系泊絞車恒張力控制應(yīng)用專題

一、 系泊絞車簡述

   系泊絞車是船舶固定用的主要設(shè)備，是甲板機械的重要裝備之一。無論何種船舶，靠離碼頭及系泊時都需要用系泊絞車作業(yè)；一些工程作業(yè)船舶，如疏浚、起重、打撈、鉆井、敷管等船，為了固定及移位也多數(shù)采用錨泊作業(yè)方式。一般需設(shè)置6～12臺定位錨絞車，每臺系泊絞車拉力在幾十噸甚至一百多噸，系泊絞車功率在幾十千瓦甚至800千瓦。

二、 系泊絞車恒張力控制

系泊絞車除了需可逆調(diào)速運行性能外，在集中控制及自動化要求日益高漲的時代，具有就地控制和集中控制轉(zhuǎn)換性能及恒張力控制性能的系泊絞車已越來越多。恒張力控制性能已成為上述工程作業(yè)船舶中的大多數(shù)以及轉(zhuǎn)載平臺和大型貨船的系泊絞車*性能，以保證船舶移位時不受風(fēng)浪變化產(chǎn)生影響或船舶吃水變化時不影響系泊拉力。

以吸砂船為例，橫移絞車恒張力控制的物理本質(zhì)是當(dāng)吸砂船向一側(cè)橫移時，該側(cè)絞車電動收纜運行，另一側(cè)絞車應(yīng)處于一種較小的張力狀態(tài)制動放纜運行，以防止受到該側(cè)突然的外力(風(fēng)、浪、流)作用影響，使船向橫移方向突然加速。因為這種加速力量會使埋在泥砂中的吸頭受到損害(包括絞力、斗輪等其它類型挖泥工具)。在有了恒張力控制性能后，放纜絞車的鋼索張力由于這外力作用而變大，由于這張力是制動力，起到阻止船向橫移方向運動的作用，所以能防止吸頭受到損害。

系泊絞車恒張力控制系統(tǒng)是以PLC為控制核心的，兼有數(shù)字量輸人輸出、模擬量輸入輸出的控制系統(tǒng)。從控制變量的角度來看，該電控系統(tǒng)具有張力負荷閉環(huán)控制和電機電流開環(huán)控制；從結(jié)構(gòu)組成來看，主要由主電控箱、主令控制器、測力傳感器、測力放大器和電動機等構(gòu)成。

測力傳感器可以把張力負荷這個機械變量轉(zhuǎn)換為電控系統(tǒng)可處理的電信號，它的工作原理簡單講是應(yīng)變電阻計，當(dāng)張力負荷作用于傳動軸時，將會產(chǎn)生彈性變形，形變進一步引起應(yīng)變電阻的阻值發(fā)生變化，從而zui終產(chǎn)生一個毫伏級的電壓信號，測力傳感器是電控系統(tǒng)從系泊絞車采集負荷信號，用于閉環(huán)控制的開端，在整個系統(tǒng)中占有十分重要的地位。

測力放大器是一塊印刷電路板，安裝在系泊絞車本體上近測力傳感器處。電路上分析，位于測力傳感器與主電控箱之間。它的主要用途有三個，一個是將測力傳感器發(fā)出的毫伏級電壓信號轉(zhuǎn)換為PLC系統(tǒng)可接收的標(biāo)準(zhǔn)電流環(huán)信號；其次，由于張力傳感器產(chǎn)生的電壓信號十分微弱，又極易受外界電磁場的影響，因此，通過張力放大器還可以將張力傳感器信號加以放大處理，另外，在張力放大器上還有一些調(diào)試用的電位器和撥動開關(guān)，可以對張力放大器的輸出信號進行標(biāo)定。

測力傳感器也常被稱為：load cell、load sensor、稱重傳感器、重量傳感器、荷重傳感器、張力傳感器、載荷傳感器、載荷檢測傳感器、載荷監(jiān)測傳感器、負荷傳感器、負荷檢測傳感器、負荷監(jiān)測傳感器、力傳感器等。

