一种采煤机截割部齿轮箱试验台测控系统技术方案

一种采煤机截割部齿轮箱试验台测控系统，以ABB多传动系统为驱动核心，具有良好的动态精度和响应速度；Siemens PLC为测控硬件，控制性能稳定、系统可扩展性强：并配合WinCC软件开发平台。制作出巧妙、灵活的人机界面，操作人员可直观、方便地根据工程实际情况对被试齿轮箱试验流程进行控制和监测。

Measuring and controlling system for cutting gear box of Shearer

A measurement and control of shearer gear box test system, using ABB multi drive system for driving the core, with good precision and dynamic response speed; Siemens PLC hardware, control performance and scalability: with WinCC software development platform. Making ingenious and flexible man-machine interface, the operator can visually and conveniently control and monitor the test process of the gear box according to the actual situation of the project.

【技术实现步骤摘要】
一种采煤机截割部齿轮箱试验台测控系统
本专利技术涉及一种采煤机截割部齿轮箱试验台测控系统，适用于采矿领域。
技术介绍
采煤机是一个集机械、电气和液压等复杂系统为一体的大型机器设备。它工作于恶劣的环境，如果出现故障，将会导致整个采煤工作中断，造成巨大的经济损失。我国的大中型采煤机中，绝大多数采用滚筒式，并以电牵引为主。截割部齿轮箱作为滚筒采煤机的关键部件，随着采煤机功率的增大，其优劣程度将直接影响采煤机的整体性能。这使得测试采煤机性能的试验台显得至关重要。试验台对齿轮箱进行加载控制，模拟实际工况，监测运行参数，从而检验截割部齿轮箱是否达到出厂检验要求。目前主要的加载方式有：摩擦加载式、直流发电逆变加载式和异步电动机反馈加载式。
技术实现思路
本专利技术提出了一种采煤机截割部齿轮箱试验台测控系统，统以ABB多传动系统为驱动核心，具有良好的动态精度和响应速度；SiemensPLC为测控硬件，控制性能稳定、系统可扩展性强：并配合WinCC软件开发平台。制作出巧妙、灵活的人机界面，操作人员可直观、方便地根据工程实际情况对被试齿轮箱试验流程进行控制和监测。本专利技术所采用的技术方案是：所述测试系统涉及的常规传感器，如温度、压力、量、转速、扭矩信号经变送器转换成4.20nA的标准电流与SiemensS7—300系列的SM331模块连接。电力系统中的电流、电压则通过智能仪表接入互感器后测得。振动、噪声等高速信号的采集借助于比利时LMS公司的噪声振动测试仪，通过以太网总线传输至工控机进行保存和输出。所述控制器主站选取SiemensS7—300系列的PLC。由机架、PS307电源模块、CPU315—2PN/DP、数字量输入输出模块和模拟量输入输出模块组成。并根据现场的分布应用了总线传输方式，配置了S7—200、ET200M作为从站系统。所述传动部分采用了ABBACS800多传动变频器，包括IGBT整流单元、逆变单元和滤波单元等主要组成部分。ACS800是一款直接转矩控制型变频器，有良好的速度精度和较快的响应速度。IGBT整流单元具备能量回馈功能，组成电能闭合回路，只需提供测试系统少量损耗能量。具有高效节能、低碳环保的特点。现场总线技术实现了全数字化通信，排除了工业场合对模拟量的干扰，提高了测试精度，实现了分布式控制。在本试验台测控系统中以太网通讯、DP通讯、Modbus通讯和无线传输技术都得到很好地应用。每一台ACS800逆变单元配有DP通讯模块(RPBA—01)与PIC组成Pr曲bus—DP网络，实现了加载远程控制。测试部分应用了灵活的移动小车数据采集方式，小车内置带以太网口的ET200M(IMl53—4)作为数据采集装置与ScalanceW744连接作为客户端组件，采集现场的温度、压力、流量信号后通过无线传输方式传送至总控PLC，总控PLC连接ScalanceW788作为无线接入点。由此，避免了大量布线工作以及随之而来的数据线磨损，简化了维护工作。提高了系统可靠性。所述试验台PLC程序在Step7软件中编写，采用模块化和结构化的编程思路，按任务的类型将程序分成功能不同的逻辑块，赋予这些功能和功能块不同的参数，在主程序中根据不同的情况有条件地调用，从而提高了CPU的使用效率。便于编程调试，避免了相同或者相似程序的重复性编写。显著增加了PLC程序的组织透明性、可理解性和易维护性。所述采煤机试验台人机界面用软件的方式替代了传统的开关、按键、旋钮、指示灯的功能，所有操作及数据显示都可在上位机实现，省去了硬接线，减少了故障点。本系统选用WinCCV7.OSP3为软件界面开发平台，与下位机S7—300同为德国SIEMENS公司的产品，可在SIMATICManager作为OS站有效的集成，省去了重复建变量的过程，大大简化了通讯编程方面的工作量。