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大型结构物多点同步顶升称重控制技术研究

来源:机床与液压  作者: 韦宝成 刘思源 宫长胜 石东东

  0 引言

  海洋油气开发不断深入,海洋采油平台及导管架的结构日益复杂,体积日益庞大。在预制过程中,焊接材料、橇块及结构物自身等因素的影响,结构物的质量及其重心位置难以控制。而海洋结构物的质量及其重心位置是结构物海上安装的重要控制参数。结构物质量及其重心位置的精确测量对选择浮吊和吊索起决定性作用。为提高海上吊装安全性和科学性,在海洋结构物预制完成后,对其质量和重心位置的准确测量十分必要。大型结构物同步顶升称重是一项复杂的工程,如何确保安全性和可靠性是同步顶升称重工程的关键。本文作者介绍了一套基于PLC多液压缸自动同步顶升的称重系统。

  1 基本原理

  1·1 称重技术基本原理

  多液压缸自动同步顶升称重系统的工作原理是利用“液压缸”将结构物同步顶升一定高度,结构物的全部质量由液压油缸来承担,通过测量各液压缸液压油的压力,乘以相应液压缸的工作面积即可获得该液压缸承载的质量,再根据支撑点的坐标可获得结构物的重心位置坐标参数[1]。质量计算公式为:

式中: j为液压缸的编号; m为支撑点液压缸的数量;n为支撑点的总数; pj为第j个液压缸的油压; Sj为第j个液压缸的有效面积; Wi为第i个支撑点的承重; WT为结构物的总质量; Xi、Yi分别为桩腿相对坐标系的X、Y方向位置; XT、YT分别为组块的重心位置。

  1·2 同步顶升技术控制原理

  在结构物升降过程中,要保证结构物的同步升降和液压缸的压力不超过极限载荷。控制同步顶升时采用两种算法:强度优先算法和位移优先算法(图1)。强度优先算法是以采集到压力传感器信号为判据,对各液压缸和油泵电磁阀将要进行的动作判断分析。位移优先算法是以采集到的位移传感器信号为判据,再辅以压力传感器的信号来控制液压缸的压力以实现同步升降。在实际同步升降过程中,以位移优先算法来控制结构物的同步升降,压力传感器的引入一方面是为了测量各个支点的压力值,计算结构件质量和重心。另一方面是为了控制各液压缸的压力,使其不超过极限载荷,以保证系统的安全[2]。

  2 同步顶升控制系统设计方案

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标签: 同步 责任编辑:admin  时间:2020-11-11  点击:

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