專利名稱：一種船用拖纜機(jī)絞車?yán)|繩張力和長(zhǎng)度檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種船用拖纜機(jī)絞車?yán)|繩張力和長(zhǎng)度檢測(cè)系統(tǒng)，特別適用于對(duì)海洋鉆井平臺(tái)船用拖纜機(jī)錨泊線的張力檢測(cè)、收放線的長(zhǎng)度測(cè)量以及速度測(cè)量，屬于物理量測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
半潛式平臺(tái)是一種技術(shù)相對(duì)成熟，投資較低的浮式結(jié)構(gòu)，它具有適應(yīng)水深范圍寬(200 3000m)，穩(wěn)定性好，移運(yùn)靈活等優(yōu)點(diǎn)。因此，半潛式平臺(tái)在深海鉆井平臺(tái)中有較多應(yīng)用。為滿足海上作業(yè)的要求，半潛式平臺(tái)采用散開(kāi)的錨泊系統(tǒng)定位，以抵御海洋環(huán)境的影響。錨泊系統(tǒng)由若干對(duì)稱分布的錨泊線組成，這些錨泊線一端系在平臺(tái)的不同位置，另一端錨固在海底，在散布的錨泊系統(tǒng)中，對(duì)錨泊線的兩個(gè)基本要求是1)拋出的錨泊線長(zhǎng)度有一定要求，即拋出的長(zhǎng)度應(yīng)足以保證船舶在受外力作用而漂移時(shí)錨泊線下端總能相切于水 底，使錨的抓力得以充分發(fā)揮，防止走錨。2)錨泊線上施加了預(yù)張力，若干根有預(yù)張力的錨泊線布置在平臺(tái)的周圍，使平臺(tái)保持在要求的位置。船用拖纜機(jī)是錨泊系統(tǒng)的主要組成部分，是半潛式平臺(tái)上最重要的設(shè)備之一，其主要用途是為沒(méi)有自航能力的海洋平臺(tái)提供拖帶和起拋錨作業(yè)，是支持半潛式平臺(tái)抵抗風(fēng)、流、和環(huán)境的重要手段。長(zhǎng)期系泊于海面上的平臺(tái)，要在各種惡劣的海洋環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)和生產(chǎn)，錨泊線所受的力常常大于100噸，有的甚至高達(dá)500噸以上。因此，正確測(cè)量其在海洋環(huán)境載荷作用下錨泊纜繩張力、拋出的錨泊纜繩長(zhǎng)度就顯得十分重要。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述背景，提供一種船用拖纜機(jī)絞車?yán)|繩張力和長(zhǎng)度檢測(cè)系統(tǒng)。本實(shí)用新型系統(tǒng)使用荷重傳感器實(shí)現(xiàn)載荷測(cè)量，多圈絕對(duì)值編碼器實(shí)現(xiàn)行程測(cè)量，PLC電氣模塊將采集到的荷重傳感器信號(hào)和編碼器信號(hào)進(jìn)行處理計(jì)算，得到放出纜繩的長(zhǎng)度、速度和張力，并顯示在觸摸屏上，觸摸屏顯示模塊還可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)參數(shù)的整定以及纜繩長(zhǎng)度和張力的超限報(bào)警。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種船用拖纜機(jī)絞車?yán)|繩張力和長(zhǎng)度檢測(cè)系統(tǒng)，它包括若干個(gè)荷重傳感器，該荷重傳感器上連接有變送器；一個(gè)編碼器，用于實(shí)時(shí)采集和輸出纜繩長(zhǎng)度和速度數(shù)據(jù)信號(hào)，該編碼器為多圈絕對(duì)值編碼器；一個(gè)包括CPU模塊、模擬量輸入接口模塊、SSI信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、模擬量輸出接口模塊、無(wú)源開(kāi)關(guān)量輸出接口模塊的PLC電氣模塊，用于將過(guò)定位空間力學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化；一個(gè)觸摸屏顯示模塊，該觸摸屏顯示模塊與CPU模塊相連接，用于實(shí)時(shí)顯示纜繩張力及放出纜繩長(zhǎng)度和速度，并對(duì)張力和長(zhǎng)度進(jìn)行參數(shù)整定，當(dāng)長(zhǎng)度和張力值超限，無(wú)源開(kāi)關(guān)量輸出接口模塊就向現(xiàn)場(chǎng)提供報(bào)警信號(hào)；[0011]所述的荷重傳感器與模擬量輸入接口模塊連接，將采集的荷重?cái)?shù)據(jù)模擬量信號(hào)傳送給模擬量輸入接口模塊；所述的編碼器與絞車?yán)|繩相連，記錄絞車?yán)|繩的當(dāng)前絕對(duì)位置和速度，然后將位置和速度的數(shù)據(jù)信號(hào)傳送給PLC電氣模塊。