КОМПЛЕКС ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ КАБЕЛЕУКЛАДЧИКА

Полезная модель относится к подъемным устройствам, а именно к управлению механизмом укладки кабеля на барабан лебедки.
7
Известен укладчик каротажного кабеля, содержащий подвижную каретку с горизонтальной направляющей, соединенной с винтовым валом с самопересекающейся винтовой прорезью, ось которого связана с барабаном лебедки, устройство регулирования шага укладки кабеля на барабан лебедки, выполненного в виде храпового механизма (патент РФ №19089, Мкл E21B 47/00, опубл. 10.08.01).
4
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является система управления работой лебедки, содержащая приводы управления работой барабана лебедки и укладчика, ходовой винт, кинематически связанный с приводом укладчика, каретку с направляющим желобом и возможностью перемещения посредством ходового винта, концевые выключатели и блок управления, к входам которого подключены выходы датчиков давления, привод управления работой барабана лебедки, выход датчика натяжения кабеля и концевые выключатели, а выход блока управления подключен к приводу управления работой укладчика (а.с. №1341151, МПK В66D 1/40, опубл. 30.09.87).
Известное техническое решение не обеспечивает достаточного удобства при эксплуатации.
Была поставлена задача: улучшить условия эксплуатации устройства путем обеспечения процесса укладки кабеля в автоматическом режиме без вмешательства оператора за счет управления двигателем кабелеукладчика в зависимости от оборотов барабана лебедки.
Поставленная задача решается за счет того, что комплекс для управления двигателем кабелеукладчика, содержащий кабелеукладчик,
каретка с направляющим желобом которого установлена с возможностью перемещения посредством ходового винта, кинематически связанного с двигателем кабелеукладчика, блок управления, выход которого подключен к двигателю кабелеукладчика, лебедку с приводом, дополнительно содержит датчик оборотов лебедки, установленный на барабане лебедки и связанный с входом блока управления, при этом выход блока управления подключен к двигателю кабелеукладчика через силовой шкаф.
Наличие в комплексе датчика оборотов лебедки, установленного на барабане лебедки и связанного с входом блока управления, обеспечивает преобразование углового перемещения барабана лебедки в счетные импульсы калиброванной длительности с формированием логического сигнала направления вращения барабана.
Подключение выхода блока управления к двигателю кабелеукладчика через силовой шкаф позволяет обрабатывать импульсы, полученные от датчика оборотов лебедки, и формировать широко-импульсную модуляцию для усилителя мощности двигателя, в котором открываются нужные полевые транзисторы и подключают двигатель кабелеукладчика.
В совокупности указанные признаки позволяют улучшить условия эксплуатации устройства путем обеспечения процесса укладки кабеля в автоматическом режиме без вмешательства оператора за счет управления двигателем кабелеукладчика в зависимости от оборотов барабана лебедки.
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного технического решения, не обнаружен. На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется структурной схемой комплекса для управления двигателем кабелеукладчика.
Комплекс для управления работой кабелеукладчика содержит кабелеукладчик, включающий каретку 1 с направляющим желобом, установленную с возможностью перемещения на ходовом винте 2, кинематически связанным с двигателем 3 кабелеукладчика.
Также комплекс содержит лебедку 4 с приводом 5, блок 6 управления и силовой шкаф 7. На барабане 8 лебедки установлен датчик 9 оборотов лебедки, зубчатое колесо 10 которого входит в зацепление с шестерней 11 мерного колеса.
Датчик 9 имеет встроенный стабилизатор питающего напряжения и микропроцессорное управление и работает на принципе измерения дискретного углового перемещения. Датчик 9 оборотов лебедки связан с входом блока 6 управления, при этом выход блока 6 управления подключен к двигателю 3 кабелеукладчика.
Блок 6 управления состоит из следующих функциональных узлов: микроконтроллера, двухстрочного дисплея на семи сегментных светодиодных индикаторах, трехкнопочной клавиатуры, канала обработки данных датчика 9, канала обработки сигналов дискретного ввода-вывода энергозависимой Flash-памяти регистрации процесса, схем стабилизированного питания, потенциометра для оперативной коррекции оборотов двигателя, переключателя для перевода из ручного в автоматический режим, переключателя ускоренного перемещения кабелеукладчика в ручной режим.
Выход блока 6 управления подключен к двигателю 3 кабелеукладчика через силовой шкаф 12, содержащий контроллер, силовой модуль для управления двигателем 3 кабелеукладчика, а также соединительные кабели.
Комплекс работает следующим образом.
Как только начинает вращаться барабан лебедки 4, на котором намотан геофизический кабель, с датчика 9 оборотов лебедки начинают поступать импульсы на блок 6 управления. Блок 6 получает от датчика 9 инкрементальные импульсы вместе с сигналом направления вращения и, в
соответствие со знаком приращения, запрограммированным пользователем, производит расчет количества оборотов барабана лебедки 4, учитывающего диаметр барабана, модуль зубчатой передачи и количество импульсов за один оборот датчика 9. Текущая величина (обороты) форматируется и выводится на дисплей. Во время движения блок 6 вычисляет мгновенную скорость перемещения и выводит на дисплей значения м/час или км/час. С клавиатуры блока 6 пользователь может установить «ноль» отчета оборотов, а также установить предварительное (положительное или отрицательное) значение оборотов. С панели блока 6 задается ручной или автоматический режим управления двигателем 3 кабелеукладчика.
В ручном режиме возможно перемещение кабелеукладчика переключателем с возвратной пружиной на ускоренных режимах вне зависимости от вращения лебедки 4. В автоматическом режиме для точного позиционирования с панели блока 6 можно потенциометром корректировать вращение двигателем 3 в небольших пределах для настройки на разный диаметр кабеля.
Во время движения блок 6 передает в силовой шкаф 12 для контроллера двигателя 3 импульсы перемещения и импульсы направления. Контроллер двигателя обрабатывает поступающие команды и формирует широко-импульсную модуляцию (ШИМ) для усилителя мощности двигателя 3. В усилителе мощности открываются нужные полевые транзисторы и подключают двигатель 3, который начинает вращаться.
Как только барабан лебедки 4 начнет вращаться в другую сторону, датчик 9 выдаст смену направления, контроллер обработает его и подключит другие полевые транзисторы. Двигатель 3 начнет вращаться в другую сторону.
При выключении питания блок 6 сохраняет все настройки параметров, в том числе и текущую глубину на момент выключения.
Заявляемый комплекс позволяет производить укладку кабеля в автоматическом режиме без вмешательства оператора.
Заявляемый комплекс для управления двигателем кабелеукладчика соответствует требованию промышленной применимости и может быть выполнен на стандартном технологическом оборудовании с использованием современных материалов и технологий.