CN218068645U - 一种用于摩擦力试验操作平台的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于摩擦力试验操作平台的控制系统，包括PLC控制器、HMI人机界面、WinCC上位机、伺服驱动系统、激光测距系统、摩擦力传感器、区域扫描仪；所述HMI人机界面、WinCC上位机、伺服驱动系统、激光测距系统均通过交换机连接至PLC控制器，交换机连接有MES系统；所述摩擦力传感器的数据采集端连接检测规，检测规用于检测导向筒摩擦力，所述摩擦力传感器的数据输送端通过变送器连接至PLC控制器；所述区域扫描仪直接连接至PLC控制器。本实用新型采用PLC控制器作为系统中心，配合相应的伺服驱动系统，集成可靠，能实现摩擦力试验平台在多模块协同配合下的可靠作业，能够极大地提升检测效率和精确度。
Description
技术领域
本实用新型涉及试验平台的控制系统技术领域，特别是一种摩擦力试验平台的控制系统。
背景技术
随着核能发电设备的不断进步和发展，与之配套和辅助的智能化装备也不断地升级。控制棒导向筒是核能发电设备中驱动部件的主要组成部分，用于控制棒的定位和导向，能提高系统安全性，保证稳定运行。
在控制棒导向筒安装完成后，一般会采用检测规对导向筒内部进行摩擦力检测，例如公开日为2022年01月04日，公开号为CN215414148U，实用新型名称为一种堆内构件摩擦力试验导向装置的中国专利文献，公开了一种堆内构件摩擦力试验导向装置，包括法兰板、导向套、压簧和锁定机构，该技术方案主要是针对具体的摩擦力试验结构进行了改进。但是现有的摩擦力试验系统，整体智能化程度还存在一定缺陷，投入的人力资源还是比较多，不仅需要多模块协同工作，且工作效率低，精确度也不高，整体检测系统不利于现有的控制棒导向筒批量生产。
实用新型内容
本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种摩擦力试验平台的控制系统，以实现摩擦力试验平台在多模块协同配合下的可靠作业，适合复杂的工作模式，能够极大地的提升检测效率和精确度。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于摩擦力试验操作平台的控制系统，包括PLC控制器、HMI人机界面、WinCC上位机、伺服驱动系统、激光测距系统、摩擦力传感器、区域扫描仪；所述HMI人机界面、WinCC上位机、伺服驱动系统、激光测距系统均通过交换机连接至PLC控制器，交换机连接有MES系统；所述摩擦力传感器的数据采集端连接检测规，检测规用于检测导向筒摩擦力，所述摩擦力传感器的数据输送端通过变送器连接至PLC控制器；所述区域扫描仪直接连接至PLC控制器。
所述摩擦力传感器采用拉力传感器，通过拉力传感器和检测规对导向筒摩擦力进行测试。
所述检测规配置有钢丝绳驱动电机和90 度旋转操作的旋转驱动电机，通过钢丝绳驱动电机对检测规自动进行上升下降操作，由检测规旋转驱动电机对检测规进行 90 度旋转操作。
所述伺服驱动系统配置有用于对旋转轴方向、升降轴方向、水平左右方向、水平上下方向进行精准控制的控制模块，伺服驱动系统和控制模块整体安装于控制柜中。
所述摩擦力试验平台控制系统还设置有其他执行器及检测元件，所述其他执行器及检测元件包括气缸、控制气缸的电磁阀以及其他位置的检测传感器，其中：电磁阀通过线缆连接至 PLC 控制器，气缸打开加紧信号，由检测开关进行检测并反馈给 PLC控制器；其它位置的检测传感器通过线缆接至 PLC控制器，直接将数据反馈给PLC 控制器。
所述摩擦力试验平台控制系统还设置有急停按钮，所述急停按钮只有人员退出设备区域或者障碍物移除设备区域并按启动按钮后，设备才可继续运行。
优选的，所述PLC控制器采用西门子 S7-1500 控制器，配置有数字量输入输出模块、模拟量模块等。
