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    AI儀表在電機壽命實驗測試系統的推廣應用

       日期:2013-09-13     來源:互聯網    
    核心提示:壽命測試一般都屬于抽檢測測試,采用隨機取樣、批量處理的檢測方式和批量數據分析可以得到更準確和更具參考價值的測試結果,使測試數據更具代表性!目前大多數電機企業及電機應用廠家的電機壽命實驗現狀是采用分離部件組成實驗系統、手工操作、手工記錄、人工監控,費事費力,而且數據失真,不能真正反應測試電機的質量特性。

    壽命測試一般都屬于抽檢測測試,采用隨機取樣、批量處理的檢測方式和批量數據分析可以得到更準確和更具參考價值的測試結果,使測試數據更具代表性!目前大多數電機企業及電機應用廠家的電機壽命實驗現狀是采用分離部件組成實驗系統、手工操作、手工記錄、人工監控,費事費力,而且數據失真,不能真正反應測試電機的質量特性。

    根據市場的需求宇電設計出操作人性化的電機起停耐久性試驗系統;試驗臺裝有彩色人機界面,觸摸設定【起/停】時間間隔以秒計算最長60000秒,同時記錄動作次數999999次。設定延時:閉合時間、斷開時間;電壓自動程序調整、過流、過壓、超溫保護。自動保存測試結果,自動生成測試曲線圖譜,。是目前功能最多、智能化程度最高的壽命測試儀器。應用簡單,讓操作者一學就會,無需采用PLC來編程;改變機械傳動結構可測試各種需要做疲勞試驗的產品。

    一、 系統功能

    1.1 系統的主要功能:

    本系統采用模塊化結構,其中40臺電機測試組成一獨立模塊,完成后具有如下功能:

    (1)疲勞試驗邏輯控制電機起停AI-2057C彩色觸摸控制屏, 8組任意設定時間,邏輯控制電機起/停,時間可隨時設置;AI-3013開關量8路輸出模塊,控制電機起/停;

    (2)程序自動調節電壓,10臺一組單獨供電,電機電壓用AI-808PAI8L5S可調電壓150V-250V;

    (3)自動計算電機功率,用AI-601ANS4儀表;

    (4)每臺電機使用單獨的參數采集模塊,用AI704ME5I7I8I8L5S儀表采集電流、電壓、電容端電壓;

    (5);

    (7)所有電參數采用計算機自動采集分析,各類報表可導出到軟件外以Microsoft Excel文檔或瀏覽器的形式保存待用。

    (8)系統對所有采集參量實時監控;具備監控系統所具有的一般實用功能:如:參數顯示、參數量程上下限設置、報警輸出、電機在測試期間根據電流、電壓等電量參數的變化,自動繪制歷史曲線生成,實時曲線生成,歷史趨勢分析等功能。當系統參量異常時,具有畫面報警和聲音報警功能。當某臺電機電流等參數異常時發出報警信號相應的指示燈亮,軟件并進行記錄;打印及報表輸出,用戶管理;

    (9)具備集中監控功能,能單獨對每臺在測電機進行參數采集及處理后,集中打印報表。

    (11)可以10臺組實現人工調節或者自動程序調節供電電壓,模擬電機的實際電壓運行狀況。

    (13)系統參數修正時,采用分級授權方式,其權限高低分別為主管、現場工程師、現場操作員,不能越權修正系統,最大限度的減少避免人為造成損失。

    (14)系統無需配置高級計算機人員,現場僅需配置普通操作人員即可。

    (15)允許用戶生成一個可靠、靈活的、易于使用的系統來報告潛在的問題和系統的執行情況,寫入備忘錄報告。

    (16)提供一個自動、易于理解的、長期的過程數據取樣、存儲和顯示的方法。還能夠監視實驗過程的變化,分析電機性能。能夠收集并管理數據、存儲歷史數據并保存在標準的SQL數據(軟件內部使用)。電機在不同運行狀態下自動采集記錄保存一次數據,形成標準數據庫,數據存儲1年。用戶可以形成報表,打印。

