[发明专利]深海脐带缆绞车伺服排缆恒张力自适应控制系统

权利要求书

1.一种深海脐带缆绞车伺服排缆恒张力自适应控制系统，其特征在于，

从排绳器设置的多个导轮之间穿过的脐带缆绕到绞车的卷筒上；

变频驱动系统设置的变频器驱动与之连接的卷筒电机转动，进而驱动卷筒对脐带缆进行收放；

伺服驱动系统设置的伺服电机驱动与之连接的排绳器的丝杆，使丝杆追随着卷筒的转动在单层匝数的范围内来回摆动，卷筒主轴每转动一匝时排绳器移动一个排线间距，并且在排绳器从单层匝数的一侧移动到另一侧进行脐带缆排线，以及再从另一侧反向移动回到前一侧而使脐带缆换层排线的过程中，使脐带缆与卷筒的面保持一定的角度；

其中，所述卷筒的主轴上连接有卷筒编码器，将其对卷筒的位置进行检测的结果，输出给与该卷筒编码器信号连接的CPU/运动控制器；

所述排绳器的导轮上连接有排绳器编码器，将其对脐带缆的长度、速度进行检测的结果，输出给与该排绳器编码器信号连接的所述CPU/运动控制器，使所述CPU/运动控制器对各编码器检测的结果进行处理，向变频驱动系统及伺服驱动系统输出用来对卷筒及排绳器进行主从双闭环运动控制的指令；

在排绳器的导轮轴上连接有张力传感器，将其对脐带缆张力值进行检测的结果，输出至与该张力传感器信号连接的所述CPU/运动控制器，从而在所述卷筒与排绳器通过电子凸轮进行同步联动时，由所述CPU/运动控制器根据张力传感器检测的结果进行判断，相应地向卷筒及排绳器输出如下的指令：

在根据张力传感器的检测结果判断脐带缆张力值没有超出设定范围时，输出驱使卷筒与排绳器保持凸轮同步状态的指令；在根据张力传感器的检测结果判断脐带缆张力值超出设定范围时，输出驱动绞车进行收缆或放缆，来调整脐带缆张力值至设定范围内的指令。

2.如权利要求1所述的深海脐带缆绞车伺服排缆恒张力自适应控制系统，其特征在于，

所述卷筒和排绳器各自设置用来进行单独操作的手柄。

3.如权利要求1所述的深海脐带缆绞车伺服排缆恒张力自适应控制系统，其特征在于，

在所述卷筒与排绳器通过电子凸轮进行同步联动时，所述CPU/运动控制器根据各编码器检测的结果进行判断，相应地向卷筒及排绳器输出如下的指令：

在根据各编码器检测的结果判断排绳器没有到达换向位置时，输出驱使排绳器在原方向上与卷筒保持同步状态的指令；

在根据各编码器检测的结果判断排绳器到达换向位置时，输出驱使排绳器更换方向并与卷筒反方向保持同步状态的指令。

4.如权利要求1所述的深海脐带缆绞车伺服排缆恒张力自适应控制系统，其特征在于，

在绞车的带式制动器上连接有接近开关，其对带式制动器的刹车带处在打开或关闭的状态进行检测，并向与该接近开关信号连接的CPU/运动控制器输出检测的结果；

所述带式制动器的液压缸控制刹车带打开或关闭；所述CPU/运动控制器向与之信号连接的液压缸，输出驱使刹车带在绞车收缆或放缆时处在打开状态的指令。

5.如权利要求1所述的深海脐带缆绞车伺服排缆恒张力自适应控制系统，其特征在于，

所述CPU/运动控制器与电机绕组温度的电机温度传感器信号连接；

所述CPU/运动控制器与驱使所述深海脐带缆绞车伺服排缆恒张力自适应控制系统执行所有设定操作的本地操作台信号连接；

所述CPU/运动控制器通过以太网，分别对系统参数进行显示及设置的人机接口，以及驱使所述深海脐带缆绞车伺服排缆恒张力自适应控制系统执行收放缆操作的远程操作台信号连接；

所述系统参数包含逃逸角、换向角、两侧的换向位置、脐带缆直径、张力极限值、排绳器与卷筒的电子齿轮比。

6.如权利要求1所述的深海脐带缆绞车伺服排缆恒张力自适应控制系统，其特征在于，

所述卷筒电机包含六台变频电机，其各自通过相应的减速机来驱动卷筒；各变频电机所对应的变频器之间采用光纤连接并通讯；这些变频器与CPU/运动控制器之间通过Profibus总线连接并通讯，接收CPU/运动控制器输出的使能信号，对其驱使六台变频电机同时运转时的速度进行控制。

7.如权利要求1或6所述的深海脐带缆绞车伺服排缆恒张力自适应控制系统，其特征在于，

所述变频驱动系统还设置有制动单元和制动电阻；

所述制动单元并联在直流母线上，将直流母线的电压限制在设定的水平，还将制动能量输出至所述制动电阻上并转换成热能。

8.如权利要求1所述的深海脐带缆绞车伺服排缆恒张力自适应控制系统，其特征在于，

所述伺服驱动系统的伺服电机是永磁同步伺服电机，其通过伺服减速机连接并驱动排绳器的丝杠进行往复运动；

所述伺服驱动系统设置有伺服驱动器来连接并驱动所述伺服电机，所述伺服驱动器是数字信号处理器。