优选的，所述HMI人机界面使用可移动式操作盒，内嵌人机界面，采用西门子 9 寸触摸屏作为人机接口。操作者可在 HMI 人机界面上进行手自动操作，可查看监控设备状态，设备故障等信息、复位、启动等操作。相关人员根据权限可通过 HMI人机界面 对设备的工艺参数和工艺流程进行设定。
优选的，所述WinCC上位机采用西门子 WinCC 上位机系统，对试验数据进行记录、分析，并提供报表等输出功能。
优选的，所述伺服驱动系统采用 的SINAMICS S120 伺服驱动器，特别适用于机械和设备制造领域中要求苛刻的单轴和多轴应用、以及各式各样的运动控制任务，其余模块采用SINAMICS V90 伺服驱动器。
优选的，所述激光测距系统采用高精度激光测距传感器，对上下部导向筒同心对准精度进行精确计量，配合西门子 SINAMICS S120伺服驱动系统对其进行调整。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
1、本实用新型采用PLC控制器作为系统中心，配合相应的伺服驱动系统，集成可靠，能实现摩擦力试验平台在多模块协同配合下的可靠作业，适合复杂的工作模式。
2、本实用新型能够极大地的提升检测效率和精确度。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
其中，附图标记为：1-PLC控制器，2-HMI人机界面，3-WinCC上位机，4- SINAMICSS120 伺服驱动器，5-SINAMICS V90伺服驱动器，6-伺服电机，7-测距传感器控制器，8-激光测距头，9-交换机，10-MES系统，11-拉力传感器变送器，12-拉力传感器，13-区域扫描仪，14-电磁阀，15-气缸，16-检测开关，17-急停按钮，18-安全继电器。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种用于摩擦力试验操作平台的控制系统，包括PLC控制器1、HMI人机界面2、WinCC上位机3、伺服驱动系统、激光测距系统、摩擦力传感器、区域扫描仪13，整体用于对控制棒导向筒内部摩擦力进行检测，检测可靠性高。
所述HMI人机界面2、WinCC上位机3、伺服驱动系统、激光测距系统均通过交换机9连接至PLC控制器1，所述交换机9还连接有MES系统10。
所述摩擦力传感器的数据采集端连接用于检测导向筒摩擦力的检测规，所述摩擦力传感器的数据输送端通过拉力传感器变送器11连接至PLC控制器1。本实施例中，所述摩擦力传感器采用拉力传感器12，通过拉力传感器12和检测规对导向筒摩擦力进行测试；所述检测规配置有钢丝绳驱动电机和90 度旋转操作的旋转驱动电机，通过钢丝绳驱动电机对检测规自动进行上升下降操作，由检测规旋转驱动电机对检测规进行 90 度旋转操作。通过检测规测定的数据拉力值模拟量通过变送器放大接至 PLC 模拟量模块进行处理，再由WinCC上位机3进行曲线显示、存档、打印等。
所述区域扫描仪13直接连接至PLC控制器1。所述区域扫描仪13以对角方式安装于整个设备区域，扫描范围可覆盖整个设备区域，当有人闯入或者区域内有障碍物时，设备自动停止。
所述PLC控制器1还可以配置TIA工程组态测试系统。
实施例2
在实施例1的基础上，优选的，所述PLC控制器1可以采用西门子 S7-1500 控制器，并配置有数字量输入输出模块、模拟量模块等。
优选的，所述HMI人机界面2使用可移动式操作盒，内嵌人机界面，采用西门子 9寸触摸屏作为人机接口。操作者可在 HMI 人机界面上进行手自动操作，可查看监控设备状态，设备故障等信息、复位、启动等操作。相关人员根据权限可通过 HMI人机界面2 对设备的工艺参数和工艺流程进行设定。
优选的，所述WinCC上位机3采用西门子 WinCC 上位机系统，对试验数据进行记录、分析，并提供报表等输出功能。
实施例3
在实施例1或2的基础上，所述伺服驱动系统配置有用于对旋转轴方向、升降轴方向、水平左右方向、水平上下方向进行精准控制的控制模块，伺服驱动系统和控制模块整体安装于控制柜中。
