CN202648846U - 一种基于opc技术的无线扭矩测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于OPC技术的无线扭矩测试系统，包括无线传感器节点（1）、无线网关（2）和OPC测试终端（3）；无线传感器节点（1）包括应变传感器（4）和无线采集终端（5）；无线传感器节点（1）采集的旋转机构的扭矩信号经过无线网关（2），传输到OPC测试终端（3）进行数据分析、存储和显示。本实用新型能增强测试系统的适用性，降低应用成本。

Description

一种基于OPC技术的无线扭矩测试系统

技术领域

本实用新型涉及无线扭矩测试系统，特别是一种基于OPC技术的无线扭矩测试系统。

背景技术

扭矩信号是各种动力机械运行状态监测、安全优化控制和故障识别预报的主要信息源。目前扭矩测量较多采用基于应变计的非电量电测法。旋转轴由于受扭产生机械应变，引起贴在轴上的应变计变形使其电阻值发生改变，从而导致应变电桥失衡，输出与扭矩成正比的微弱电信号（多为电压信号），然后即可根据弹性力学中应变和扭矩的关系得到相应扭矩大小。该方法的关键在于：一是如何将旋转轴上检测到的应变信号可靠地传输到地面上静止的分析仪器或设备；二是如何给旋转轴上的测量电路供给能量。过去通常采用有线传输，但是由于有线传输大多采用滑环、水银和电刷等引电装置，存在接触部位的摩擦阻力，引起接触零件磨损、发热等问题，使其信号传输不稳定，工作寿命短，不适合高速旋转或振动较大的轴。此外，钻井中钻具、车辆旋转轴的扭矩测量等场合，由于受测量环境约束，往往不适合使用有线传输方式。因此，无线传输较好地解决了有线传输方式存在的一系列问题。无线传输方式就是将应变电桥输出的微弱电压信号经过前置处理后，通过无线方式传送到地面上静止的分析仪器或设备。

如图2所示，现阶段的基于无线方式的扭矩测试系统都采用由扭矩测量装置专门提供的测试系统，在其专有测试平台上进行数据采集、备份和分析，这就导致其在工业控制系统实际应用中，无法实现与控制系统的融合，扭矩测试装置提供方需要针对不同项目，来开发不同的测试系统，大大降低了测试系统的适用性，增加了应用成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种基于OPC技术的无线扭矩测试系统，它能增强测试系统的适用性，降低硬件应用成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：一种基于OPC技术的无线扭矩测试系统，包括无线传感器节点、无线网关和OPC测试终端；无线传感器节点包括应变传感器和无线采集终端；无线传感器节点采集的旋转机构的扭矩信号经过无线网关，传输到OPC测试终端进行数据分析、存储和显示。

前述的一种基于OPC技术的无线扭矩测试系统中，应变传感器的测量元件为箔式应变片。

前述的一种基于OPC技术的无线扭矩测试系统中，无线传感器节点的通道内置有高精度120-1000Ω桥路电阻、滤波电路和放大调理电路，采用全桥测量和三线输入方式，桥路自动配平。

前述的一种基于OPC技术的无线扭矩测试系统中，OPC测试终端包括数据采集单元、OPC数据发布服务器和OPC客户终端，数据采集单元、OPC数据发布服务器均与OPC客户终端连接。

与现有技术相比，本实用新型是融合箔式应变片传感器技术、无线传输技术和基于OPC的数据传输技术于一体的实时综合测试系统。箔式应变片传感器技术成熟，与无线技术相结合，在扭矩测量中应用，构建了符合工程现场使用条件的扭矩测量前端。无线数字信号传输方式消除了长电缆传输和集流环带来的噪声干扰，整个测量系统具有极高的测量精度和抗干扰能力。基于OPC的传输技术使得系统能够应用于各种主流工业控制系统平台中，在工业现场中，扭矩测试装置与现场其他测控装置都可以由同样的测试系统来进行数据采集和分析，其适用性强，能够有效的简化现有的扭矩测试系统，降低应用成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是现有数据测试系统的结构示意图；

图3是应变传感器的测量回路电路图。

附图标记：1-无线传感器节点，2-无线网关，3-OPC测试终端，4-应变传感器，5-无线采集终端，6-数据采集单元，7- OPC数据发布服务器，8-OPC客户终端。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

