1、背景技术：
海洋吊机是海洋钻采平台及工程船舶配套的特种起吊作业设备，在海洋工程和海上油田开发中有着重要作用。自动控制系统是海洋平台吊机的关键组成部分。恒张力功能是高端海洋吊机应具备的关键技术之一，多用于辅钩提升轻量重物，其主要作用是在舷外作业时减缓海浪升沉运动对负载的冲击，确保钢丝绳张力保持相对恒定。常规电液复合恒张力系统因受液压系统流体惯性大、波浪升沉位移等信号采集不准确或滞后等因素的影响，易导致响应速度慢、控制精度较低、被吊重物与波浪升沉非同步运动等问题。目前，海洋吊机恒张力控制主要依靠操作者人为控制牵引钢丝绳收放速度，人工目测和凭经验判断恒张力连接点的最佳脱离位置，自动化水平低，系统运行不稳定，劳动效率低且作业效果不佳。
2、发明内容：
本发明目的是提供一种海洋吊机快速响应恒张力装置，解决目前恒张力功能响应速度慢、控制精度低、主要依靠人工判断波浪升沉中重物起吊的最佳脱离位置，人为控制钢丝绳收放速度，控制系统自动化、智能化水平低等问题。本发明采用高速数据处理芯片，高频雷达检测及伺服变频驱动技术，极大提升了海洋吊机恒张力功能的自动化水平，控制系统自动调节控制参数，信号处理响应快、准确性高。
本发明所采用的技术方案是：包括：监控界面、恒张力控制模块、伺服驱动器、伺服电机、测速装置、高频雷达物位计、张力传感器。监控界面实时显示恒张力监控数据，并可进行相关操作，当吊机进入恒张力作业模式时，此监控界面立即打开；恒张力控制模块采用具有高速周期处理速度的数字信号处理器DSP作为控制元件，保证系统的实时性，提升系统响应速度，有效的解析信号和计算数据；伺服驱动器控制伺服电机牵引钢丝绳，从而控制吊钩与重物进行实时精准定位；测速装置为高精度光电编码器，反馈伺服电机速度；高频雷达物位计以光速脉冲信号检测吊钩处位移变化；张力传感器为测力销，检测钢丝绳张力，传送模拟信号到恒张力控制模块。恒张力功能激活后，控制系统自动采集各数据并进行计算，提示用户最佳起吊点位置，用户据此起吊重物，或可以随时解除恒张力功能。
本发明的作用是：一种海洋吊机快速响应恒张力装置采用高速数据处理芯片，高频雷达检测及伺服变频驱动技术，控制系统自动调节控制参数，信号处理响应快、准确性高，可以快速建立恒张力作业模式并自动计算出重物起吊的最佳脱离位置，从而有效提示用户。本发明提高了海洋吊机舷外作业时的安全可靠性和劳动效率，切实提升了海洋吊机控制系统的自动化、智能化水平。
3、附图说明
图1为本发明的系统组成框图。
图2为本发明的结构布局示意图。
图中，1—监控界面、2—恒张力控制模块、3—伺服驱动器、4—伺服电机、5—测速装置、6—高频雷达物位计、7—张力传感器。
4、具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1和图2所示，本发明公开了一种海洋吊机快速响应恒张力装置。包括：监控界面（1），恒张力控制模块（2），伺服驱动器（3），伺服电机（4），测速装置（5），高频雷达物位计（6），张力传感器（7）。
本发明的系统组成和工作原理是：监控界面（1）可以是原控制系统触摸屏上的一个操作界面，也可以是独立配置的显示控制器，安装于吊机控制室内，检测、显示或操作吊机各项参数；恒张力控制模块（2）安装在吊机主控制器附近，采用具有高速周期处理速度的数字信号处理器DSP作为核心元件，通过网络通信接口与吊机主控制器进行数据交换，充分确保信号采集、处理和传输的高速性；伺服驱动器（3）与伺服电机（4）相连，安装在吊机主、辅绞车附近，伺服电机（4）与测速装置（5）相连，伺服驱动器（3）接收恒张力控制模块（2）指令驱动伺服电机（4）运动，测速装置（5）采集运动信号反馈给恒张力控制模块（2）和伺服驱动器（3），形成双闭环控制；高频雷达物位计（6）与，安装于吊臂端部，以光速脉冲信号检测吊钩正下方重物位移变化，并将信号实时传送给与恒张力控制模块（2）；张力传感器（7）安装于吊机辅钩导向轮处，与恒张力控制模块（2）相连，检测吊钩钢丝绳张力。
本发明的实施流程是：
第一步，开启恒张力操作模式。吊机操作人员触发恒张力使能开关，通过网络通信接口由主控系统发出指令到恒张力控制模块（2），则恒张力控制模式激活。监控界面（1）进入恒张力控制画面。
第二步，初始化程序。恒张力控制模块（2）询问主控系统并检测作业工况是否满足恒张力作业条件，若不满足则提示用户，若满足则将内部运算数据复位，并发信号给主控系统，令主控系统做相应端口切换，运行恒张力模式。
第三步，监测各类实时信号。令高频雷达物位计（6）信号发射端口垂直向下对准吊装重物测量表面，被测物跟随舷外船体做升沉运动，张力传感器（7）反馈钢丝绳张力，测速装置监控伺服电机。
第四步，处理并计算各类信号，建立恒张力。随波浪升沉，高频雷达物位计信号增量值呈周期性变化，恒张力控制模块（2）解析计算此信号变化量，模拟生成波浪正弦信号，据此调整伺服驱动器（3）参数，控制伺服电机（4）收绳放绳，使张力传感器（7）测量值保持在一定的范围之内，即钢丝绳张力保持在相对恒定状态。
第五步，寻找最佳提取点。捕捉待起吊重物运动到波浪正弦信号波峰处并速度接近于零，而加速度趋于最大值时，恒张力控制模块（2）发信号于监控界面（1）提示操作人员，若没有及时提起，将在下一个稳定波浪周期继续发起提示信息。
第六步，提取重物，自动关闭恒张力操作模式。程序于第五步处循环运行，直到用户成功提取重物，则恒张力控制模块（2）下指令关闭监控界面（1）的恒张力控制画面，进入主控系统程序。