海上平台起重机状态监测系统设计
100船用起重机说明书
API Spec2C-2004《海上平台起重机规范》
美国船级社ABS《起重机检验规范》
3.起重机总体方案简介
概述
100t船用起重机是一种电动液压折臂式近海甲板起重机。起重机的回转支承采用三排滚柱式回转支承；起重机的主、副臂架分别由主、副变幅油缸实现变幅。起重机设有起重量100t、50t的主吊钩各一只和起重量10t的副吊钩一只。起重机设有主起升机构、副起升机构、主变幅机构、副变幅机构和回转机构。相关机构采用液压马达或液压油缸驱动。
副起升机构
本起重机设有一套副起升驱动机构,用来驱动副吊钩的升降。副起升机构由液压马达驱动。其组成为：液压马达，行星齿轮减速机内藏式卷扬机和副起升平台等。驱动传递路径为：
液压马达行星齿轮减速机内藏式卷扬机单索钢丝绳副吊钩
定量液压马达：型号 F11-150-HF-SH-K-000,排量为150ml/r，最高转速为2600r/min，2台
15m/5m
/5m
起升高度
甲板以上/甲板以下
16m/8m
28m/8m
29m/8m
机构工作速度
起升速度
0 5m/min
0 10m/min
0 20m/min
变幅时间
120s
回转速度
0
液压驱动总功率
2×315kW+45kW
船用动力电源
415V-50Hz-3ph
3使用工况：
工况
工作机构联合动作情况
备注
工况1
100t船用起重机
说明书
1. 总 论
100t船用起重机是根据《100t船用起重机技术规格书》的要求，本船用起重机适用于近海开敞水域作业（该水域的海况会使船舶产生显著的运动，海上风力通常大于蒲氏2级），主要用于物件的吊装作业。
基于PLC的起重机控制系统设计
基于PLC的塔式起重机控制系统的设计摘要: 本文针对传统的由继电器接触器控制的塔式起重控制系统可靠性差、操纵复杂、故障率高、电能浪费大、效率低等缺点提出将可编程序控制器和变频器应用于其控制系统.在塔式起重机提升机构加上一套由旋转编码器、PG数模转换构成变频器闭环系统.结果表明：该系统使用方便，具有良好的动态调整性能,极大进步了系统的稳定性、可靠性.关键词：可编程序控制器;塔式起重机;稳定性1. 传统的塔式起重机的控制现状塔式起重机是我们建筑机械的关键设备，在建筑施工中起着重要作用，我们只用了五十年时间走完了国外发达国家上百年塔机发展的路程，如今已达到发达国家水平并跻身于当代国际市场.随着高层建筑发展，对施工机械提出了新的要求.于是，160TM附着式、45TM内爬式、120TM自升式等都由我国自己设计并制造;八十年代，国家建设突飞猛进，建筑用最大的250TM塔机也应运而生.进进九十年代，现代化进程不断加快，国内外市场对塔机要求越来越高，众多城市大型建筑、水利、电力、桥梁等不断增加，市场的要求加快了新产品开发的力度，先后有400TM、900TM水平臂和300TM动臂式塔机[1，、2].90年代开发生产的塔机产品技术性能均明显进步，起升机构采用三速电机驱动、涡流制动、电动换挡减速箱，变幅回转采用双速电机液力联轴节驱动，或采用变频调速，有多种速度，工作平稳生产效率高.安全装置齐全，动作灵敏可靠，装有防止误操纵和野蛮操纵装置，可杜尽安全事故[2].随着功率电子技术的发展，早在六十年代后期，国外就开始致力于晶闸管定子调压调速技术的开发研究.目前，该技术己进进了成熟稳定的发展应用阶段.可编程序控制器PLC引进到交流电气传动系统后[3，4]，使传动系统性能发生了质的变化.在塔式起重机实现了抓斗的自动控制和故障诊断、检测显示等，达到了新的技术高度.由变频器构成的交流调速系统可取代直流调速系统，是随着计算机技术特别是大规模集成电路制造技术的不断发展的必然结果，符合起重机的发展趋势，适合发展大起重重量的起重机.2. 塔式起重机PLC控制系统原理本系统将塔式起重机控制系统由继电器控制改为PLC控制，四大机构调速均采用变频调速.塔式起重机控制系统的系统总框图如图1所示[5，8，9].塔式起重机的起升、变幅、回转、运行电动机都需要独立运行，整个系统由6台电动机和4台变频器传动，使用一台PLC加以控制.图1 系统总框图运行机构的起动时间应尽量符合实际需要，起动迅速而平稳;机构的电气制动方式必须着重考虑.对不同的工况，可选择自由制动方式与强制制动方式.在运行机构正常停止时，可选用自由停止方式，其停止时间可按实际生产中的运行情况设定，以尽量满足司机操纵塔式起重机的需要为主.为保证起升机构起动时具有足够大的起动转矩，可以通过设定机械制动器的打开时间、变频器的最低运行频率、运行电流之间的关系，以满足机构负载特性的要求.变频器内部参数的设定能保证机构具有良好的调速精度及起制动性能，由于起升机构电机需使用脉冲编码器作为速度反馈装置.通过丈量脉冲编码器的脉冲数，利用二者之差控制电机的速度，所以选择脉冲编码器及其安装时，应当考虑周全[6，7，10].3. 系统硬件设计电气控制系统原理图主要包括主电路和PLC外围接线图.1.主电路共有六台电机，同时带有风机冷却装置.2.PLC外围接线电路的I/O接线信号分别与表1中的I/O名称相对应.表1 S7-200 I/O分配表4. 系统软件设计根据塔式起重机控制电路的工作原理，绘制软件流程图如图2所示.图2 系统软件流程图在本系统中，PLC程序设计的主要任务是接受外部开关信号（按钮、联动控制台继电器）的输进，判定当前的系统状态以及输出信号往控制接触器等器件，以完成相应的控制任务。
