天然气分离器清洗机器人远程控制与安全设计研究OA

天然气分离器内部清洗属于典型的受限空间作业,环境中可能残留可燃介质,人工长时间进入存在较大风险。围绕这一工况,设计了一套用于分离器清洗机器人的远程控制与安全保护系统。控制部分以STM32F407为核心,主控单元、驱动单元和通信单元集中布置在舱外防爆区域,经穿舱线缆与舱内执行机构连接,舱内仅保留完成动作所需的执行部件。针对机械臂多连杆机构在姿态切换过程中容易在临界位形附近停滞的问题,建立了输入角与输出角之间的对应关系,确定主梁轴处回转体与一级主梁夹角接近12.576°、梁间轴处一级主梁与二级主梁夹角接近30°时通过较困难。为改善这一现象,控制上采用提前判定、短时提速和越过后恢复的处理方式,使关键关节在临界区前将驱动速度提高到常规值的1.2~1.5倍,以增强越过死点的能力。针对通信中断、喷头堵塞、压力异常和机械臂卡滞等情况,系统设置了三级急停、状态监测和分类处置逻辑。现场安装与联调结果表明,该系统能够完成天然气分离器内部远程清洗,喷淋压力调节稳定,喷头回转均匀,各关节动作基本正常,机械臂可按预定轨迹完成多段扫描;采用临界区提速后,死点附近的停滞现象有所减轻。