[发明专利]用于调节升降单元载荷的控制系统

说明书

本发明提供了一种用于调节升降单元载荷的控制系统，涉及海上自升式平台的升降系统控制技术领域，包括主回路控制器、旁路接触器、变频智能调节单元、智能控制器、和人机交互单元；变频智能调节单元的输入端与升降动力电源相连接，输出端与旁路接触器的一端连接，旁路接触器的另一端与多个升降单元断路器连接；相对独立于现有的升降控制系统，通过变频智能调节单元和旁路接触器的旁路控制，实现对升降单元的载荷调整，节省时间和人力，提高海上平台操作的便利性和安全性。

技术领域

本发明涉及海上平台的升降系统控制技术领域，尤其是涉及用于调节升降单元载荷的控制系统。

背景技术

由于电动升降系统相对于液压升降系统具有操作及维护方面实时、便利等优势，大部分海上自升式平台一般采用由电机拖动的齿轮齿条式的升降系统。采用电动升降系统的平台一般采用三根桁架型升降桩腿，平台通过多组升降单元的输出齿轮(也叫升降齿轮)与桩腿的升降齿条啮合(目前配置最多的有24组升降单元/桩)，升降单元通过带有失效刹车单元的升降单元驱动，控制系统通过控制升降单元的时序及转向实现整个平台的升降作业。

在平台升降开始前，由于升降单元的最末端的升降齿轮初始啮合位置不同，且平台站立时会因为姿态的变化会发生负载在升降单元的转移，造成个别升降单元承受过大的载荷，强行运行会造成升降单元过载运行。在严重的情况下，会导致升降齿轮或升降齿条因严重过载而损坏的恶性事故。所以，为了恶性事故发生，在升降前调整并均衡升降单元升降齿轮的载荷必不可少。

为达到均衡升降齿轮载荷的目的，对于采用直接启动，或采用变频器集中控制且非单机传动的升降系统，在升降开始前，都需要在升降作业前人为检查、调整升降齿轮的初始载荷。常规的载荷调整的方法为：在升降单元后面施加扭矩扳手，然后手动松开电机刹车，根据测量的扭矩正转或反转电机输入轴，使最终输入轴的扭矩达到平均扭矩值，从而均衡升降齿轮的载荷。在手动检查、调整输入轴扭矩时，单桩承受的载荷会在不同升降单元之间进行转移，导致调整要反复进行很多次才能达到安全的允许标准，且花费大量的时间及人力。而且在单一升降单元正承受过大载荷时，输入轴的反扭矩对操作人员有潜在危害；对于大吨位的钻井平台，由于安装有很多组升降单元，很多需要操作的位置较高，对操作人员的高空作业存在安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供用于调节升降单元载荷的控制系统，以解决现有的对升降齿轮载荷的调整需要花费大量时间和精力，且对操作人员有潜在危害的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了用于调节升降单元载荷的控制系统，包括：主回路控制器、旁路接触器、变频智能调节单元、智能控制器、和人机交互单元；

所述变频智能调节单元的输入端与升降动力电源相连接，输出端与所述旁路接触器的一端连接，所述旁路接触器的另一端与多个升降单元断路器连接；

所述变频智能调节单元，用于根据升降单元的矢量模型，自动计算升降单元输出轴的输出扭矩，并发送给智能控制器，以及，根据电机控制指令确定待调节升降单元内升降单元的旋转方向，并根据电机控制指令调节所述升降单元的输出扭矩至期望值，进而使待调节升降单元的载荷达到目标载荷值；

所述智能控制器，用于根据每个升降单元的所述输出扭矩计算每个升降单元的实际载荷，以及单个桩腿的总载荷和平均载荷，以及，根据所述目标载荷值生成每个升降单元的所述电机控制指令；

所述人机交互单元，用于显示所述智能控制器发送的多个所述升降单元的实际载荷，以及所述单个桩腿的总载荷和平均载荷，当接收到用户输入的所述目标载荷值时，发送给所述智能控制器。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中所述变频智能调节单元和旁路接触器串联组成载荷调节回路，且所述载荷调节回路与所述主回路控制器互为并联；

所述旁路接触器与所述主回路控制器为互锁关系，用于在调节多个所述升降单元的载荷时，所述主回路控制器处于断开状态。