三、 測力傳感器典型安裝方式舉例

（1）可以采用軸銷式測力傳感器（LoadPin）替換錨絞車轉(zhuǎn)向滑輪的軸，或者替換齒輪傳動軸，或者可以對剎車緊邊拉板的連接銷采用銷軸式測力傳感器，用于測量緊邊處的拉力，從而換算為繩子的拉力。

   在這里，軸銷式測力傳感器也常被稱為：load pin、應(yīng)力感應(yīng)銷、軸銷式稱重傳感器、軸銷傳感器、銷軸式稱重傳感器、銷軸式測力傳感器、軸銷式荷重傳感器、銷軸式荷重傳感器、銷軸傳感器等。

（2）也可以利用排繩裝置上安裝輔助輪的方式來實現(xiàn)如下圖，在排繩輪的外側(cè)再設(shè)置一個稱重測量輪，測力傳感器安裝在測量輪的下方，該拖纜機需要在船艉安裝一個出繩輪，以保證測量輪上纜繩的夾角始終保持固定，即纜繩作用在測量輪上的力始終垂直傳遞到測力傳感器上。

如果在排繩裝置上增設(shè)一個導(dǎo)繩輪，安裝在測量輪與出繩輪之間，這樣拖船纜繩的出繩角就不會受到限制。采用這種方式可以在任意情況下檢測纜繩的拉力，并且測得的力較為。在這里，測力傳感器可以采用壓式測力傳感器或者柱式測力傳感器。

柱式稱重傳感器也常被稱為：柱式測力傳感器，柱式荷重傳感器，柱式傳感器等。

（3）可以將測力傳感器安裝在錨絞車某一傳動軸端，采用壓式或者柱式或者定滑輪式測力傳感器。定滑輪式稱重傳感器也常被簡稱為定滑輪式傳感器。           

（4）也可以將纜繩拉力檢測裝置安裝在主卷筒軸承座上?？梢圆捎糜幂S承座式測力傳感器，也叫軸承座式稱重傳感器等.

（5）另外，拉式和旁壓式測力傳感器也應(yīng)用普遍。

（6）在上述系泊絞車恒張力控制所用測力傳感器，有些名稱有其它叫法，如測力傳感器也常被稱為：load cell、load sensor、重量傳感器、稱重傳感器、張力傳感器、載荷傳感器、載荷檢測傳感器、載荷監(jiān)測傳感器、負荷傳感器、負荷檢測傳感器、負荷監(jiān)測傳感器、力傳感器等。

軸銷式測力傳感器的其它常見叫法：軸銷式稱重傳感器，軸銷式荷重傳感器，軸銷式載荷傳感器，銷軸式載荷傳感器，軸銷傳感器，銷軸式稱重傳感器，銷軸式測力傳感器，銷軸式荷重傳感器，銷軸傳感器，應(yīng)力銷，Loadpin。

拉式測力傳感器的其它常見叫法：拉力傳感器，拉式稱重傳感器，拉式傳感器等，拉式超載限制器等。而拉式稱重傳感器常見的又有S型拉式稱重傳感器和板環(huán)拉式稱重傳感器。

旁壓式測力傳感器的其它常見叫法：旁壓式稱重傳感器，旁壓式傳感器。

定滑輪式測力傳感器也常被稱為：定滑輪式稱重傳感器、定滑輪式傳感器。

壓式測力傳感器也常被稱為：壓式稱重傳感器，壓式重量傳感器，壓式傳感器，壓式超載限制器，壓力傳感器等。

柱式測力傳感器也常被稱為：柱式稱重傳感器，柱式荷重傳感器，柱式傳感器等。

以上介紹的測力傳感器僅為典型結(jié)構(gòu)型式，篇幅有限，不一而足，需要其它結(jié)構(gòu)型式測力傳感器可以具體咨詢我司工作人員，：.

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