基于plc水下切割装置速度控制系统研制

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1、2014年11月机床与液压NOV．2014第42卷第22期MACHINET00L＆HYDRAULICSV01．42No．22DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．22．035基于PLC的水下切割装置速度控制系统研制惠胜利，陶杰，王儒，邢毅川，牟宪民(1．海洋石油工程股份有限公司，天津300462；2．大连理工大学，辽宁大连116024)摘要：水下切割装置在进行切割作业时，在水面不能直接获知其运行状态。原有系统用液压马达的流量对水下切割装置的运行速度进行估计，误差较大，响应速度慢。为解决速度检测

2、精度等问题，对原有系统进行改造，采用深水码盘实现切割速度检测，使用比例流量阀调整液压马达流量，实现转速的实时精确控制。基于可编程逻辑控制器实现了水下切割装置的速度控制。关键词：水下切割；液压系统；速度控制；可编程逻辑控制器中图分类号：TH137．9文献标识码：B文章编号：1001—3881(2014)22—109—4DesignofSpeedControlSystemofCuttingEquipmentunderWaterHUIShengli‘，TAOJie，WANGRu，XINGYichuan，MUXianmin(1．O

3、ffshoreOilEngineeringCo．，Ltd．，Tianjin300462，China；．2．DalianUniversityofTechnology。DalianLiaoning116024，China)Abstract：Theworkingstationcannotbeobtaineddirectlywhilethecuttingequipmentoperatesunderwater．Inoriginalopera-tor，thespeedofcuttingoperationswasestimatedbyt

4、heflowquantityofhydraulicmotor．Obviouslyithasahighdistortionandlowre-sponsespeed．Toimprovetheprecisionofspeeddetection，adeepwaterencoder，whichWasusedtOdetectthespeed，andapmpor-tionalflowvalve，whichwasusedtoadjustthetrafficspeedofhydraulicmotor，wereemployedtoachiev

5、ereal-timeandaccuratecon-trolofspeed．Thecontrolstrategyproposedwasrealizedbyusingaprogrammablelogiccontroller．Keywords：Cuttingunderwater；Hydraulicsystem；Speedcontrol；PLC作为海洋工程技术的重要组成部分，水下切割技装置的运行速度。该系统可以完成切割速度的设定以术已经成为海洋资源开发不可缺少的支撑技术。水下及自动控制，达到精确切割的目的。切割设备的驱动多采用液压

6、传动技术。相对于机械传1系统概况动、电气传动以及气压传动，液压传动技术具有力矩水下切割装置的液压控制系统的原理框图如图1大、传动平稳和自动润滑等优点⋯，被广泛应用于水所示。系统为定压系统，采用阀控液压马达方式运下切割装置的驱动。行，主要由油泵、液压阀、压力表、节流阀、换向阀现有的水下切割装置不具有速度指示和速度控制和液压马达构成。液压泵向液压马达提供动力，压力功能，运行时操作人员根据经验调整液压系统的流量表显示压力，流量计显示液体流量，经由节流阀的液来控制液压马达的转速。由于液压系统内泄漏和外泄体驱动液压马达转动，再通过减

7、速机构驱动切割装漏的存在，很多工况下，特别是液压马达负载变化较置。其中手动换向阀用来改变液压马达的旋转方向，大时，使用流量来估计液压马达转速会产生较大的误实现切割装置正向和反向运行。差，而且控制的实时性也不能保证。为此实现液压马达转速和水下切割装置速度的自动控制十分必要。水下检测是一项复杂的系统工程，复杂的工作环境及较高的精度要求使一些常用的检测方法难于实施。特别是深水检测，其压力大、传输距离远和能见度低等恶劣条件，大大增加了水下切割装置的控制难度。文中设计的方案采用PLC远程监测液压马达转速，折算成水下切割装置的运行速度

8、，利用流量调图1原有手动液压系统控制回路原理图节阀调整液压马达的流量，使用PID控制器控制切割收稿日期：2013—11—05作者简介：惠胜利(1981一)，男，硕士，工程师，研究方向为海洋工程。E—mail：huisl@mail．cooec．tom．ca。·110·机床与液压第42卷系统在运行时，操作人