海上平台起重机典型液压系统功能原理及故障分析
参 考 文 献
电气控 制 方 案要 与 机 械 传 动 形 式 协 调 。 当传 动链 为非 行 星 减 速 器 机 型 时 ，２传 动 之 间 刚 性 连
接 。２电机速 度一 致 ，输 出转矩 不 一定 均衡 ，一 台 电动 机可 能 产 生 过 载 ，长 时 间 过 载 可 使 电动 机 发 热 、绝缘 老 化 、甚 至 烧 毁 。 因此 ，其 控 制 特 点 是 实现 ２电机 的力矩均 衡 。
作
地
当传 动链 为行 星减速 器 机型 时 ，卷 筒速 度是 ２ 台电动机 速 度 的合 成 ，卷 筒 上 带 有 安 全 盘 式 制 动
器 ，用 于事故 状态 下 的最 后一 级保 护 。
由于有 行 星 差 速 包 的作 用 ，单 电机 承 担 全部
额定 载 荷时不 存在 过 载 问题 ，只是 卷 筒 速 度 减半 。
Ａ ｂｓｒ ｃ ： Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｈ ｄｒ ｕｉ ｒｎｃｐ ｅ ａ ｄ ｆ ｃｉ ｎ ｆｏｆｈ ｒ ｄ ｓａ ｒ ｎ ｎｄ ｔ ｏ ｅｉａ ｎ ｗｌｄ ｅ ｏ ｙ ｔａ ｔ ｓ ｄ ｏ ｈ ｙ ａ ｌｃ ｐ ｉ ｉｌ ｎ ｕｎ ｔｏ ｓ ｏ ｔｓ ｏ ｅ ｐｅ ｅ ｔ ｌｃ ａ ｅ ａ ｈｅ ｒ ｔｃ ｌｋ ｏ ｅ ｇ ｆｈ —
问题 。
综 上所 述 ，铸 造 起 重 机 的设 计 制 造 是 保 证 铸
造 起重 机 安 全 的本 质 ，而其 使 用 维 护 则 是 铸 造 起 重 机安 全 的保 障 ，为 了 起 重 机 安 全 运 行 ， 国家 财
产 不受 损 失 ，人 们 生命 得 到 保 障 ，应 对 起 重 机 的
该 机型 电气 控 制 特 点 是 实 现 速 度 同 步 ，解 决 ２台
海上固定平台安全规则(中文)
海上固定平台安全规则目录第一章总则第二章平台布置第三章平台结构第四章防腐蚀第五章海上施工作业第六章钻井系统和油(气)生产工艺系统第七章通用机械设备及管系第八章起重机第九章电气设备及电缆第十章仪表及控制系统第十一章生活区第十二章直升机甲板设施第十三章防火结构及脱险通道第十四章火灾与可燃气体探测报警系统及消防系统第十五章逃生及救生装置第十六章助航标志及信号第十七章通信设备第十八章防污染及噪声、振动控制第十九章建造检验第二十章生产期检验第二十一章安全分析和安全管理系统第一章总则1.1 宗旨为了减少或避免平台在建造、安装、调试、投产和生产作业、检修、改造直至废弃的全过程中，可能出现的下列损失：人员伤亡,环境污染,设施破坏和财产损失。
根据《海上石油天然气生产设施检验规定》（下称《油（气）生产设施检验规定》）和《海洋石油作业安全管理规定》，制定本《规则》。
1.2 适用范围1.2.1 本《规则》适用于在中华人民共和国的内海、领海、大陆架以及其它属于中华人民共和国海洋资源管辖海域内, 建设和使用的海上固定平台(包括常规导管架平台, 简易平台和无人驻守平台等，下称平台）。
1.2.2 张力腿式、牵索塔式、混凝土重力式等其它类型固定平台其上部生产设施的设计、建造、安装和试运转及生产作业应符合本《规则》的有关规定。
1.2.3“浮式生产储油装置”的安全规则另行颁发。
在其正式颁布执行之前，浮式生产系统、浮式储油装置和其他移动式生产平台其上部设施可参照本规则执行。
1.2.4 平台废弃与拆除的有关规定另行颁布。
1.2.5 本《规则》为平台安全的主要规定; 本《规则》未做规定的内容可适用所用规范、标准中的有关规定。
本《规则》允许作业者依据平台实际条件, 依据先进的系统安全理论、方法和最新的技术, 遵循国外先进的海上设施安全条例和安全分析规范, 采取不同于本《规则》某些条款的安全对策。
如果作业者计划采取不同的对策, 应首先进行科学的和系统的安全分析, 用分析和数据证明所采取对策的可靠性, 证明该对策所承担的风险及其风险值符合最低合理可行的原则; 作业者还必须向中国海洋石油作业安全办公室(下称安全办公室)提出正式的书面专题申请, 并附安全分析文件, 待安全办公室批准后方可实施。
海上钢平台施工专项方案
一、工程概况本项目为海上风电场施工平台，位于我国某海域，平台总长度为100米，宽度为40米，高度为20米。
平台采用全焊接钢结构，分为甲板、支撑结构、桩基三部分。
本方案旨在为海上钢平台施工提供科学、合理、安全的施工指导。
二、施工准备1. 组织机构成立项目施工领导小组，负责施工组织、协调、监督和管理工作。
