深水臍帶纜鋪設(shè)裝置液壓與控制系統(tǒng)研究.pdf

1、深水臍帶纜鋪設(shè)裝置是海洋石油輸送管道鋪設(shè)中的關(guān)鍵特種裝備,本課題源于“國家科技重大專項(xiàng)大型油氣田及煤層氣開發(fā)”南海深水油氣開發(fā)示范工程,該設(shè)備的研制對(duì)于提高深海石油輸送管道鋪設(shè)的自動(dòng)化水平具有重要意義。
　　在深水臍帶纜鋪設(shè)裝置的工作過程中,液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了夾緊臍帶纜、履帶張緊、設(shè)備傾角調(diào)整的功能;控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了履帶正反向輸送、臍帶纜恒張力鋪設(shè)功能。由于設(shè)備的使用過程中對(duì)液壓夾緊的夾緊力、履帶的輸送速度、臍帶纜內(nèi)部所受張力等參數(shù)有著

2、精確的控制,因此要對(duì)深水臍帶纜鋪設(shè)裝置的液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)做深入的分析和研究。
　　通過對(duì)深水臍帶纜鋪設(shè)裝置使用工況的分析,設(shè)計(jì)了一套多回路并聯(lián)液壓系統(tǒng)。參照液壓設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),并結(jié)合海洋工程設(shè)備的特殊性,對(duì)液壓站、履帶位置調(diào)整和夾緊回路、履帶張緊回路、設(shè)備傾角調(diào)整回路進(jìn)行了設(shè)計(jì)。針對(duì)臍帶纜85t夾緊力實(shí)現(xiàn)和保持問題,設(shè)計(jì)了雙供油泵和高壓蓄能器方案,并應(yīng)用AMESim高級(jí)工程系統(tǒng)仿真環(huán)境軟件對(duì)履帶位置調(diào)整和夾緊液壓系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行

3、了仿真分析,驗(yàn)證了方案符合設(shè)備要求。
　　通過對(duì)深水臍帶纜鋪設(shè)裝置要求和環(huán)境的分析,設(shè)計(jì)了一套調(diào)速方便、通訊迅速、可靠穩(wěn)定、便于維修的控制系統(tǒng)。調(diào)速方案采用了比較穩(wěn)定、理想的交流變頻調(diào)速方案;通訊方案采用了Ethernet/IP進(jìn)行通訊;整體控制方案采用了當(dāng)今工業(yè)控制中較為穩(wěn)定、可靠的可編程序控制器(PLC)控制。針對(duì)臍帶纜恒張力鋪設(shè)問題,采用了控制原理中最實(shí)用、最方便的PID控制器,并對(duì)張力控制中的每個(gè)環(huán)節(jié)建立數(shù)學(xué)模型,應(yīng)用MA