海上大型圆筒对位过程液压与电气控制系统的研究

摘要

随着全世界的经济的不断发展，对能源的需求量也与日俱增，人们对于能源的需求逐渐从陆地转到海洋，以此来解决自身的能源危机。海上石油钻井平台、海上大型发电设备等各种海工设备越来越受到重视。在海上大型圆筒的对位安装过程中，由于圆筒重量重、所需的空间大、自身结构复杂以及海浪颠簸起伏等一系列条件，使得大型圆筒的安装遇到一定的难题。因此有必要设计一套合适的海上大型圆筒对位安装液压与电气控制系统。本文基于机械设计、液压系统及计算机工业控制理论，借鉴国内外相关工程经验，对自动对位安装系统进行了相关探讨。
　　本文针对海上大型圆筒安装自动对位系统，主要做了以下研究：
　　(1)对多缸同步液压系统进行分析并进行适当的简化，利用AMESim软件搭建了六缸同步液压系统模型，并对其进行了仿真分析，得到了六缸位移同步曲线及液压系统中的压力波动等特性曲线。
　　(2)设计自动对中机械方案、液压系统及电气监控系统。利用Visual Basic6.0软件搭建了自动对中的开发平台，根据精定位阶段的控制算法，编写相关的程序。本课题综合已有技术和经验，借鉴国外相关项目资料，提出精定位自动对中系统的激光检测方案及控制算法，使对接的法兰螺栓孔对中。
　　（3）分析整体控制系统的总体控制需求，建立以PLC为控制核心，触摸屏及工控机作为监控单元的管控一体化的海上大型圆筒对位安装的监控系统。
　　通过以上内容的研究，得出了一些重要结论，为以后大型圆筒法兰对中提供一种新的方法和思路。最后，对进一步工作的方向进行了简要的讨论。

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第1章 绪论

1.1 课题研究目的和意义

1.2 与课题有关的国内外研究现状和发展动态

1.3 课题研究的主要内容

1.4 研究方法和技术路线

1.5 本章小结

第2章 对位安装工艺流程及自动对中技术研究

2.1 大型圆筒对位安装工艺流程

2.2 自动对中系统的概述及精度要求

2.3 自动对中策略及工作原理

2.4 两级自动对中方法的研究

2.5 对中系统控制算法设计

2.6 基于Visual Basic 6.0自动对中算法与分析

2.7 本章小结

第3章 多缸同步液压系统仿真研究

3.1 AMEsim仿真软件介绍

3.2 多缸同步升降液压系统

3.3 建立AMEsim液压系统模型3.3.1六缸同步液压系统简化

3.4 多缸同步系统模型仿真结果分析

3.5 本章小结

第4章 大型圆筒抱紧装置电液系统设计

4.1 大型圆筒吊装的技术要求

4.2 抱紧装置动作分析

4.3 抱紧装置液压系统设计

4.4 抱紧装置控制系统设计

4.5 系统运行结果及分析

4.6 本章小结

第5章 对位安装电气控制系统方案设计

5.1 控制系统总体需求分析

5.2 PLC控制系统设计

5.3 监控系统画面设计

5.4 中控台系统状态实时监控方案

5.5 系统运行调试结果

5.6 结论

第6章 结论与展望

6.1 研究总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文与参加的科研项目