2. 施工人员组织具备丰富海上施工经验的专业施工队伍，包括焊接工、起重工、电焊工、测量工等。
3. 施工设备（1）起重设备：150吨履带式起重机、50吨浮吊、吊车等。
（2）焊接设备：CO2气体保护焊机、埋弧焊机、电焊机等。
（3）测量设备：全站仪、水准仪、经纬仪等。
（4）其他设备：切割机、钻床、风动工具等。
4. 施工材料（1）钢材：Q345B钢材。
（2）焊接材料：CO2气体保护焊丝、埋弧焊丝等。
（3）防腐材料：环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆、环氧面漆等。
三、施工工艺1. 施工顺序（1）桩基施工：先进行桩基施工，确保桩基质量。
（2）支撑结构施工：桩基完成后，进行支撑结构施工。
（3）甲板施工：支撑结构完成后，进行甲板施工。
2. 施工工艺（1）桩基施工：采用桩基施工船进行施工，桩基施工包括桩基打设、桩基连接、桩基防腐等。
（2）支撑结构施工：采用焊接工艺进行支撑结构施工，确保结构稳定。
（3）甲板施工：采用焊接工艺进行甲板施工，确保甲板平整、牢固。
四、安全措施1. 施工人员必须穿戴安全帽、安全带、防护眼镜等安全防护用品。
2. 施工现场设置安全警示标志，确保施工安全。
3. 起重作业时，必须遵守起重作业规程，确保起重安全。
4. 焊接作业时，必须遵守焊接作业规程，确保焊接安全。
5. 防腐作业时，必须遵守防腐作业规程，确保防腐安全。
五、质量保证1. 严格按设计图纸和施工规范进行施工，确保施工质量。
2. 施工过程中，加强对施工材料、施工设备、施工工艺的检查和控制。
3. 对施工过程中发现的质量问题，及时进行整改，确保工程质量。
海洋平台设计原理_第七章_自升式平台
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第七章 自升式平台
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上海交通大学本科生课程
7.2 工作原理和结构组成
平台主体的平面形状
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第七章 自升式平台
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上海交通大学本科生课程
7.2 工作原理和结构组成
三、升降装置
升降装置的功能是完成升降船和升降桩腿的工作，并在着底作业时保 证平台固定位置，在拖航时保持桩腿固定位置。整个升降装置系统包括：
7.3 设计要求及环境条件
一、自升式平台操作程序与工况
操作程序； 工况一：移航； 工况二：放桩及提桩； 工况三：插桩及拔桩； 工况四：预压； 工况五：站立工况。
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第七章 自升式平台
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上海交通大学本科生课程
7.3 设计要求及环境条件
操作程序
非自航的自升式平台就位一 般采用锚或拖轮； 移位频繁的非自航自升式平 台也有配舵桨，用于工地移 位和助航； 自航自升式平台利用自身配 置的螺旋桨就位。
第七章 自升式平台
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上海交通大学本科生课程
7.2 工作原理和结构组成
二、自升式平台的构成
升降装置
平台主体 桩腿
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上海交通大学本科生课程
7.2 工作原理和结构组成
二、自升式平台的构成
平台主体（上船体）结构：平台主体主要提供生产和生活的场地， 并在拖航或航行时提供浮力； 桩腿结构：桩腿的主要作用是支撑平台在海上作业，并将平台所受 的载荷传递给海底地基，桩腿的最下端还配置桩脚箱（或沉垫）； 升降装置：是提升或下降桩腿或船体的装置，并在拖航时支撑桩腿 和在升起时支撑平台； 完成预定功能的作业设备，如：起重机、钻机； 动力设备、供电设备、生活设备等。
211048413_深海作业主动升沉补偿起重机
深海作业主动升沉补偿起重机张光锋 陈 刚 胡 茂 姬红斌武汉船用机械有限责任公司 武汉 430084摘 要：当前深海作业对海洋工程装备的要求不断提高，主动升沉补偿起重机应运而生。
文中在国内外研究成果基础上，从环境适应性、补偿系统与起重机适配性、补偿系统与起重机功率集发等关键技术出发，介绍了起重机研制过程中的技术路线，设计制造了一种具有能量回收功能的深海作业主动升沉补偿起重机结构样机，采用折臂式结构形式和绞车式主动升沉补偿系统，并对样机进行试验验证，起重机起吊能力达到200 t，试验结果与国外同类型吊机参数进行了对比总结，样机补偿精度超95%。
