一种风力发电机组螺栓扭矩智能化监测平台的制作方法

    专利2022-07-09  147


    本实用新型涉及风力发电机制造设备技术领域,特别是一种风力发电机组螺栓扭矩智能化监测平台。



    背景技术:

    高强度螺栓是整机装配过程不可缺少的关键零件,螺栓预紧力的准确性以及螺栓的锁紧质量,对风机的运行稳定性及安全性起到至关重要的影响;联合动力现有的螺栓锁紧用液压扳手和液压泵站均属低智能化工具,缺乏数据记录、数据监测、数据导出、故障报警及诊断功能;螺栓的预紧力无法实时记录,液压泵站输出压力无法进行实时校核,风机出厂后,无法对螺栓的准确预紧力进行评估和数据追溯;对比部分整机厂商,已采取的个别工位的紧固设备“螺栓预紧力数据监控和数据导出”方式,现有装配工艺技术已明显落后。



    技术实现要素:

    本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种结构简便、安全可靠、功能全面的风力发电机组螺栓扭矩智能化监测平台。

    本实用新型所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本实用新型是一种风力发电机组螺栓扭矩智能化监测平台,该平台包括液压扳手、智能控制柜、工控机和用于为液压扳手提供动力的液压泵站;在液压扳手上安装有用于对风力发电机组螺栓扭矩进行检测的扭矩检测装置,在液压泵站上安装有实时采集液压泵的输出油压的高精度压力传感器,智能控制柜内安装有控制器,扭矩检测装置和高精度压力传感器均与控制器连接,控制器与工控机连接;该平台还包括用于对液压泵站进行控制的无线遥控手柄和无线遥控接收器,无线遥控接收器与液压泵站的控制接口连接。

    本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现,对于以上所述的风力发电机组螺栓扭矩智能化监测平台,所述智能控制柜安装在液压泵站上,智能控制柜内还安装有电源模块和便于控制器与扭矩检测装置、高精度压力传感器、工控机无线连接的无线通讯模块。

    本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现,对于以上所述的风力发电机组螺栓扭矩智能化监测平台,所述控制器为plc控制器。

    本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现,对于以上所述的风力发电机组螺栓扭矩智能化监测平台,所述扭矩检测装置为动态扭矩传感器。

    本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现,对于以上所述的风力发电机组螺栓扭矩智能化监测平台,所述扭矩检测装置为一体式无线动态扭矩套筒。

    本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现,对于以上所述的风力发电机组螺栓扭矩智能化监测平台,液压泵站的高压出口与液压扳手的高压进口、液压泵站的低压出口与液压扳手的低压进口分别通过高压油管连通。

    本实用新型所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现,对于以上所述的风力发电机组螺栓扭矩智能化监测平台,该平台还包括中控触摸屏和总控计算机,工控机与中控触摸屏、总控计算机无线连接。

    与现有技术相比,本实用新型将液压扳手安装到需要紧固的螺栓上,通过工业中控触摸屏或工业触摸式计算机设定好扭矩值,通过无线遥控接收器,使用无线遥控手柄,启动液压泵站,液压扳手开始锁紧螺栓作业;在锁紧作业过程中,通过液压扳手上配置的无线动态扭矩传感器或者一体式无线动态扭矩套筒,将液压扳手实时的锁紧扭矩值,以无线通讯模块的方式传输给对应液压泵站上的智能控制柜中的plc控制器,plc控制器经过分析处理,再将实时扭矩值反馈到工控机,再由工控机传输至工业中控触摸屏或工业触摸式计算机,最终平台可以对实时扭矩值其进行监测、分析和控制。该平台采用闭环检测和自动化作业的智能化控制技术,并配合各工段欲将实施的自动化螺栓紧固设备进行,将创造风电行业整机装配全流水线,高强度螺栓智能化管理和监测全面覆盖的先例,有力促进联合动力整机装配工艺技术的发展,提高企业“智能制造”的形象,具备良好的社会示范效应和广泛的市场应用前景。

    附图说明

    图1为本实用新型的一种总体方案图;

    图2为本实用新型的软件平台总体架构图;

    图3为本实用新型的系统功能结构框图。

    具体实施方式

    为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

    参照图1-3,一种风机发电机组螺栓扭矩智能化监测平台,该平台包括液压泵站、智能控制柜、工控机、中控触摸屏、总控计算机、液压扳手;中控触摸屏为工业中控触摸屏,总控计算机为工业触摸式计算机;

