应对同一运动的三种方式。
被动系统以机械方式响应。自适应被动系统会调整其设定。主动补偿则加入了动力运动控制。
经调校的机械响应。
补偿作用由弹簧和阻尼器提供。仍可能配备监测或辅助电子设备。
被动式核心,设定可调。
自动阻尼控制会随作业变化调整被动响应,但并不主动驱动整个补偿行程。
测量运动,动力修正。
控制器在系统限值范围内指令运动。承载布置、动力供应与控制反馈均取决于具体设计。
VEGA · 研发中此处为简化功能示意图,非液压回路图。产品链接为Norwegian Dynamics产品系列中的示例;辅助设备与动力布置因设计而异。
先比较能力,再校核吊装工况。
架构描述的是系统的工作方式。实际达到的性能、功率需求与适用性,则取决于具体设备与运行工况。
| 考量因素 | 被动式 / PHC | 自适应被动式 / APHC | 主动式 / AHC |
|---|---|---|---|
| 补偿作用 | 气弹簧与阻尼响应相对运动。 | 被动响应,并自动调节阻尼或设定。 | 控制器根据所测运动指令动力执行动作。 |
| 动力布置 | 被动补偿作用无需外部动力。辅助设备则因机组而异。 | 调节与控制需要能源。ANTARES采用电池供电,无需脐带缆。 | 取决于执行器与承载架构、供电方式及运行工况。 |
| 性能依据 | 校核所需工况范围内的调校、行程与负载响应。 | 校核各吊装阶段的调节范围、控制行为与响应。 | 校核残余响应、传感与控制限值,以及执行器速度与饱和状况。 |
| 失效与恢复 | 评估液压承载路径、泄漏、限位挡块与恢复程序。 | 还须评估调节失效或卡滞情况及由此产生的被动响应。 | 还须评估传感器、控制与供电中断情况,以及规定的应急后备行为。 |
| 何时评估 | 适用于经分析的被动响应能满足作业准则的情况。 | 适用于工况变化或吊装阶段需要可调被动响应的情况。 | 适用于需要动力修正才能满足规定响应或定位准则的情况。 |
| 商务对比 | 应包括动员、安装调试、维护及经验证的运行包络。 | 应包括控制、能源、调校及维护要求。 | 应包括动力与控制集成、能源、维护及恢复要求。 |
功率基准: 须区分执行器峰值功率、装机供电容量与整个工况周期内的能量。应说明气弹簧是否承担静态载荷,并计入辅助设备。液压站或外部供电并非所有主动补偿系统的通用配置。
先明确需求,再选择架构。
选型需要统一的项目基准。单一的补偿百分比无法说明吊装是否满足限值要求。
哪些量必须保持在限值内?
为每个阶段定义控制性响应指标:钢丝绳载荷、残余运动、着陆速度、张力或定位公差。
在何种工况下?
各候选方案须采用相同的船舶响应、海况、负载、索具、水深与作业流程。
达到限值时会发生什么?
校核行程、压力、速度与功率,并结合失电行为、恢复方式与操作程序。
应说明所测量的输入与输出、响应指标、激励条件与设备设定。须区分模型结果与测试结果,并区分峰值功率与整个工况周期内的能量。
继续查看设备选型指南 →在主动与被动升沉补偿之间做出选择,是海上吊装系统设计中最重要的决策之一。两种方式都能降低船舶升沉运动对悬吊负载的影响,但实现方式存在根本差异,在成本、复杂度及对不同作业的适用性上也各不相同。
主动升沉补偿:传感与执行
主动升沉补偿(AHC) 利用运动传感、实时控制与动力执行来抵消所测得的运动。执行器可为液压式或电动式。实际达到的残余运动取决于具体工况、传感与控制布置以及执行器限值。
功率需求取决于执行器须移动与支撑的对象、速度与行程,以及运行工况。在比较功率数值之前,应先说明具体架构。以气体支撑静态载荷的直列式设计,其功率基准与执行器须承载并驱动全部负载的系统不同。参见 主动补偿说明及计算示例.
VEGA,即Norwegian Dynamics的主动式机组 研发中,采用电池驱动的直列式布置,无需脐带缆。该产品配置不应被视为所有主动系统通用的动力布置方式。
关键差异一览
应依据相同的作业与响应准则比较各候选方案。简易性、集成度与维护性固然重要,但无论是架构名称还是通用效率区间,都不能证明吊装满足限值要求。