随着海洋资源开发的需求日益增长,水下切割技术在海洋工程技术中扮演着重要角色。传统的水下切割装置在执行切割任务时,由于操作环境限制,水面操作人员无法直观地了解设备的实时运行状态。为了提高水下切割作业的精确度和效率,本文介绍了基于可编程逻辑控制器(PLC)的水下切割装置速度控制系统的研制过程。
在水下切割装置的原有系统中,切割装置的运行速度是通过估计液压马达流量来获得的,但这种方式存在较大的误差,并且响应速度缓慢。因此,为了解决这些问题,文章提出了一种改进方案:通过采用深水码盘来实现切割速度的检测,并配合使用比例流量阀来调整液压马达的流量,从而实现转速的实时精确控制。
在水下切割设备的驱动方面,液压传动技术因其具有大扭矩、平稳传动和自动润滑等优点而被广泛使用。然而,由于液压系统的内、外部泄漏问题,液压马达转速的估计往往不准确,特别是在负载变化较大的工况下,使用流量估计转速的方法会带来较大误差。此外,控制的实时性也无法得到保证。因此,实现液压马达转速与水下切割装置速度的自动控制显得尤为必要。
水下检测是一个复杂的系统工程,工作环境复杂且对精度要求高,尤其是在深水环境,由于压力大、传输距离远、能见度低等条件限制,使用常规的检测方法难度较大。在这样的背景下,本研究提出了一种基于PLC远程监测液压马达转速,并将其折算为水下切割装置的运行速度,通过PID控制器来实现切割装置运行速度的精确控制。
系统的原理框图展示了水下切割装置液压控制系统的基本构成。该系统是一个定压系统,采用阀控液压马达的方式运行。系统主要由油泵、液压阀、压力表、节流阀、换向阀以及液压马达组成。液压泵向液压马达提供动力,压力表用于显示压力,流量计用于显示液体流量。液体通过节流阀驱动液压马达旋转,并通过减速机构驱动切割装置。手动换向阀用于改变液压马达的旋转方向,从而实现切割装置的正向或反向运行。
在改进的控制系统中,PLC扮演了核心的角色。通过PLC远程监测液压马达的转速,再折算成水下切割装置的运行速度,利用流量调节阀调整液压马达的流量,并且通过PID控制器精确控制切割装置的运行速度。这样,整个系统不仅能完成切割速度的设定,还能实现自动控制,从而达到精确切割的目的。
基于PLC的水下切割装置速度控制系统的研制,大大提高了水下切割作业的精确度与效率,改善了操作人员的工作条件,并在一定程度上降低了对操作人员专业技能的依赖。随着技术的不断发展和完善,未来该系统有望在海洋资源开发中得到更广泛的应用。