具体实施方式

本实用新型的实施例1：一种基于OPC技术的无线扭矩测试系统，如图1所示，包括无线传感器节点1、无线网关2和OPC测试终端3；无线传感器节点1包括应变传感器4和无线采集终端5；无线传感器节点1采集的旋转机构的扭矩信号经过无线网关2，传输到OPC测试终端3进行数据分析、存储和显示。

应变传感器4的测量元件为箔式应变片。

无线传感器节点1的通道内置有高精度120Ω桥路电阻、滤波电路和放大调理电路，采用全桥测量和三线输入方式，桥路自动配平。

OPC测试终端3包括数据采集单元6、OPC数据发布服务器7和OPC客户终端8，数据采集单元6、OPC数据发布服务器7均与OPC客户终端8连接。

本实用新型的实施例2：一种基于OPC技术的无线扭矩测试系统，如图1所示，包括无线传感器节点1、无线网关2和OPC测试终端3；无线传感器节点1包括应变传感器4和无线采集终端5；无线传感器节点1采集的旋转机构的扭矩信号经过无线网关2，传输到OPC测试终端3进行数据分析、存储和显示。

应变传感器4的测量元件为箔式应变片。

无线传感器节点1的通道内置有高精度500Ω桥路电阻、滤波电路和放大调理电路，采用全桥测量和三线输入方式，桥路自动配平。

OPC测试终端3包括数据采集单元6、OPC数据发布服务器7和OPC客户终端8，数据采集单元6、OPC数据发布服务器7均与OPC客户终端8连接。

本实用新型的实施例3：一种基于OPC技术的无线扭矩测试系统，如图1所示，包括无线传感器节点1、无线网关2和OPC测试终端3；无线传感器节点1包括应变传感器4和无线采集终端5；无线传感器节点1采集的旋转机构的扭矩信号经过无线网关2，传输到OPC测试终端3进行数据分析、存储和显示。

应变传感器4的测量元件为箔式应变片。

无线传感器节点1的通道内置有高精度1000Ω桥路电阻、滤波电路和放大调理电路，采用全桥测量和三线输入方式，桥路自动配平。

OPC测试终端3包括数据采集单元6、OPC数据发布服务器7和OPC客户终端8，数据采集单元6、OPC数据发布服务器7均与OPC客户终端8连接。

工作原理：将无线采集终端5、应变传感器4的应变片固定在旋转轴上，如图3所示，箔式应变片的导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械形变时，其阻值Rg发生相应变化，再通过电桥完成电阻到电压的比例变化，电桥输出电压VEXC反应了相应的受力状况，应变传感器4的输出电压在无线采集终端5中经过滤波电路、放大调理电路转化成数字信号后，该扭矩信号通过基于IEEE802.15.4标准的Zigbee协议进行实时无线传输。无线网关2负责把接收到的无线数据通过计算机接口传输到数据采集单元6，数据采集单元6对数据进行初步处理和网络管理，OPC数据发布服务器7对采集数据进行存储、分析，OPC客户终端8对数据分析结果进行显示。

OPC测试终端3的数据采集与监控平台是基于WINCC的HMI系统，而扭矩数据采集是由VB实现的应用数据采集系统，不存在现有的驱动通道，为此通过OPC方式实现扭矩数据采集系统与WINCC监控系统的通讯。OPC数据发布服务器7的WINCC监控系统设置其DCOM组态完成WINCCServer的配置，通过mOpcGrp.SyncWrite来实现由扭矩采集系统应用程序向WINCC监控系统的通讯。

Claims (4)

1.一种基于OPC技术的无线扭矩测试系统，其特征在于：包括无线传感器节点（1）、无线网关（2）和OPC测试终端（3）；无线传感器节点（1）包括应变传感器（4）和无线采集终端（5）；无线传感器节点（1）采集的扭矩信号经过无线网关（2）传输到OPC测试终端（3）。

2.根据权利要求1所述的一种基于OPC技术的无线扭矩测试系统，其特征在于：应变传感器（4）的测量元件为箔式应变片。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于OPC技术的无线扭矩测试系统，其特征在于：无线传感器节点（1）的通道内置有120-1000Ω桥路电阻、滤波电路和放大调理电路。

4.根据权利要求1所述的一种基于OPC技术的无线扭矩测试系统，其特征在于：OPC测试终端（3）包括数据采集单元（6）、OPC数据发布服务器（7）和OPC客户终端（8），数据采集单元（6）、OPC数据发布服务器（7）均与OPC客户终端（8）连接。

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