基于LabVIEW的風(fēng)電變槳、偏航軸承試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)研制

【摘要】：目前隨著全世界新能源的開發(fā)與利用,風(fēng)能資源越來越受到各個(gè)國(guó)家的關(guān)注,依靠風(fēng)能發(fā)電離不開風(fēng)電機(jī)組作為基礎(chǔ),而風(fēng)電變槳、偏航軸承作為風(fēng)電機(jī)組中的重要組成部件,其質(zhì)量的好壞直接關(guān)乎著整體風(fēng)電機(jī)組的工作質(zhì)量、工作壽命以及工作效率,因此在風(fēng)電軸承出廠之前必須要經(jīng)過嚴(yán)格有效的試驗(yàn)。風(fēng)電軸承試驗(yàn)機(jī)就是為測(cè)試風(fēng)電軸承在復(fù)雜的模擬實(shí)際工況中的性能而設(shè)計(jì)的,測(cè)控系統(tǒng)是軸承試驗(yàn)機(jī)中負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)控制與參數(shù)測(cè)量的關(guān)鍵部分,經(jīng)由測(cè)控系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)可以直接用來判斷被試驗(yàn)軸承的質(zhì)量情況。本文在整理分析了大量國(guó)內(nèi)外有關(guān)風(fēng)電軸承試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的相關(guān)文獻(xiàn)后,對(duì)本試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行了研制工作。具體內(nèi)容總結(jié)如下： (1)通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)及結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)內(nèi)容的方法,分析了變槳軸承和偏航軸承在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的安裝形式、主要功能和載荷概況,對(duì)每種試驗(yàn)軸承各確定了20組實(shí)際工況模擬試驗(yàn)參數(shù)； (2)按照試驗(yàn)軸承的特點(diǎn)和試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)要求及技術(shù)指標(biāo),通過聯(lián)合工控機(jī)與PLC的方法,確定了針對(duì)本試驗(yàn)機(jī)液壓系統(tǒng)的控制方案,其中包括模擬實(shí)際工況參數(shù)加載、液壓馬達(dá)及油缸驅(qū)動(dòng)、試驗(yàn)軸承轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)等； (3)研究本試驗(yàn)機(jī)機(jī)械部分基礎(chǔ)之上,依托于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的方法,提出了以可編程控制器結(jié)合虛擬儀器為核心的全智能一體化測(cè)控系統(tǒng)方案,其中硬件系統(tǒng)的構(gòu)建包括傳感器等設(shè)備的選型、信號(hào)的輸入與輸出、閉環(huán)控制功能的實(shí)現(xiàn)；軟件平臺(tái)的構(gòu)建包括主要功能模塊程序設(shè)計(jì)、操作界面設(shè)計(jì)等； (4)對(duì)本試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了模擬實(shí)際工況試驗(yàn),并運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)知識(shí)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行精度分析,得到各項(xiàng)加載參數(shù)的測(cè)量值結(jié)果均符合測(cè)量精度指標(biāo),位移量參數(shù)及振動(dòng)值參數(shù)波動(dòng)較小,表明試驗(yàn)過程穩(wěn)定,所測(cè)數(shù)據(jù)的具有良好的可靠性和可參考性。 本課題所設(shè)計(jì)的風(fēng)電軸承試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng),其系統(tǒng)功能指標(biāo)完備,精度指標(biāo)滿足試驗(yàn)要求,可以有效地對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的風(fēng)電變槳、偏航軸承進(jìn)行模擬實(shí)際工況的試驗(yàn)。本測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)降低近7%成本的同時(shí)設(shè)備的自動(dòng)化與可靠性不受影響。值得在電力,機(jī)械,能源等行業(yè)的各種試驗(yàn)系統(tǒng)中推廣應(yīng)用。 【關(guān)鍵詞】：測(cè)控系統(tǒng) 風(fēng)電軸承試驗(yàn)機(jī) PLC LabVIEW
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM315
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 研究背景與研究意義10-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 風(fēng)電軸承試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 存在的問題13-14
• 1.3 研究?jī)?nèi)容14-15
• 2 軸承試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)原則15-27
• 2.1 試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用原理15-21
• 2.1.1 串行通信原理16-19
• 2.1.2 基于PLC的數(shù)據(jù)采集原理19
• 2.1.3 控制液壓加載原理19-20
• 2.1.4 測(cè)量原理20-21
• 2.2 試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)參照原則21-27
• 2.2.1 測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟及原則21-22
• 2.2.2 測(cè)控系統(tǒng)總體方案的確定22-24
• 2.2.3 硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)原則與方法24-25
• 2.2.4 軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)原則與方法25-27
• 3 軸承試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)整體及硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)27-43
• 3.1 試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求與技術(shù)指標(biāo)27-28
• 3.1.1 試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求27-28
• 3.1.2 試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)28
• 3.2 試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)整體方案分析28-30
• 3.3 試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)硬件平臺(tái)的基本組成30-34
• 3.3.1 工控機(jī)設(shè)備的選用31
• 3.3.2 可編程控制器的選用31-32
• 3.3.3 傳感器的選擇32-34
• 3.3.4 比例調(diào)節(jié)閥的選用34
• 3.4 信號(hào)的輸入與輸出34-37
• 3.4.1 模擬量輸入信號(hào)35
• 3.4.2 開關(guān)量輸入信號(hào)35-36
• 3.4.3 模擬量輸出信號(hào)36
• 3.4.4 開關(guān)量輸出信號(hào)36-37
• 3.5 液壓模塊的閉環(huán)控制37-41
• 3.5.1 液壓加載模塊38-40
• 3.5.2 液壓驅(qū)動(dòng)模塊40-41
• 3.6 測(cè)控系統(tǒng)硬件抗干擾措施41-42
• 3.7 本章小結(jié)42-43
• 4 軸承試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)43-65
• 4.1 測(cè)控系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺(tái)選擇43
• 4.2 測(cè)控系統(tǒng)軟件功能介紹及功能模塊劃分43-44
• 4.2.1 測(cè)控系統(tǒng)軟件的功能43-44
• 4.2.2 測(cè)控系統(tǒng)軟件功能模塊劃分44
• 4.3 測(cè)控系統(tǒng)軟件主要模塊設(shè)計(jì)44-61
• 4.3.1 前期準(zhǔn)備功能模塊44-48
• 4.3.2 數(shù)據(jù)采集模塊48-51
• 4.3.3 液壓加載與控制模塊51-55
• 4.3.4 數(shù)據(jù)處理模塊55-59
• 4.3.5 輔助功能模塊59-61
• 4.4 測(cè)控系統(tǒng)軟件抗干擾設(shè)計(jì)61-62
• 4.5 測(cè)控系統(tǒng)軟件操作界面設(shè)計(jì)62-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 5 模擬實(shí)際工況試驗(yàn)65-77
• 5.1 試驗(yàn)機(jī)模擬試驗(yàn)流程65-66
• 5.2 試驗(yàn)機(jī)模擬試驗(yàn)66-76
• 5.2.1 試驗(yàn)條件66-67
• 5.2.2 試驗(yàn)步驟67-68
• 5.2.3 實(shí)際試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果展示68-75
• 5.2.4 模擬試驗(yàn)結(jié)果分析75-76
• 5.3 試驗(yàn)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)問題分析76-77
• 結(jié)論及展望77-79
• 參考文獻(xiàn)79-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況82-83
• 致謝83-84

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