面向海洋环境的绞车传动控制系统

　　1海洋绞车的特点和要求海洋绞车的技术参数往往与陆用绞车产品相似，似乎在技术上并无难度。实际上，海洋绞车要经常在洋面上动荡不定的场合下工作，受浪涌的作用，在一个二维空间里不停地晃动着的状态下吊起（或投放）被吊物，海浪、海流、海风等作用在被吊物上的附加力，使绞车负荷在一次工作循环内都会发生很大范围的变化。

　　海洋绞车的设计应考虑其环境特点形成的特殊要求，主要有以下几点：绞车转速由0到V域相反）能不间断连续变化，同时又要求功率损失不大表现为系统的温升不出现过。

　　绞车速度从零开始，微动、慢动到低速上升，必须能连续地平缓变化，而且是可控的，不得有抖动、爬行、突跳等现象。如被吊物是贵重的海洋仪器，这一性能尤为重要。

　　3）可实现张力保持恒定及过载保护过载保护对于海洋绞车而言，不仅是保护绞车等设备本身不被损坏，还包括不致因误操作造成被吊物（如仪器）的损坏。恒张力的要求在这里和过载保护是一致的。被吊物如果遇到卡阻，恒张力绞车能自动停转，实现自己保护。对某些作业，不仅要防止过载，而且还要限制纲缆的松驰，有时钢缆过于松驰所造成的危害可能要超过过载。因此，保持恒张力对于海洋绞车是具有重要意义的。

　　要满足以上要求，以液压马达为驱动元件的液压传动方式有着天然的优势。与电动方式相比，液压传动方式更容易实现无级调速、低速运行及恒张力保持等要求。同时，液压传动系统结构简单紧凑，工作可靠，操作上更为方便。

　　2绞车的液压传动方案结合海洋用绞车的负载特点和工作要求，本文提当该步在设定的时间内结束，则循环正常。而功能块的输出；（WAN）F40.1为“1”，为下一步执行元件作好准备。在设定时间内未结束动作则作为故障，功能块的输出（FAUUF34.1为“1”。当故障为*1*时，除屏幕报警、显示故障外，还中断下一步动作，使机床循环停止。

　　全部程序使整个循环逐步执行下去，在完成程序循环的同时，也逐步完成执行元件和转换条件的诊断。

　　一旦出现故障，大都通过数据传送而显示于屏幕。在屏幕上有文本注释，以便故障的查找和排除，同时故障信息也应中断主运行程序。当故障排除后，可通过（PAZU）*SB025使功能块FB21复位，让循环接着进行下去。不仅保证了机床循环的连续性，同时也可避免故障排除时的危险性，确保人身安全。

　　另外，要注意当诊断程序结束时，一定要给F40.1复位，确定下次诊断的准确性。

　　这种诊断方式在使用中显示出良好效果，不仅通用性强而且相当准确可靠，该功能块使用也很灵活，不仅可完成单步循环的诊断，也可以把诊断条件收集汇编以完成周期性的诊断。更为理想的是它在完成程序运行过程的诊断同时即完成软件程序的诊断。

　　床研究所工程师。

　　（编辑张新龙）出一种恒张力式绞车传动方案，见。

　　该恒张力绞车的工作是基于绞车张力与施加给液压马达的压力成比例的原理（钢缆卷绕半径的变化另行考虑）通过控制系统压力实现对绞车张力的控制。

　　限压式全排量变量泵。泵组与绞车独立设置。液压马达6采用低速大扭矩马达，直接或通过单级齿轮副与卷筒轴相连。实现恒张力控制的基本部件是比例控制溢流阀5它可以远程或现场调节，设定施加至液压马达的压力，从而决定绞车的调定转矩。

　　在正常操作时（压力低于调定值）溢流阀5处于关闭状态，对绞车的转动不产生任何影响。此时液压油全部是由泵供向液压马达的，参见a.阀组2是压力匹配型流量调节阀，可调节液压马达的转速和方向。它的调速作用与负载压力无关。阀3、4构成了绞车反转时的平衡阀组。

　　如液压马达的高压油口的压力超过溢流阀5的设定值，溢流阀5开启并限制系统压力的升高。如果绞车的张力过大，马达将被倒拖反转，放出钢缆，使张力降低并保持在设定值附近，起到补偿张力、降低峰值的绞车液压系统排回低压区，其过程可见b这一工作状态的变换完全由液压系统本身决定而自动实现，不需要任何人为的操作。这是一种被动式恒转矩控制，原理简单、工作可靠。

　　在被吊物需要放出（下落）时，可通过调节溢流阀5实现过程的控制。首先将压力设置值调低，低于负荷值时，被吊物就可下降，并能根据海面情况随时调节被吊物的放出速度。将压力设置值逐渐提高，被吊物的下落可减速乃至停止运动。继续升高压力设置值，绞车就会重新正向转动，将钢缆收回，提升被吊物。这一方法可获得理想的收放绳速度。利用绞车牵引拖航时，牵引钢缆的负荷是变化的，绞车液压系统的压力保持不变，绞车将自动产生收缆或放缆动作以保持张力基本恒定。

　　（1）海洋绞车在洋面作业时，机械制动是不适宜的。采用液压方式使制动过程平稳、安全，可避免难以预料的载荷变化对设备及被吊物造成损伤。

　　（2）海洋绞车作业的大部分时间并非是进行连续的起升或下降，而经常是调整位置或保持某一位置不动。本系统液压源部分采用了压力控制的全变量液压泵。液压泵的设定压力与溢流阀5匹配并同步调节。

　　当负荷压力达到设定值时，通常不需要很大的流量供应，液压泵的排量可自动减小至接近零位，这样就能有效地减小系统的发热和功率消耗，改善了绞车的工作条件和性能。低负荷时则全排量供油，使绞车高速运转，提高工作效率。

　　（3）调节控制过程采用比例液压技术便于远程控制的实现，并可与整个工作系统的集中监视，自动控制有机地结合。同时也可改善绞车本身的调节精度和操作性。

　　3控制与实施根据上述原理设计的恒张力绞车已在某海上工程船实施。绞车控制利用主系统配置的日本松下FP系列可编程序控制器（PLC）实现。调试过程表明，该恒张力绞车的操作和调节非常方便，张力控制有效，取得了良好的效果。