在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上更進(jìn)一步的方案是所述的船用拖纜機(jī)絞車?yán)|繩張力和長(zhǎng)度檢測(cè)系統(tǒng)，其CPU模塊分別與模擬量輸入接口模塊、SSI信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、模擬量輸出接口模塊和無(wú)源開(kāi)關(guān)量輸出接口模塊以及觸摸屏顯示模塊連接，用于處理數(shù)據(jù)信息以及發(fā)送命令；模擬量輸入接口模塊用于接收荷重傳感器的信號(hào)，SSI信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊用于接收編碼器的信號(hào)，模擬量輸出接口模塊用于向現(xiàn)場(chǎng)提供計(jì)算出的纜繩長(zhǎng)度、速度和張力的模擬量信號(hào)，無(wú)源開(kāi)關(guān)量輸出接口模塊用于向現(xiàn)場(chǎng)提供張力和長(zhǎng)度超限報(bào)警信號(hào)。本實(shí)用新型的技術(shù)效果顯著I、能及時(shí)準(zhǔn)確得到放或收纜繩的長(zhǎng)度、速度和張力，確保海面上的作業(yè)平臺(tái)安全穩(wěn)定;2、觸摸屏能直觀檢測(cè)情況并且觸摸屏顯示模塊還能實(shí)現(xiàn)參數(shù)的整定以及纜繩長(zhǎng)度和張力的超限報(bào)警；3、能有效地保護(hù)船用拖纜機(jī)絞車和纜繩的安全運(yùn)行。

圖I為本實(shí)用新型船用拖纜機(jī)絞車?yán)|繩張力和長(zhǎng)度檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明如下如圖I所示，一種船用拖纜機(jī)絞車?yán)|繩張力和長(zhǎng)度檢測(cè)系統(tǒng)，包括若干個(gè)荷重傳感器I，該荷重傳感器I上連接有變送器I. I ;一個(gè)編碼器2，用于實(shí)時(shí)采集和輸出纜繩長(zhǎng)度和速度數(shù)據(jù)信號(hào)，該編碼器2為多圈絕對(duì)值編碼器；一個(gè)包括CPU模塊3、模擬量輸入接口模塊4、SSI信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊5、模擬量輸出接口模塊6、無(wú)源開(kāi)關(guān)量輸出接口模塊7的PLC電氣模塊8，用于將過(guò)定位空間力學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化；一個(gè)觸摸屏顯示模塊9，該觸摸屏顯示模塊9與CPU模塊3相連接，用于實(shí)時(shí)顯示纜繩張力及放出纜繩長(zhǎng)度和速度，并對(duì)張力和長(zhǎng)度進(jìn)行參數(shù)整定，當(dāng)長(zhǎng)度和張力值超限，無(wú)源開(kāi)關(guān)量輸出接口模塊7就向現(xiàn)場(chǎng)提供報(bào)警信號(hào)；所述的荷重傳感器I與模擬量輸入接口模塊4連接，將采集的荷重?cái)?shù)據(jù)模擬量信號(hào)傳送給模擬量輸入接口模塊4 ;所述的編碼器2與絞車?yán)|繩相連，記錄絞車?yán)|繩的當(dāng)前絕對(duì)位置和速度，然后將位置和速度的數(shù)據(jù)信號(hào)傳送給PLC電氣模塊8。所述的CPU模塊3分別與模擬量輸入接口模塊4、SSI信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊5、模擬量輸出接口模塊6和無(wú)源開(kāi)關(guān)量輸出接口模塊7以及觸摸屏顯示模塊9連接，用于處理數(shù)據(jù)信息以及發(fā)送命令；模擬量輸入接口模塊4用于接收荷重傳感器I的信號(hào)，SSI信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊5用于接收編碼器2的信號(hào)，模擬量輸出接口模塊6用于向現(xiàn)場(chǎng)提供計(jì)算出的纜繩長(zhǎng)度、速度和張力的模擬量信號(hào)，無(wú)源開(kāi)關(guān)量輸出接口模塊7用于向現(xiàn)場(chǎng)提供張力和長(zhǎng)度超限報(bào)警信號(hào)。結(jié)合本實(shí)用新型的技術(shù)方案與原理對(duì)本實(shí)用新型的效果進(jìn)一步說(shuō)明如下首先，荷重傳感器將測(cè)量得到的支撐力通過(guò)變送器傳送給模擬輸入接口模塊，多圈絕對(duì)值編碼器將卷筒位置信息記錄下來(lái)并傳送給SSI信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，然后，CPU模塊中的PLC軟件負(fù)責(zé)荷重傳感器模擬量的采集，計(jì)算絞車?yán)|繩張力；負(fù)責(zé)絕對(duì)值編碼器信號(hào)采集，計(jì)算絞車?yán)|繩放出長(zhǎng)度和纜繩的速度；提供纜繩張力、長(zhǎng)度及速度量輸出到觸摸屏，同時(shí)向集控室提供纜繩張力、長(zhǎng)度及速度共3路模擬量輸出；當(dāng)纜繩張力、長(zhǎng)度超限時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警，同時(shí)向集控室提供纜繩張力、長(zhǎng)度超限報(bào)警輸出。