CN107688311A - 一种风电智能润滑展板控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风电智能润滑展板控制系统，包括IPC工控计算机、HMI单元、运动控制单元、数据采集单元、输入模块、输出模块和LED控制单元。所述IPC工控计算机作为系统控制核心，调配软、硬件资源实现控制功能。所述HMI单元与IPC工控计算机连接，通过组态界面提供操作入口并实时监控设备状态；所述运动控制单元与IPC工控计算机连接，接受控制指令驱动风电润滑展板中偏航轴承、齿轮箱的伺服电机；所述数据采集单元、输入模块和输出模块与IPC工控计算机连接，以以太网通讯方式实时采集设备侧的数字/模拟信号；所述LED控制单元与IPC工控计算机连接，以485通讯方式发送LED灯带状态控制信息。本发明风电智能润滑展板控制系统，解决了风电行业润滑领域培训不直观、学习效果差的问题，能够更确切的模拟和展示设备的动作和运行状态。
Description
技术领域
本发明涉及智能控制系统领域，具体涉及一种风电智能润滑展板控制系统。
背景技术
风力发电机组是大型转动设备，其机械转动部位的润滑状况与风电机组的设备寿命和机组可利用率有着非常密切的关系。其中齿轮箱、偏航轴承等不是最频发故障的部件，但却是导致停机时间最长的部件，与润滑相关的机械故障比例相当高。无论是陆上风机还是海上风机，地理位置都很偏远，工作环境比较恶劣，维护困难，因此润滑系统的稳定可靠运行至关重要。
然而，对于风电行业新进员工或者相关专业毕业生，他们对相关核心部件润滑系统及发生事故时的处理方法不熟悉，缺乏统一、感性的认识，一旦出现操作失误或稍有不慎，有可能引发严重的质量和安全事故，对国家和企业造成严重的损失。因此相关的知识和技能培训就显的十分重要，由于几乎所有风电设施都分布在野外，不可能将培训都放到现场进行，而常规的理论知识培训又缺乏直观生动的辅助手段，导致内容枯燥、学习效果差，难以达到预期的培训效果。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足问题，提供一种风电智能润滑展板控制系统。
为实现上述目的本发明的设计方案是：风电智能润滑展板控制系统，包括IPC工控计算机、运动控制单元、HMI单元、数据采集单元、输入模块、输出模块和LED控制单元。
所述IPC工控计算机提供软硬件平台，用以开发控制软件，包括风电智能润滑系统用户界面程序、I/O处理程序、和运动控制位置速度运算程序；提供以太网、485接口同所述运动控制单元、数据采集单元和LED控制单元通迅。
所述运动控制单元与IPC工控计算机连接，包括运动控制卡、伺服驱动器1、伺服电机1、和伺服驱动器2、伺服电机2。运动控制卡接受IPC控制指令，以脉冲加方向控制方式控制伺服驱动器1和伺服驱动器2。伺服驱动器1连接伺服电机1，伺服电机1驱动展板中的偏航轴承；伺服驱动器2连接伺服电机2，伺服电机2驱动本展板中的齿轮箱。
所述HMI单元与IPC工控计算机连接，运行、显示所开发的人机交互界面。
所述数据采集单元与IPC工控计算机连接，包括数据采集接口卡，其通过RS485接口以MODBUS通讯方式连接，实时采集来自展板侧的数据信号，包括稀油在线检测信号如震动、油液高度、磨粒、水分、粘度、油温；稀油离线检测信号如黏温性能、极压抗磨性、油膜稳定性、水解安定性、氧化安定性、抗泡性、防腐蚀性、剪安定性；油脂在线检测信号如压力、震动、粘度；油脂离线检测信号，如氧化安定性、防腐蚀性、极压性能、铁谱。
所述输出模块与IPC工控计算机连接，控制输出程序运行的逻辑结果，包括稀油泵启/停，油脂泵启/停，报警信息驱动输出。
所述LED控制单元与IPC工控计算机连接，接受IPC软件中对于LED灯带颜色和跑马速度控制信息。该单元以STM单片机为控制核心，加上辅助电路器件和接口为灯带提供5V电源并控制灯带跑马效果。LED灯带颜色控制用于区分稀油和油脂、在线检测和离线检测参数。LED灯带跑马速度控制用于模拟稀油油路和油脂油路中润滑油的流速，进而直观反映油路流量的状态变化。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明作示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1为本发明控制系统控制结构图；