    (17)可以提供多種形式的報表。除傳統報表等外,還有各種管理報表,如巡檢報表等。

    1.2系統電氣部分構成

    系統由電源柜、電機測試柜、微機操作臺、測試電機架等組成。

    1.3 系統控制方式

    在測電機采用穩定的工業控制計算機【研華IPC-610型】對現場監控數據采集,網絡通訊采用成熟的總線技術,通訊線采用屏蔽超五類四對雙絞線(網絡線);監控站內留有以后可連接到工廠管理層在局域網接口。

    二、系統硬件

    2.1實驗電源控制

    程序調節供電電壓AI-808PAI8L5S;直接輸入0~500VAC交流電;可調電壓150V-250V;

    調節開關量輸出控制正反轉,為10臺每組測試工位提供可調節供電電壓,范圍從150V至220V連續可調,滿足模擬空調電機實際運行電壓的測試需求。

    2.2主要控制參數、檢測參數

    ( 1 ) 8組邏輯控制電機起停

    AI-2057C觸摸控制屏,任意設定8組時間,邏輯控制電機起/停,時間可隨時設置;

     

     

    AI-3013D5開關量8路輸出模塊,控制電機起/停,接線圖;

     

     

    ( 2 ) AI-704MAFI7I8I8S儀表輸入信號4~20mA;采集電機電流、電壓、電容端電壓;參數設置量程范圍就可顯示對應的數據。設置報警值就有保護動作。

     

     

    測量范圍:

    電機電流I;輸入信號0~5A;測試電機電流范圍0.1A到5A電流;

    電機電壓U;輸入0~500VAC交流電壓;

    電機電容電壓;輸入0~500VAC交流電壓;

    ( 3 ) AI-601FNS4儀表直接輸入:交流電流0~5A、交流電壓0~500VAC計算功率;電機有功功率P范圍:500W功率;

    ( 4 )如在系統中要測量溫度選用AI-704ME5JOJOJOL5L5S就增加了溫度測量報警功能。更完善了系統的要求。

    三、 系統硬件配置

    空調電機壽命實驗測試系統方案,每臺測試柜能測試40臺電機,測試電機的參數采集以及電源控制、實驗電機控制、等采用總線方式。系統如圖所示:

     

     

    3.1系統硬件配置

    計算機配置:計算機采用研華工控機P4級CPU、40G以上硬盤DDR256M內存,4個232口多串口卡、光驅、軟驅、聲卡,不間斷電源。

    軟硬件配置

    序號 名稱 儀表功能 數量

    1 程序儀表 AI-808PFI8L5S程序調節供電電壓 4臺

    5.7寸彩色觸摸屏 8組邏輯控制起/停,8組時間可隨時設置 1臺

    2 開關量模塊 AI-3013D5開關量8路輸出模塊,控制電機 4個

    3 顯示儀表 AI-704MFI7I8I8S采集電流、電壓、電容端 40臺

    4 功率儀表 AI-601ANS4儀表輸入電流、電壓計算功率 40臺

    5 轉換器 AI-485G光電隔離 4個

    6 應用軟件 AIFCS電機壽命測試應用軟件 1套

    3.2 系統構成

    整個壽命實驗系統由電源自動調壓控制部分、參數采集處理部分、上位機處理部分等組成。

    (1) 電源自動調壓控制部分包括電源柜、電源電壓測量模塊、電動調壓器、 等組成;

    (2) 參數采集處理部分包括控制器、電量測量模塊,總線模塊、HMI邏輯控制電機起停、等組成;

    (3) 上位機處理部分包括總線轉換器、顯示數據儀表、工業控制計算機含控制軟件、顯示器、打印機等組成。

    各部分之間通過現場總線進行通訊,速度快,可靠性高,實時性強,能夠滿足系統的需求。系統的運行狀態及參數都能及時被監控到,保證在測電機正常工作。

    3.3 主要部件及作用:

    (1)工業控制計算機:安裝AI-FCS軟件,完成每組實驗電機供電電源的檢測及控制,采集所有被測電機參數,進行數據處理。

    (2)電機參數采集儀表:采集被測電機的電壓、電流、功率、電容電壓等參數送給工業控制計算機;

