，對(duì)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力矩、油泵電機(jī)功率、頂升油缸頂升力分別進(jìn)行了計(jì)算，保證系統(tǒng)具有足夠的冗余度。所述電控系統(tǒng)采用SIMENSS7-300PLC作為系統(tǒng)的控制核心。在舵葉或者螺旋槳的安裝過(guò)程中，主要分為4個(gè)控制部分:油泵電機(jī)、行走臺(tái)車(chē)、螺旋槳安裝支架、舵葉安裝支架。其中行走臺(tái)車(chē)主頂升油缸的同步控制和螺旋槳安裝支架的同步控制最為關(guān)鍵。在本系統(tǒng)中采用拉繩式編碼器進(jìn)行頂升油缸實(shí)時(shí)位置反饋，然后通過(guò)比例伺服閥對(duì)4個(gè)頂升油缸的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)同步控制，同步控制精度可控制在5mm以?xún)?nèi)，很好地滿(mǎn)足了舵葉和螺旋槳的安裝要求。在主電路控制中，油泵電機(jī)啟動(dòng)采用了Y-△軟啟動(dòng)方式，減小了啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，也保護(hù)了系統(tǒng)。另外，系統(tǒng)具有相序保護(hù)功能，啟動(dòng)時(shí)一旦相序錯(cuò)誤，系統(tǒng)立即報(bào)警。PLC電源和外圍控制電路電源都經(jīng)過(guò)了濾波和隔離，所有的編碼器以及比例伺服閥等都采用了屏蔽線，有效地提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。所述頂升油缸的同步控制采用高精度直線位移傳感器對(duì)4個(gè)油缸的運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行精確測(cè)量，根據(jù)傳感器的測(cè)量值，計(jì)算3個(gè)從油缸對(duì)于選定的主油缸的相對(duì)位置。以選定頂升油缸的運(yùn)動(dòng)位置為標(biāo)準(zhǔn)，給出一恒定電壓(速度)，對(duì)其它3個(gè)頂升油缸的運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。油缸的控制采用比例伺服電磁閥，可通過(guò)PLC輸出的模擬量改變運(yùn)動(dòng)速度和方向。當(dāng)誤差在一定范圍內(nèi)時(shí)，為維護(hù)運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，避免底座進(jìn)入運(yùn)動(dòng)振蕩，控制系統(tǒng)不作調(diào)節(jié)。當(dāng)誤差超過(guò)設(shè)定范圍時(shí)，調(diào)節(jié)從油缸的運(yùn)動(dòng)速度(輸出電壓)，使誤差減小。本專(zhuān)利技術(shù)的有益效果是：該控制系統(tǒng)采用模塊式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，螺旋槳安裝支架和舵葉安裝支架可柔性互換，以提高設(shè)備的使用效率，降低成本。同步控制策略有效地保證了工作平臺(tái)升降時(shí)的穩(wěn)定性，是系統(tǒng)控制中的關(guān)鍵。簡(jiǎn)便的操作及完善的安全防護(hù)機(jī)制使系統(tǒng)運(yùn)行可靠、穩(wěn)定。附圖說(shuō)明下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本專(zhuān)利技術(shù)的液壓安裝平臺(tái)功能區(qū)示意圖。圖2是本專(zhuān)利技術(shù)的電控系統(tǒng)原理圖。圖3是本專(zhuān)利技術(shù)的同步控制流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1，控制系統(tǒng)分為機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)。其中機(jī)械系統(tǒng)由液壓行走臺(tái)車(chē)、螺旋槳安裝支架、舵葉安裝支架3部分組成。機(jī)械系統(tǒng)的液壓行走臺(tái)車(chē)可沿鋪設(shè)的導(dǎo)軌行走，到達(dá)裝配指定位置。上部與螺旋槳安裝支架配合時(shí)，可實(shí)現(xiàn)螺旋槳的定位與安裝，而與舵葉安裝升降立架配合，可實(shí)現(xiàn)舵葉的定位與安裝。具有獨(dú)立的4輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，裝載工件到達(dá)指定水平位置。具有4軸液壓同步或單獨(dú)提升機(jī)構(gòu)，用于頂升工件到達(dá)指定垂直位置或設(shè)計(jì)角度。具有可水平移動(dòng)的滑臺(tái)，以使操作立架有不同的間距來(lái)滿(mǎn)足不同的產(chǎn)品要求。由于螺旋槳安裝與舵葉安裝的方向不同，行走輪可手動(dòng)90°轉(zhuǎn)向。機(jī)械系統(tǒng)的螺旋槳安裝支架安裝于液壓行走臺(tái)車(chē)的滑臺(tái)上，上部弧形托架用于螺旋槳的支承，并可升降調(diào)整螺旋槳的高度及角度，實(shí)現(xiàn)螺旋槳的安裝。分船尾內(nèi)側(cè)和外側(cè)兩個(gè)平臺(tái)，每個(gè)平臺(tái)都有一頂升油缸，并具有可靠的導(dǎo)向裝置。