图2为本发明运动控制单元控制结构图；
图3为本发明LED控制单元电气原理图；
图4为本发明LED控制单元控制结构图；
图5为本发明数据采集单元电气原理图；
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。
如图1所示为本发明控制系统结构图，包括IPC工控计算机、运动控制单元、HMI单元、数据采集单元、输入模块、输出模块和LED控制单元。
所述IPC工控计算机通过标准接口与所述运动控制单元、数据采集单元和LED控制单元硬件连接。在WINDOWS操作系统中使用VB高级语言开发人机交互程序界面、运动控制程序和I/O处理程序。
如图2所示为本发明运动控制单元控制结构图，运动控制单元与IPC工控计算机连接，包括运动控制卡、伺服驱动器1、伺服电机1、和伺服驱动器2、伺服电机2。运动控制卡接受IPC控制指令，以脉冲加方向控制方式控制伺服驱动器1和伺服驱动器2。伺服驱动器1连接伺服电机1，伺服电机1驱动本展板中的偏航轴承；伺服驱动器2连接伺服电机2，伺服电机2驱动本展板中的齿轮箱。
所述HMI单元与IPC工控计算机连接，运行显示所开发的人机交互界面。
图5所示为数据采集单元电气原理图，所述数据采集单元与IPC工控计算机连接，包括数据采集接口卡，其通过RS485接口以MODBUS通讯方式连接，实时采集来自展板侧的数据信号，包括稀油在线检测信号，如震动、油液高度、磨粒、水分、粘度、油温；稀油离线检测信号，如黏温性能、极压抗磨性、油膜稳定性、水解安定性、氧化安定性、抗泡性、防腐蚀性、剪安定性；油脂在线检测信号，如压力、震动、粘度；油脂离线检测信号，如氧化安定性、防腐蚀性、极压性能、铁谱。
所述输出模块与IPC工控计算机连接，控制输出程序运行的逻辑结果，包括稀油泵启/停，油脂泵启/停，报警信息驱动输出。
图4所示为LED控制单元控制结构图，所述LED控制单元与上位机既IPC工控计算机通过485通讯连接，接受IPC软件中对于LED灯带颜色和跑马速度控制信息。该单元以STM单片机为控制核心，加上辅助电路器件和接口为灯带提供5V电源并控制LED灯带跑马灯效果，提供两个通道(CH1、CH2)分别控制两路LED灯带。图中所述PC通过SWD接口与LED灯带控制器连接，用于程序写入和调试。LED灯带颜色控制用于区分稀油和油脂、在线检测和离线检测参数。LED灯带跑马速度控制用于模拟稀油油路和油脂油路中润滑油的流速，进而直观反映油路流量的状态变化。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种风电智能润滑展板控制系统，其特征在于所述控制系统主要包括：IPC工控计算机、运动控制单元、数据采集单元、和LED控制单元等。所述IPC工控计算机作为控制核心分别与运动控制单元、数据采集单元和LED控制单元连接。
2.如权利要求1所述运动控制单元，其特征在于，包括运动控制卡、脉冲式伺服和伺服电机，实现执行机构位置和速度的控制，通过机械连接驱动轴承和齿轮箱。
3.如权利要求1，所述数据采集单元，采用数据采集接口卡，其通过RS485硬件接口以MODBUS通讯协议与IPC工控计算机连接，上传数据信号。
4.如权利要求1，所述LED控制单元，其特征在于，采用STM32单片机开发板，与IPC工控计算机通过485通讯连接，接受IPC软件中对于LED灯带颜色和跑马速度控制信息。
5.如权利要求4，所述STM32单片机开发板，配置两路LED灯带控制通道，分别驱动两路灯带。通过SWD接口与PC连接，用于程序写入和调试。加以辅助电路器件和接口为灯带提供5V电源并控制灯带跑马效果。
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