关键词：深海作业起重机；主动升沉补偿；能量回收；二次控制单元中图分类号：TH213 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2023）06-0050-05Abstract: Recently, with the increasingly demanding requirements for offshore engineering equipment in deep-sea operation, the application of active heave compensation crane came into being. In this paper, based on the research results at home and abroad, starting from the key technologies such as environmental adaptability, adaptability between compensation system and crane, compensation system and crane power collection and development, the technical route in the development process of crane is introduced, and the design of an active heave compensation crane structure prototype with energy recovery function is put forward. The prototype is equipped with a folding arm structure and a winch active heave compensation system, and the prototype is verified by experiments. The lifting capacity of the crane reaches 200 t. Comparing the test results with the parameters of similar cranes abroad, it is found that the compensation accuracy of the prototype is over 95%.Keywords:deep-sea crane; active heave compensation; energy recovery; secondary control unit0 引言用于深海安装作业的水面工作母船受到海面风浪流的干扰影响将产生空间的波频摇荡运动。
风机塔架的结构健康监测系统设计
风机塔架的结构健康监测系统设计随着风电行业的发展和应用越来越广泛，风机塔架的结构健康监测系统设计变得越来越重要。
这种系统能够监测风机塔架的结构状况，通过数据分析来提供预警和维护建议，从而保证风机塔架的安全和长期使用。
本文将从系统设计的角度，探讨风机塔架的结构健康监测系统的设计。
一、系统结构设计风机塔架的结构健康监测系统设计需要考虑几个方面，如可扩展性、可靠性、实时性和数据质量等。
在系统结构设计中，应采用分层结构。
顶层对外提供服务界面，用户可以访问并获得所需数据。
中间层处理数据分析及预警，接收测量数据并进行处理、分析后给出预警和建议。
底层为具体的硬件设备和采集模块，负责实现数据的采集。
二、传感器选型传感器是监测系统的核心组成部分，需要根据风机塔架的特点选用合适的传感器。
在风机塔架中，振动和加速度是最重要的指标，可以通过加速度传感器来实现。
通常采用MEMS加速度传感器，这种传感器小巧、便宜，能够测量振动和加速度的准确值。
三、数据采集方案为了保证监测数据的准确性，应该考虑合理的数据采集方案。
首先要确定监测点的位置，然后确定传感器的位置和采样频率。
同时，要注意传感器的布局，如果布局不合理，可能会导致传感器之间干扰或信号不完整。
因此，在确定数据采集方案时，需要结合实际情况进行评估、实验和优化。
四、数据处理和分析传感器采集到的数据需要通过数据处理和分析进行挖掘和分析。
常见的数据处理和分析方法包括FFT变换、小波变换和机器学习等。
根据不同的需求和实际情况，可以选择合适的数据处理和分析方法，进行数据挖掘和预测。
五、预警和维护建议风机塔架的结构健康监测系统设计的核心目的是提供预警和维护建议。
预警信息可以帮助用户进行及时维护和处理，例如，当振动及加速度超过一定值时，预警系统会向用户发送报警信息。
同时，监测数据分析的结果可以提供维护建议，例如，根据数据分析的结果，提出增加支撑或改进塔架结构等建议。
六、系统优化和更新随着风机塔架的使用和环境的变化，监测系统需要不断优化和更新。