通過(guò)該油缸同步運(yùn)動(dòng)來(lái)調(diào)整螺旋槳的高度，非同步運(yùn)動(dòng)來(lái)調(diào)整螺旋槳的安裝角度。并具有二支架高度差恒控功能。機(jī)械系統(tǒng)的舵葉安裝支架安裝于液壓行走臺(tái)車(chē)的滑臺(tái)上，有三層平臺(tái)，可升降，各個(gè)平臺(tái)用于施工人員在各層面的舵葉安裝操作。同時(shí)通過(guò)推力油缸來(lái)調(diào)整舵葉的安裝角度。具有連續(xù)的二級(jí)升降機(jī)構(gòu)，使操作人員到達(dá)指定安裝位置。最上層平臺(tái)具有前伸功能，以使施工人員靠近舵葉方便安裝。在底層架上裝有推力油缸，通過(guò)行程來(lái)調(diào)整舵葉相對(duì)于船體的角度，并具有防過(guò)頂功能，防止立架損壞。液壓系統(tǒng)工作平臺(tái)的升降采用了比例伺服換向閥同位移傳感器相結(jié)合，以較好的控制同步精度。而螺旋槳安裝支架的升降精度要求相對(duì)較低，采用換向閥結(jié)合位移傳感器的方法，同樣也能達(dá)到較好的同步控制精度。閥組盡量采用疊加閥，以便于油路塊的設(shè)計(jì)及液壓系統(tǒng)的調(diào)試和維修。在執(zhí)行部件上均設(shè)測(cè)壓點(diǎn)，以便觀察各執(zhí)行元件的工作狀況。為安全起見(jiàn)，在每個(gè)油缸回油側(cè)都有順序閥來(lái)建立背壓，以防止運(yùn)動(dòng)時(shí)油缸的突然沖擊。每個(gè)油缸的油口都安裝可逆式單向閥以保證管路破損時(shí)油缸能夠自鎖，且系統(tǒng)同時(shí)自動(dòng)卸荷。為保證系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，對(duì)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力矩、油泵電機(jī)功率、頂升油缸頂升力分別進(jìn)行了計(jì)算，保證系統(tǒng)具有足夠的冗余度。如圖2，電控系統(tǒng)采用SIMENSS7-300PLC作為系統(tǒng)的控制核心。在舵葉或者螺旋槳的本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種大噸位船舶船尾升降平臺(tái)控制系統(tǒng)，其特征是：所述控制系統(tǒng)分為機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)

【技術(shù)特征摘要】
1.一種大噸位船舶船尾升降平臺(tái)控制系統(tǒng)，其特征是：所述控制系統(tǒng)分為機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)3個(gè)子系統(tǒng)；其中機(jī)械系統(tǒng)由液壓行走臺(tái)車(chē)、螺旋槳安裝支架、舵葉安裝支架3部分組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大噸位船舶船尾升降平臺(tái)控制系統(tǒng)，其特征是：所述機(jī)械系統(tǒng)的液壓行走臺(tái)車(chē)可沿鋪設(shè)的導(dǎo)軌行走，到達(dá)裝配指定位置，上部與螺旋槳安裝支架配合時(shí)，可實(shí)現(xiàn)螺旋槳的定位與安裝，而與舵葉安裝升降立架配合，可實(shí)現(xiàn)舵葉的定位與安裝；具有獨(dú)立的4輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，裝載工件到達(dá)指定水平位置，具有4軸液壓同步或單獨(dú)提升機(jī)構(gòu)，用于頂升工件到達(dá)指定垂直位置或設(shè)計(jì)角度，具有可水平移動(dòng)的滑臺(tái)，以使操作立架有不同的間距來(lái)滿(mǎn)足不同的產(chǎn)品要求；由于螺旋槳安裝與舵葉安裝的方向不同，行走輪可手動(dòng)90°轉(zhuǎn)向。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大噸位船舶船尾升降平臺(tái)控制系統(tǒng)，其特征是：所述機(jī)械系統(tǒng)的螺旋槳安裝支架安裝于液壓行走臺(tái)車(chē)的滑臺(tái)上，上部弧形托架用于螺旋槳的支承，并可升降調(diào)整螺旋槳的高度及角度，實(shí)現(xiàn)螺旋槳的安裝；分船尾內(nèi)側(cè)和外側(cè)兩個(gè)平臺(tái)，每個(gè)平臺(tái)都有一頂升油缸，并具有可靠的導(dǎo)向裝置；通過(guò)該油缸同步運(yùn)動(dòng)來(lái)調(diào)整螺旋槳的高度，非同步運(yùn)動(dòng)來(lái)調(diào)整螺旋槳的安裝角度，并具有二支架高度差恒控功能。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大噸位船舶船尾升降平臺(tái)控制系統(tǒng)，其特征是：...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：田佳聰，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：田佳聰，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：遼寧,21