深水脐带缆铺设装置是海洋石油输送管道铺设中的关键特种装备,本课题源于“国家科技重大专项大型油气田及煤层气开发”南海深水油气开发示范工程,该设备的研制对于提高深海石油输送管道铺设的自动化水平具有重要意义。在深水脐带缆铺设装置的工作过程中,液压系统实现了夹紧脐带缆、履带张紧、设备倾角调整的功能;控制系统实现了履带正反向输送、脐带缆恒张力铺设功能。由于设备的使用过程中对液压夹紧的夹紧力、履带的输送速度、脐带缆内部所受张力等参数有着精确的控制,因此要对深水脐带缆铺设装置的液压系统、控制系统做深入的分析和研究。通过对深水脐带缆铺设装置使用工况的分析,设计了一套多回路并联液压系统。参照液压设计的相关标准,并结合海洋工程设备的特殊性,对液压站、履带位置调整和夹紧回路、履带张紧回路、设备倾角调整回路进行了设计。针对脐带缆85t夹紧力实现和保持问题,设计了双供油泵和高压蓄能器方案,并应用AMESim高级工程系统仿真环境软件对履带位置调整和夹紧液压系统的动力学进行了仿真分析,验证了方案符合设备要求。通过对深水脐带缆铺设装置要求和环境的分析,设计了一套调速方便、通讯迅速、可靠稳定、便于维修的控制系统。调速方案采用了比较稳定、理想的交流变频调速方案;通讯方案采用了Ethernet/IP进行通讯;整体控制方案采用了当今工业控制中较为稳定、可靠的可编程序控制器(PLC)控制。针对脐带缆恒张力铺设问题,采用了控制原理中最实用、最方便的PID控制器,并对张力控制中的每个环节建立数学模型,应用MATLAB软件对PID参数进行最优化整定,得出了一条满足要求的张力控制响应曲线。以上对深水脐带缆铺设装置液压与控制系统的方案设计与研究,对于解决国内深水脐带缆铺设装置的应用,促进我国深水铺管的自动化,具有一定的现实意义,其研究成果不但丰富了国内深水脐带缆铺设装置的类型,也为以后的研究和改进奠定了基础。