最后，觸摸屏軟件負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)顯示纜繩張力，放出纜繩長(zhǎng)度和速度，具備參數(shù)整定功能，由操作者進(jìn)行顯示數(shù)據(jù)的零位、最大量程、報(bào)警值的整定，整定功能需要輸入密碼。PLC軟件和觸摸屏軟件之間采用RS232/RS485協(xié)議，借助MPI接口電纜完成通訊。本實(shí)用新型權(quán)利要求保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求1.一種船用拖纜機(jī)絞車?yán)|繩張力和長(zhǎng)度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括 若干個(gè)荷重傳感器(I )，該荷重傳感器(I)上連接有變送器(1.1); 一個(gè)編碼器(2)，用于實(shí)時(shí)采集和輸出纜繩長(zhǎng)度和速度數(shù)據(jù)信號(hào)，該編碼器(2)為多圈絕對(duì)值編碼器； 一個(gè)包括CPU模塊(3)、模擬量輸入接口模塊(4)、SSI信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊(5)、模擬量輸出接口模塊(6)、無(wú)源開(kāi)關(guān)量輸出接口模塊(7)的PLC電氣模塊(8)，用于將過(guò)定位空間力學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化； 一個(gè)觸摸屏顯示模塊(9)，該觸摸屏顯示模塊(9)與CPU模塊(3)相連接，用于實(shí)時(shí)顯示纜繩張力及放出纜繩長(zhǎng)度和速度，并對(duì)張力和長(zhǎng)度進(jìn)行參數(shù)整定，當(dāng)長(zhǎng)度和張力值超限，無(wú)源開(kāi)關(guān)量輸出接口模塊(7)就向現(xiàn)場(chǎng)提供報(bào)警信號(hào)； 所述的荷重傳感器(I)與模擬量輸入接口模塊(4)連接，將采集的荷重?cái)?shù)據(jù)模擬量信號(hào)傳送給模擬量輸入接口模塊(4);所述的編碼器(2)與絞車?yán)|繩相連，記錄絞車?yán)|繩的當(dāng)前絕對(duì)位置和速度，然后將位置和速度的數(shù)據(jù)信號(hào)傳送給PLC電氣模塊(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的船用拖纜機(jī)絞車?yán)|繩張力和長(zhǎng)度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的CPU模塊(3 )分別與模擬量輸入接口模塊(4 )、SSI信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊(5 )、模擬量輸出接口模塊(6)和無(wú)源開(kāi)關(guān)量輸出接口模塊(7)以及觸摸屏顯示模塊(9)連接，用于處理數(shù)據(jù)信息以及發(fā)送命令；模擬量輸入接口模塊(4)用于接收荷重傳感器(I)的信號(hào)，SSI信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊(5 )用于接收編碼器(2 )的信號(hào)，模擬量輸出接口模塊(6 )用于向現(xiàn)場(chǎng)提供計(jì)算出的纜繩長(zhǎng)度、速度和張力的模擬量信號(hào)，無(wú)源開(kāi)關(guān)量輸出接口模塊(7)用于向現(xiàn)場(chǎng)提供張力和長(zhǎng)度超限報(bào)警信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及船用拖纜機(jī)絞車?yán)|繩張力和長(zhǎng)度檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法，特別適用于對(duì)海洋鉆井平臺(tái)船用拖纜機(jī)錨泊線的張力檢測(cè)、收放線的長(zhǎng)度測(cè)量以及速度測(cè)量。本實(shí)用新型檢測(cè)系統(tǒng)包括荷重傳感器，編碼器，PLC電氣模塊，觸摸屏顯示模塊，所述的荷重傳感器與模擬量輸入接口模塊連接，將采集的荷重?cái)?shù)據(jù)模擬量信號(hào)傳送給模擬量輸入接口模塊。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)是能及時(shí)準(zhǔn)確得到放或收纜繩的長(zhǎng)度、速度和張力數(shù)據(jù)信息，確保海面上的作業(yè)平臺(tái)安全穩(wěn)定；觸摸屏能顯示檢測(cè)情況并且觸摸屏顯示模塊還能實(shí)現(xiàn)參數(shù)的整定以及纜繩長(zhǎng)度和張力的超限報(bào)警；能有效地保護(hù)船用拖纜機(jī)絞車和纜繩的安全運(yùn)行。
文檔編號(hào)G01B21/06GK202533209SQ20122018822
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者劉娟, 張建民, 胡慧濤, 陳沖, 陳凱, 韓韜, 高有濤 申請(qǐng)人:武漢華中天經(jīng)光電系統(tǒng)有限公司