    所述液压泵站还包括高精度压力传感器、无线遥控手柄、无线遥控接收器,高精度压力传感器功能为实时采集液压泵的输出油压,与plc控制器进行通讯,经过数据处理后与将实时数据传输至工控机;通过无线遥控手柄和无线遥控接收器对液压泵站进行控制;

    所述智能控制柜安装在液压泵站上,智能控制柜含有plc控制器、无线通讯模块、电源模块;plc控制器功能为对液压泵站进行逻辑控制,监测到液压扳手达到预设扭矩值后能对泵站进行及时供压;无线通讯模块功能为实时接收无线动态扭矩传感器或者一体式无线动态扭矩套筒的扭矩值,并将实时数据传输至工控机;电源模块对plc控制器和无线通讯模块供电。

    所述液压扳手包括无线动态扭矩传感器或者一体式无线动态扭矩套筒,一体式无线动态扭矩套筒采用现有技术中的智能扭矩套筒,通过蓝牙或wifi等方式,将采集的螺栓扭矩值以及油压值与控制器进行实时通讯。

    所述工控机负责接收plc控制器的数据,并将实时接收的数据通过无线传输方式通过无线网关将数据传输给工业触摸式计算机和工业中控触摸屏;

    所述工业中控触摸屏采用上位机控制系统,能够实现对所有设备扭矩的监测,采用简单易操作的人机界面,方便人员更改系统参数和调整动作时间。实时监测系统运行状态,通过大数据分析,实时推送报警信息,实现完整的报警联动控制设备。

    所述工业触摸式计算机用于接收每台泵站智能控制系统发出的实时数据,并对数据进行实时分析、数据诊断、数据储存、数据导出等。

    所述工业触摸式计算机根据不同工段可设置为多台;所述液压泵站根据锁紧螺栓数量的不同可以设置为多个。

    所述风机螺栓扭矩智能化管理监测平台,采用物联网架构进行设计和实施,所有的功能模块都采用基本功能模块 定制式开发进行,物联网架构适合风机螺栓扭矩智能化管理监测平台的使用要求,方便工业设备的物物相连,提供数据的收集、上传、分发、下放等多功能;该风机螺栓扭矩智能化管理监测平台还包括以下功能:数据采集功能、数据转发功能、自控设备管理功能、报警管理曲线功能、报警日志管理功能、系统运行日志管理功能、人员操作日志管理功能、数据库设计模块、报表功能、远程监控。

    本申请中应用到的相关计算机程序可由本领域技术人员根据实际的数据、信息处理需求采用公知的现有技术来实现,相关计算机程序只是实现本申请技术方案的技术手段之一,不属于本专利的保护内容。

    本申请的具体实现过程为:

    首先,做好操作前的准备,将液压扳手安装到需要紧固的螺栓上,通过工业中控触摸屏或工业触摸式计算机设定好扭矩值;

    然后,通过无线遥控接收器,使用无线遥控手柄,启动液压泵站,液压扳手开始锁紧螺栓作业;

    针对不同的作业区间,包括偏航轴承锁紧、传动链锁紧、变桨轴承锁紧,需要设置液压泵站若干,每台液压泵站可配套6把液压扳手;

    接着,在锁紧作业过程中,通过液压扳手上配置的无线扭矩检测装置或者一体式无线动态扭矩套筒,将液压扳手实时的锁紧扭矩值,以无线通讯模块的方式传输给对应液压泵站上的智能控制柜中的plc控制器,plc控制器经过分析处理,再将实时扭矩值反馈到工控机,再由工控机传输至工业中控触摸屏或工业触摸式计算机,最终平台可以对实时扭矩值其进行监测、分析和控制。

    液压扳手的动力是由液压泵站提供的,为了实现对液压泵站的监测和控制,在液压泵站上安装的高精度压力传感器,实时采集液压泵站的输出油压,并通过无线方式将相关技术参数传输给plc控制器,经plc控制器分析处理反馈到工控机,再由工控机传输至工业中控触摸屏或工业触摸式计算机的监控界面上,以便对液压泵站的输出油压进行监测、分析和控制。