    (3)程序控制器:自動調壓器:為被測電機提供合適的電源,在上位機的控制下根據用戶設定的額定電壓進行自動調壓。整個系統的主控制器,完成自動調壓,

    (4)觸摸屏控制:電控制柜上AI-2057C觸摸控制屏設置邏輯控制電機起停,設定8組時間,設定延時:閉合時間、斷開時間,邏輯控制電機起/停,可隨時設置時間;AI-3013開關量8路輸出模塊輸出控制電機起/停;觸摸設定【起/停】時間間隔以秒計算最長60000秒,同時記錄動作次數999999次,有設置清零功能。

    (5)總線系統:傳輸數據信號、控制信號和地址信號等。

    四、系統軟件配置

    宇電開發具有自主知識產權數據監控軟件,功能強大,界面友好,操作簡單的上位機監控軟件。系統主要開發界面如下

    在控制室按裝一臺電腦并安裝多串口卡,用四條總線連接計算機,采用屏蔽超五類四對雙絞網絡線利用RS485作為AI儀表與電腦連接現場通訊總線。在電腦上按裝已組態好的AIFCS監控軟件,并采用簡潔可靠的自有的通訊協議在計算機上對現場控制器實現100%的功能操作。實時讀取測量值,隨時修改控制參數。

    (1)信息顯示畫面

    流程圖功能:可根據現場的要求添加工業現場的量程圖片。儀表顯示畫面主要顯示在測電機當前運行狀態信息值,如當前電壓、電流、功率、電容電壓等、等參數。

     

     

    在流程圖、實時趨勢圖或儀表畫面上:點擊【儀表顯示框】出現操作平臺:可看到該AI儀表定義控制設備的名稱,位號、儀表型號,地址,量程上限,量限下限,測量單位,此時AI儀表的所有顯示參數與控制按紐都體現在該平臺上。

    (2)實時報警處理畫面

    對系統實時采集的數據進行判斷,當符合報警條件后,屏幕將彈出閃爍的醒目報警信號,具有畫面報警和聲音報警功能。實時檢測被測電機參數以及系統電源等故障異常報警。

    可以對程序運行中發生的事件進行記錄。具體在監控程序中可以設置所記錄事件的類型,起止時間,對應的動作等。

     

     

    (3)量程設置、程序設置畫面

    具有一定權限的用戶可以用密碼登錄后,對所測量的參數進行量程的設定,這樣可以對因各種不可預知的外界因素產生的測量誤差進行細微校正,保證所測量數據的有效性和真實性。此軟件適合各種工業現場應用。

    對儀表所有的參數可設定,可編排程序,查看編排程序的走向,保存多條程序曲線,實現上傳、下傳,在線修改曲線,參數。

    電機參數設置畫面

    配置電機的手自動參數,運行時間,起停時間、運行電壓等

    如點擊【參數】名稱修改【上限絕對值報警值HAL】在對話框里填寫參數,點擊“確定”參數就下傳到現場AI儀表溫度調節器,

     

     

    (4)報表打印畫面

    選擇報表名稱、設置查詢時間范圍的打印時間段,選擇查詢間隔等,生成報表,隨時打印,還可選擇數據導出功能按Excel類型報表導出。各類報表可導出到軟件外以Microsoft Excel文檔或瀏覽器的形式保存。報表查詢:輸入起始與結束時間段查詢歷史數據;采樣有1;3;5;15;30;60分鐘可選擇報表。

     

     

    用Excel類型報表導出后供其他應用。

     

     

    (5)實時數據曲線畫面

    監視電機有關參數的變化趨勢曲線,從而可以了解電機在一段時間的運行狀況。工業現場溫度控制器采集測量值,編輯實時曲線,可同時顯示8條實時曲線,用顏色來區別。曲線顯示可選百分比與實時曲線2種圖。也可屏蔽其他曲線,顯示單條曲線。呈現的實時數據,并存入系統內數據庫,以便日后數據查詢等使用。

     

     