优选的，所述伺服驱动系统采用 的SINAMICS S120 伺服驱动器4，特别适用于机械和设备制造领域中要求苛刻的单轴和多轴应用、以及各式各样的运动控制任务，其余模块采用SINAMICS V90 伺服驱动器5。本实施例采用SINAMICS S120 伺服驱动器，具有高性能、高效的工程组态、集成运动控制功能、集成信息安全、可靠诊断、创新型设计等优点，为实现工厂的可持续性发展提供强有力的保障；进一步采用的SINAMICS V90 伺服驱动器，是一款性价比较高伺服应用系统，SINAMICS V90 确保了卓越的伺服控制性能，同时经济实用、稳定可靠，SINAMICS V90 伺服驱动器5均配置有对应的伺服电机6。
所述激光测距系统包括测距传感器控制器7和激光测距头。优选的，可配合西门子SINAMICS S120伺服驱动系统，所述激光测距系统采用高精度激光测距传感器，能对上下部导向筒同心对准精度进行精确计量，进行调整。
实施例4
在实施例1-3的任一基础上，所述摩擦力试验平台控制系统还设置有其他执行器及检测元件，所述其他执行器及检测元件包括气缸15、控制气缸15的电磁阀14以及其他位置的检测传感器，其中：电磁阀14通过线缆连接至 PLC 控制器，气缸15打开加紧信号，由检测开关16进行检测并反馈给 PLC控制器1；其它位置的检测传感器通过线缆接至 PLC控制器1，直接将数据反馈给PLC 控制器。
本实施例中，电磁阀14可采用三位五通电磁阀。
实施例5
在实施例1-4的任一基础上，所述摩擦力试验平台控制系统还设置有急停按钮17，同时配置有安全继电器18。按下急停按钮17后，只有人员退出设备区域或者障碍物移除设备区域并按启动按钮后，设备才可继续运行。
Claims (9)
1.一种用于摩擦力试验操作平台的控制系统，包括PLC控制器（1）、HMI人机界面（2）、WinCC上位机（3）、伺服驱动系统、激光测距系统、摩擦力传感器、区域扫描仪（13）；所述HMI人机界面（2）、WinCC上位机（3）、伺服驱动系统、激光测距系统均通过交换机（9）连接至PLC控制器（1），交换机（9）连接有MES系统（10）；所述摩擦力传感器的数据采集端连接检测规，检测规用于检测导向筒摩擦力，所述摩擦力传感器的数据输送端通过变送器连接至PLC控制器（1）；所述区域扫描仪（13）直接连接至PLC控制器（1）。
2.如权利要求1所述的用于摩擦力试验操作平台的控制系统，其特征在于：所述摩擦力传感器采用拉力传感器（12）。
3.如权利要求1所述的用于摩擦力试验操作平台的控制系统，其特征在于：所述检测规配置有用于控制检测规上升下降操作的钢丝绳驱动电机和用于控制检测规进行90 度旋转操作的旋转驱动电机。
4.如权利要求1所述的用于摩擦力试验操作平台的控制系统，其特征在于：所述伺服驱动系统配置有用于对旋转轴方向、升降轴方向、水平左右方向、水平上下方向进行精准控制的控制模块，伺服驱动系统和控制模块整体安装于控制柜中。
5.如权利要求1所述的用于摩擦力试验操作平台的控制系统，其特征在于：所述摩擦力试验平台控制系统还设置有急停按钮（17）。
6.如权利要求1所述的用于摩擦力试验操作平台的控制系统，其特征在于：所述PLC控制器（1）采用西门子 S7-1500 控制器，至少配置有数字量输入输出模块、模拟量模块。
7.如权利要求1所述的用于摩擦力试验操作平台的控制系统，其特征在于：所述HMI人机界面（2）使用可移动式操作盒，内嵌人机界面，采用西门子 9 寸触摸屏作为人机接口。
8.如权利要求1所述的用于摩擦力试验操作平台的控制系统，其特征在于：所述WinCC上位机（3）采用西门子 WinCC 上位机系统，对试验数据进行记录、分析，并提供报表输出功能。
9.如权利要求1所述的用于摩擦力试验操作平台的控制系统，其特征在于：所述伺服驱动系统采用SINAMICS S120 伺服驱动器（4）和/或SINAMICS V90 伺服驱动器（5）。
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