    工业中控触摸屏安装有控制程序,可以实现最高权限管理,可以对所有工段的液压泵站和液压扳手进行包括数据采集、平台数据共享、报警管理、系统运行和人员操作日志管理、报表输出、远程管理各子系统平台等功能;可以对各自工段使用的液压泵站和液压扳手进行数据采集、报警管理、操作日志记录以及报表输出等功能,并将相关数据和资料传输至控制程序。

    其次,通过本申请的监测平台,可以查看当前登录用户的角色所包含的功能权限,从plc和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息并将采集到的数据转发给下一级系统使用;平台可自动识别下位机所连接设备,实时判断设备是否工作正常,异常则报警提示,当设备运行出现故障报警时,设备自带的声光报警装置将触发,及时提醒相关工作人员;实时采集运行中数据,通过曲线图可以清晰的看出设备的运行状态,通过曲线图可以清晰的看出设备的报警时间段及其相关报警时的信息,能够存储所有报警日志,以供后期工作人员查询报警原因;能够存储系平台的运行日志,记录平台故障原因,并可根据查询、统计、打印各种报表,通过计算机实施远程监控,即可实施过程设置、远程查看工作状态、违规记录,平台附带巡检功能,实时监测平台运行状况,并通过大数据分析定期提醒用户相关进行操作,通过平台的短信报警提示等功能模块,可真正实现无人值守,保证设备的稳定安全运行。


    技术特征:

    1.一种风力发电机组螺栓扭矩智能化监测平台,其特征在于:该平台包括液压扳手、智能控制柜、工控机和用于为液压扳手提供动力的液压泵站;在液压扳手上安装有用于对风力发电机组螺栓扭矩进行检测的扭矩检测装置,在液压泵站上安装有实时采集液压泵的输出油压的高精度压力传感器,智能控制柜内安装有控制器,扭矩检测装置和高精度压力传感器均与控制器连接,控制器与工控机连接;该平台还包括用于对液压泵站进行控制的无线遥控手柄和无线遥控接收器,无线遥控接收器与液压泵站的控制接口连接。

    2.根据权利要求1所述的风力发电机组螺栓扭矩智能化监测平台,其特征在于:所述智能控制柜安装在液压泵站上,智能控制柜内还安装有电源模块和便于控制器与扭矩检测装置、高精度压力传感器、工控机无线连接的无线通讯模块。

    3.根据权利要求1或2所述的风力发电机组螺栓扭矩智能化监测平台,其特征在于:所述控制器为plc控制器。

    4.根据权利要求1所述的风力发电机组螺栓扭矩智能化监测平台,其特征在于:所述扭矩检测装置为动态扭矩传感器。

    5.根据权利要求1所述的风力发电机组螺栓扭矩智能化监测平台,其特征在于:所述扭矩检测装置为一体式无线动态扭矩套筒。

    6.根据权利要求1所述的风力发电机组螺栓扭矩智能化监测平台,其特征在于:液压泵站的高压出口与液压扳手的高压进口、液压泵站的低压出口与液压扳手的低压进口分别通过高压油管连通。

    7.根据权利要求1所述的风力发电机组螺栓扭矩智能化监测平台,其特征在于:该平台还包括中控触摸屏和总控计算机,工控机与中控触摸屏、总控计算机无线连接。

    技术总结
    一种风力发电机组螺栓扭矩智能化监测平台,该平台包括液压扳手、智能控制柜、工控机和用于为液压扳手提供动力的液压泵站;在液压扳手上安装有用于对风力发电机组螺栓扭矩进行检测的扭矩检测装置,在液压泵站上安装有实时采集液压泵的输出油压的高精度压力传感器,智能控制柜内安装有控制器,扭矩检测装置和高精度压力传感器均与控制器连接,控制器与工控机连接;该平台还包括用于对液压泵站进行控制的无线遥控手柄和无线遥控接收器,无线遥控接收器与液压泵站的控制接口连接。该平台结构简便、安全可靠、功能全面,通过液压扳手、液压泵站和工控机的设置连接,可以实现风力发电机组螺栓扭矩智能化监测。

    技术研发人员:田仁;蒋宏;窦玉祥;于宁建;柳衡;史伟;朱洁
    受保护的技术使用者:国电联合动力技术(连云港)有限公司
    技术研发日:2020.08.11
    技术公布日:2021.03.12

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