海上溢油事故頻繁發(fā)生,嚴重阻礙了全球經(jīng)濟發(fā)展,使得溢油回收處理問題迫在眉睫。研發(fā)收油效率高、自動化程度好、人機交互性強的專業(yè)溢油回收裝備已成為該領域的熱點問題。本文以此作為研究背景,針對內(nèi)嵌式溢油回收裝備及集油井油位控制問題,研究了裝備的電液控制系統(tǒng);在提出油位檢測方法的基礎上,給出了油位動態(tài)分段轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)策略;按照裝備設計要求開發(fā)了控制程序及組態(tài)監(jiān)控界面,解決了溢油回收裝備自動化作業(yè)及運行監(jiān)控問題。首先,闡述了裝備的系統(tǒng)組成及動作流程;在結(jié)合裝備實際工況及運行要求的基礎上,給出了裝備不同動作執(zhí)行時的液壓控制方式;依據(jù)電氣控制原理,研究了裝備的電氣控制系統(tǒng);將電氣控制與液壓控制相結(jié)合,提出了比例調(diào)壓、電液比例及普通開關量控制的控制方式;分析了實現(xiàn)溢油回收裝備自動化作業(yè)及運行監(jiān)控的關鍵技術。其次,針對內(nèi)嵌式溢油回收裝備集油井油位動態(tài)控制問題,對動態(tài)斜面式收油機的系統(tǒng)組成及控制原理進行了闡述;揭示了油位與液壓馬達轉(zhuǎn)速間的內(nèi)在規(guī)律,在油位檢測基礎上,探討了油位動態(tài)分段轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)策略;構(gòu)建收油機液壓馬達轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的數(shù)學模型,并運用MATLAB/Simulink軟件進行仿真分析;仿真結(jié)果表明,控制系統(tǒng)響應迅速,且輸出穩(wěn)定、無超調(diào),能夠滿足油位控制要求,為油位控制問題的解決奠定了理論基礎。然后,針對裝備自動化運行問題,依據(jù)控制系統(tǒng)的硬件組成及控制要求,提出了控制程序的模塊化設計方案,重點解決了裝備運行初始化、機身掃油臂自動運行及油井油位動態(tài)控制的程序設計問題,并對其控制思想進行闡述;針對裝備運行監(jiān)控問題,結(jié)合控制程序,設計開發(fā)了主參數(shù)監(jiān)控界面、運行參數(shù)設置界面及收油機監(jiān)控界面,并以收油機監(jiān)控界面為例闡述了組態(tài)開發(fā)過程。最后,通過溢油回收模擬實驗臺,依據(jù)裝備電液控制原理,采用數(shù)據(jù)分析及模擬實驗法對有關理論、控制程序及組態(tài)界面進行測試,實驗測試結(jié)果分析表明,裝備電液控制系統(tǒng)滿足設計要求,程序、組態(tài)達到控制目的。利用溢油回收裝備樣機進行了現(xiàn)場實際測試,測試結(jié)果表明,裝備的電液控制系統(tǒng)響應迅速,動作平穩(wěn)無抖動,能夠在自動運行模式下進行浮筒的準確抓握及圍油欄的自動布放,且組態(tài)監(jiān)控功能完善,滿足裝備的運行監(jiān)控要求。本課題在查閱整理大量中外密切相關技術文獻基礎上,解決了內(nèi)嵌式溢油回收裝備電液控制及集油井油位動態(tài)控制技術問題�；谘b備電液控制系統(tǒng),提出了油位控制的解決方案,建立了吸油泵比例控制的數(shù)學模型,并進行了仿真與分析,仿真結(jié)果表明,油位動態(tài)控制方案滿足設計要求;對于裝備自動化作業(yè)及運行監(jiān)控問題,采用了“PLC+上位機組態(tài)”的控制方法,開發(fā)了控制程序與組態(tài)監(jiān)控界面;通過溢油回收模擬實驗臺及裝備樣機進行了實驗測試,實驗測試結(jié)果表明,本文的設計思想與控制方案滿足裝備應對大規(guī)模海面溢油事故的需要,且裝備的自動化程度高、運行監(jiān)控效果好。本文所進行的研究可為同類工程問題的解決提供一定的參考。
【學位單位】：山東科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：X55;TP273
【部分圖文】：