根据采煤机检验标准制定的试验项目和组态界面设计要求，人机界面应包括：试验准备、试验运行、电机监测、传动系统、辅助系统、事件报警、历史数据、报表系统、网络监测和退出运行等功能。本专利技术的有益效果是：以ABB多传动系统为驱动核心，具有良好的动态精度和响应速度；SiemensPLC为测控硬件，控制性能稳定、系统可扩展性强：并配合WinCC软件开发平台。制作出巧妙、灵活的人机界面，操作人员可直观、方便地根据工程实际情况对被试齿轮箱试验流程进行控制和监测。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的系统原理图。图2是本专利技术的程序结构框图。图3是本专利技术的软件界面框架图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，测试系统涉及的常规传感器，如温度、压力、量、转速、扭矩信号经变送器转换成4.20nA的标准电流与SiemensS7—300系列的SM331模块连接。电力系统中的电流、电压则通过智能仪表接入互感器后测得。振动、噪声等高速信号的采集借助于比利时LMS公司的噪声振动测试仪，通过以太网总线传输至工控机进行保存和输出。控制器主站选取SiemensS7—300系列的PLC。由机架、PS307电源模块、CPU315—2PN/DP、数字量输入输出模块和模拟量输入输出模块组成。并根据现场的分布应用了总线传输方式，配置了S7—200、ET200M作为从站系统。传动部分采用了ABBACS800多传动变频器，包括IGBT整流单元、逆变单元和滤波单元等主要组成部分。ACS800是一款直接转矩控制型变频器，有良好的速度精度和较快的响应速度。IGBT整流单元具备能量回馈功能，组成电能闭合回路，只需提供测试系统少量损耗能量。具有高效节能、低碳环保的特点。现场总线技术实现了全数字化通信，排除了工业场合对模拟量的干扰，提高了测试精度，实现了分布式控制。在本试验台测控系统中以太网通讯、DP通讯、Modbus通讯和无线传输技术都得到很好地应用。每一台ACS800逆变单元配有DP通讯模块(RPBA—01)与PIC组成Pr曲bus—DP网络。实现了加载远程控制。测试部分应用了灵活的移动小车数据采集方式，小车内置带以太网口的ET200M(IMl53—4)作为数据采集装置与ScalanceW744连接作为客户端组件，采集现场的温度、压力、流量信号后通过无线传输方式传送至总控PLC，总控PLC连接ScalanceW788作为无线接入点。由此，避免了大量布线工作以及随之而来的数据线磨损，简化了维护工作。提高了系统可靠性。如图2，试验台PLC程序在Step7软件中编写，采用模块化和结构化的编程思路，按任务的类型将程序分成功能不同的逻辑块，赋予这些功能和功能块不同的参数，在主程序中根据不同的情况有条件地调用，从而提高了CPU的使用效率。便于编程调试，避免了相同或者相似程序的重复性编写。显著增加了PLC程序的组织透明性、可理解性和易维护性。如图3，采煤机试验台人机界面用软件的方式替代了传统的开关、按键、旋钮、指示灯的功能，所有操作及数据显示都可在上位机实现，省去了硬接线，减少了故障点。本系统选用WinCCV7.OSP3为软件界面开发平台．与下位机S7—300同为德国SIEMENS公司的产品，可在SIMATICManager作为OS站有效的集成．省去了重复建变量的过程，大大简化了通讯编程方面的工作量。根据采煤机检验标准制定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采煤机截割部齿轮箱试验台测控系统，其特征是：所述测试系统涉及的常规传感器，如温度、压力、量、转速、扭矩信号经变送器转换成4.20 nA的标准电流与Siemens S7—300系列的SM331模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种采煤机截割部齿轮箱试验台测控系统，其特征是：所述测试系统涉及的常规传感器，如温度、压力、量、转速、扭矩信号经变送器转换成4.20nA的标准电流与SiemensS7—300系列的SM331模块连接。2.根据权利要求1所述的一种采煤机截割部齿轮箱试验台测控系统，其特征是：所述控制器主站选取SiemensS7—300系列的PLC，由机架、PS307电源模块、CPU315—2PN/DP、数字量输入输出模块和模拟量输入输出模块组成，并根据现场的分布应用了总线传输方式，配置了S7—200、ET200M作为从站系统。3.根据权利要求1所述的一种采煤机截割部齿轮箱试验台测控系统，其特征是：所述传动部分采用了ABBACS800多传动变频器，包括IGBT整流单元、逆变单元和滤波单元等主要组成部分。4.根据权利要求1所述的一种采煤机截割部齿轮箱试验台测控系统，其特征是：每一台ACS800逆变单元配有DP通讯模块(RPBA—01)与PIC组成Pr曲bus—DP网络，实现了加载远程控制。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：富强，
申请(专利权)人：富强，
类型：发明
国别省市：辽宁,21