[发明专利]一种带闭环反馈的拖缆机比例控制装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种比例控制装置，尤其涉及一种带闭环反馈的拖缆机比例控制装置及其控制方法，具体适用于提高控制精度。

背景技术

海洋平台是海上油气开采的主力，但由于其不能自航，需要多种功能的平台工程船作后勤支援，其中三用工作船(拖曳、锚作、供应)是平台后勤支援必备的辅助船舶。拖缆机是三用工作船的关键设备，拖缆机操控性能是三用工作船海上作业时的重要性能要求。拖缆机采用电液驱动模式，由电动机驱动主泵站提供马达动力，马达驱动高速齿轮组将动力传递到驱动轴上的离合器，通过离合器的不同组合，分别或同时驱动上下滚筒上的低速齿轮组，将马达动力分别或同时传递到上下滚筒。拖缆机马达操控模式为远程电液遥控，其动力由伺服系统提供，将电控手柄的控制指令通过伺服系统比例阀开度作用于液压马达手柄上，通过液压马达手柄位置带动马达叶片旋转，从而实现马达输出动力的改变，进而实现拖缆机滚筒的速度改变。限于拖缆机液压马达构造，驱动液压马达手柄的伺服系统比例阀控制一般采用开环控制，但由于液压系统特性(比如液压油油温、粘度等)变化，导致电控手柄开环控制液压马达的比例阀效果一直不好，直接影响拖缆机的操作性能。

中国专利申请公布号为CN101859121A，申请公布日为2010年10月13日的发明专利公开了一种拖缆机液压马达遥控控制系统，包括依次连接的遥控手柄、PLC信号处理单元、比例阀控制器、电磁压力比例阀与液压马达，电磁压力比例阀包括互相并联的收缆电磁压力比例阀与放缆电磁压力比例阀，所述PLC处理器采取的信号线性化处理方法为分段线性化处理方法，比例阀控制器的输出信号为PWM信号，电磁压力比例阀的控制电流的为140-400mA。虽然该发明能够在一定程度提高液压马达稳定性，但其仍存在以下缺陷：

1、该发明的液压马达遥控控制采用开环控制，控制精度低。

2、该发明存在了较多的监控信号，信号处理过程复杂度高，系统运行速度较慢。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的控制精度低的问题，提供一种高控制精度的带闭环反馈的拖缆机比例控制装置及其控制方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：

一种带闭环反馈的拖缆机比例控制装置，包括电控手柄和PLC控制箱，所述电控手柄的信号输出端与PLC控制箱的控制信号输入端相连接；

所述拖缆机比例控制装置还包括开关阀、比例阀、伺服泵、液压马达和角度传感器；

所述PLC控制箱的开关信号输出端与开关阀的开关信号控制端电连接，所述PLC控制箱的比例信号输出端与比例阀的比例信号控制端电连接；

所述伺服泵依次通过开关阀、比例阀与液压马达的马达手柄的进油口油路连接，所述马达手柄上设置有角度传感器，所述角度传感器的信号输出端与PLC控制箱的反馈信号输入端电连接。

所述开关阀还包括开关阀进油口和开关阀出油口，所述比例阀还包括比例阀进油口和比例阀出油口，所述开关阀进油口与伺服泵的出油口油路连接，所述开关阀出油口与比例阀进油口油路连接，所述比例阀出油口与液压马达的马达手柄的进油口油路连接，所述液压马达的输出轴与拖缆机传动配合。

一种带闭环反馈的拖缆机比例控制装置的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

第一步：位置标定、数据归一化处理，首先，将电控手柄扳到中间位置，PLC控制箱记录电控手柄的中位控制信号，并将上述中位控制信号设定为0位控制信号，液压马达在PLC控制箱的信号作用下运动，直到液压马达停止转动后，PLC控制箱接收到的角度传感器的信号维持定值不变，此时马达手柄位于中间位置，PLC控制箱记录角度传感器的中位反馈信号，并将上述中位反馈信号设定为0位反馈信号；

然后，将电控手柄扳到收缆最大位，PLC控制箱记录电控手柄的收缆最大位控制信号，并将上述收缆最大位控制信号设定为-100％位控制信号，液压马达在PLC控制箱的信号作用下收缆，直到液压马达停止收缆后，PLC控制箱接收到的角度传感器的信号维持定值不变，此时马达手柄位于收缆最大位，PLC控制箱记录角度传感器的收缆最大位反馈信号，并将上述收缆最大位反馈信号设定为-100％位反馈信号；