規(guī)模的溢油清理工作，大大提高了使用靈活性。ＶＯＳ船攜式溢油回收系統(tǒng)如圖逡逑１－７所示。逡逑ｋ．逡逑圖１－６勞模側(cè)掛式溢油回收裝置邐圖１－７邋ＶＯＳ船攜式溢油回收系統(tǒng)逡逑Ｆｉｇ．邋１－６邋Ｓｉｄｅ邋ｈｕｎｇ邋ｏｉｌ邋ｓｐｉｌｌ邋ｒｅｃｏｖｅｒｙ邋ｄｅｖｉｃｅ邐Ｆｉｇ．邋１－７邋ＶＯＳ邋ｓｈｉｐ邋ｃａｒｒｙｉｎｇ邋ｏｉｌ邋ｓｐｉｌｌ逡逑ｏｆ邋ｍｏｄｅｌ邋ｗｏｒｋｅｒ邐ｒｅｃｏｖｅｒｙ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑挪威法蘭克蒙（ＦＲＡＭＯ）公司主要從事堰式溢油回收裝備的研發(fā)生產(chǎn)，其逡逑可用于回收中低粘度和高粘度溢油，圖１－８所示為該公司研發(fā)的堰式溢油回收逡逑裝備。英國維珂瑪（ＶＩＫＯＭＡ）公司主要從事齒盤式溢油回收裝備和復式溢油逡逑回收裝備的研發(fā)制造。其中，復式溢油回收裝備可根據(jù)實際需要配備盤式撇油逡逑頭或刷式撇油頭，使用靈活方便。圖１－９所示為復式溢油回收裝備。逡逑壚逡逑圖１－８堰式溢油回收裝置邐圖１－９復式溢油回收裝置逡逑Ｆｉｇ．邋１－８邋Ｗｅｉｒ邋ｔｙｐｅ邋ｏｉｌ邋ｓｐｉｌｌ邋ｒｅｃｏｖｅｒｙ邐Ｆｉｇ．邋１－９邋Ｃｏｍｐｏｕｎｄ邋ｏｉｌ邋ｓｐｉｌｌ邋ｒｅｃｏｖｅｒｙ逡逑ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ邐ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ逡逑綜上所述，在溢油回收處理這一研宄領域，國外取得了重大進展，其不僅逡逑在生物法、化學法處理溢油方面成果顯著，而且在物理法處理溢油領域取得了逡逑突出成績。就專業(yè)溢油回收設備而言，國外己積累了豐富的研發(fā)經(jīng)驗與先進的逡逑溢油回收技術

規(guī)模的溢油清理工作，大大提高了使用靈活性。ＶＯＳ船攜式溢油回收系統(tǒng)如圖逡逑１－７所示。逡逑ｋ．逡逑圖１－６勞模側(cè)掛式溢油回收裝置邐圖１－７邋ＶＯＳ船攜式溢油回收系統(tǒng)逡逑Ｆｉｇ．邋１－６邋Ｓｉｄｅ邋ｈｕｎｇ邋ｏｉｌ邋ｓｐｉｌｌ邋ｒｅｃｏｖｅｒｙ邋ｄｅｖｉｃｅ邐Ｆｉｇ．邋１－７邋ＶＯＳ邋ｓｈｉｐ邋ｃａｒｒｙｉｎｇ邋ｏｉｌ邋ｓｐｉｌｌ逡逑ｏｆ邋ｍｏｄｅｌ邋ｗｏｒｋｅｒ邐ｒｅｃｏｖｅｒｙ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑挪威法蘭克蒙（ＦＲＡＭＯ）公司主要從事堰式溢油回收裝備的研發(fā)生產(chǎn)，其逡逑可用于回收中低粘度和高粘度溢油，圖１－８所示為該公司研發(fā)的堰式溢油回收逡逑裝備。英國維珂瑪（ＶＩＫＯＭＡ）公司主要從事齒盤式溢油回收裝備和復式溢油逡逑回收裝備的研發(fā)制造。其中，復式溢油回收裝備可根據(jù)實際需要配備盤式撇油逡逑頭或刷式撇油頭，使用靈活方便。圖１－９所示為復式溢油回收裝備。逡逑壚逡逑圖１－８堰式溢油回收裝置邐圖１－９復式溢油回收裝置逡逑Ｆｉｇ．邋１－８邋Ｗｅｉｒ邋ｔｙｐｅ邋ｏｉｌ邋ｓｐｉｌｌ邋ｒｅｃｏｖｅｒｙ邐Ｆｉｇ．邋１－９邋Ｃｏｍｐｏｕｎｄ邋ｏｉｌ邋ｓｐｉｌｌ邋ｒｅｃｏｖｅｒｙ逡逑ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ邐ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ逡逑綜上所述，在溢油回收處理這一研宄領域，國外取得了重大進展，其不僅逡逑在生物法、化學法處理溢油方面成果顯著，而且在物理法處理溢油領域取得了逡逑突出成績。就專業(yè)溢油回收設備而言，國外己積累了豐富的研發(fā)經(jīng)驗與先進的逡逑溢油回收技術

１－７所示。逡逑ｋ．逡逑圖１－６勞模側(cè)掛式溢油回收裝置邐圖１－７邋ＶＯＳ船攜式溢油回收系統(tǒng)逡逑Ｆｉｇ．邋１－６邋Ｓｉｄｅ邋ｈｕｎｇ邋ｏｉｌ邋ｓｐｉｌｌ邋ｒｅｃｏｖｅｒｙ邋ｄｅｖｉｃｅ邐Ｆｉｇ．邋１－７邋ＶＯＳ邋ｓｈｉｐ邋ｃａｒｒｙｉｎｇ邋ｏｉｌ邋ｓｐｉｌｌ逡逑ｏｆ邋ｍｏｄｅｌ邋ｗｏｒｋｅｒ邐ｒｅｃｏｖｅｒｙ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑挪威法蘭克蒙（ＦＲＡＭＯ）公司主要從事堰式溢油回收裝備的研發(fā)生產(chǎn)，其逡逑可用于回收中低粘度和高粘度溢油，圖１－８所示為該公司研發(fā)的堰式溢油回收逡逑裝備。英國維珂瑪（ＶＩＫＯＭＡ）公司主要從事齒盤式溢油回收裝備和復式溢油逡逑回收裝備的研發(fā)制造。其中，復式溢油回收裝備可根據(jù)實際需要配備盤式撇油逡逑頭或刷式撇油頭，使用靈活方便。圖１－９所示為復式溢油回收裝備。逡逑壚逡逑圖１－８堰式溢油回收裝置邐圖１－９復式溢油回收裝置逡逑Ｆｉｇ．邋１－８邋Ｗｅｉｒ邋ｔｙｐｅ邋ｏｉｌ邋ｓｐｉｌｌ邋ｒｅｃｏｖｅｒｙ邐Ｆｉｇ．邋１－９邋Ｃｏｍｐｏｕｎｄ邋ｏｉｌ邋ｓｐｉｌｌ邋ｒｅｃｏｖｅｒｙ逡逑ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ邐ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ逡逑綜上所述，在溢油回收處理這一研宄領域，國外取得了重大進展，其不僅逡逑在生物法、化學法處理溢油方面成果顯著，而且在物理法處理溢油領域取得了逡逑突出成績。就專業(yè)溢油回收設備而言，國外己積累了豐富的研發(fā)經(jīng)驗與先進的逡逑溢油回收技術

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5 劉宜z

本文編號：2807571