    (6)歷史趨勢畫面

    功能與實時數據曲線類似,只是它顯示的是過去一段時間設備的運行參數值。選中歷史曲線組別,設置查詢時間范圍,顯示的是單條或顯示全部曲線,點擊查詢。在歷史曲線上可寫入備忘錄,可寫入59個字。直接打印在歷史曲線上。可有選擇1條或多條來打印歷史曲線。

     

     

    (7)運行記錄畫面

    記錄軟件運行中操作對應的動作記錄備案。如:登陸系統、退出系統、打印曲線名稱、修改參數等。選擇時間段可查詢某段時間的記錄運行情況。

     

     

    (8)用戶管理畫面

    可以允許不同權限的用戶登陸,登陸后,可進行相關的操作。同時還可以允許用戶注銷自己的身份,這樣既可實現靈活,方便的應用,又能保證系統的安全性。

     

     

    (10)巡檢報告畫面

    用戶根據電機的運行情況,隨時巡檢電機并記錄運行情況,生成報告。可用于下達工作計劃、留言備忘、可隨時添加。

     

     

    五、系統安裝施工方案

    1、 制作電源柜、電機測試柜、微機操作臺、測試電機架

    2、提供每臺設備名稱,編輯軟件。

    3、按儀表軟功能說明表設置參數。在每臺儀表安裝通訊模塊。儀表上窗口顯示溫度值,下窗口顯示給定值特別是量程范圍dIL 輸入下限顯示值; dIH輸入上限顯示值,關系到曲線的量程范圍。

     

     

    4、在儀表上按功能表設定好地址號。將所有儀表通訊端A-B連接AI485/232轉換器,按串口號依次插入計算機。在控制室按裝一臺電腦并采用屏蔽超五類四對雙絞網絡線利用RS485作為AI儀表與電腦連接現場通訊總線。在電腦上按裝已組態好的AIFCS網絡版監控軟件,并采用簡潔可靠的自有的通訊協議在計算機上對現場控制器實現100%的功能操作。實時讀取測量值,隨時修改控制參數。

    5、計算機配置:計算機采用研華工控機P4級CPU、40G以上硬盤DDR256M內存,4個232口多串口卡、光驅、軟驅、聲卡,不間斷電源。

    六、 系統調試

    以宇電AI-808PFI8L5S程序型電壓控制儀表為例:

    程序設置:

    電壓程序曲線的編排;程序表調節器可用于按一定時間規律自動改變給定值進行控制的場合。具有50段程序編程功能,可設置任意大小的給定值升、降斜率;具有跳轉(目標段只限于前30段)、運行、暫停及停止等可編程/可操作命令,可在程序控制運行中修改程序;具有二路事件輸出功能。可通過報警輸出控制其他設備聯鎖動作,進一步提高設備自動化能力;具有停電處理模式、測量值啟動功能及準備功能,使程序執行更有效率及更完善。

    儀表提供了具有手動自整定模式。方法是設定給定值后,先用手動方式進行調節,等手動調節系統基本穩定后,再在手動狀態下啟動自整定,這樣電壓輸出將限制在當前手動值+10%及-10%的范圍,從而避免了電壓變化現象。儀表經2~3次振蕩后儀表內部微處理器根據位式控制產生的振蕩,分析其周期、幅度及波型、來自動計算出M5、P、T等控制參數后整定結束。使手動自整定方式能獲得更準確的自整定結果

    廈門宇電AI-808PFI8L5S增強型人工智能調節器,組成獨立的電壓控制系統.自動調整保持恒定,計算機記錄電壓波動的曲線。

    AI-808PFI8L5調節器參數 V 7.0版

    代號 參數含義 設置參數 代號 參數含義 設置參數 代號 參數含義 設置參數

    dHAL 正偏差報警 0.5 Sn 輸入規格 15 ALP 報警輸出 3

    dLAL 負偏差報警 0.5 dIP 小數點 1 CF 系統功能 2

    dF 回差 0.8 dIL 輸入下限 不設 Addr 通訊地址 1~100

    CtrL 控制方式 1 dIH 輸入上限 500 bAud 波特率 9600

    M5 保持參數 自動計算 SC 平移修正 0 dL 濾波 1

    P 速率參數 自動計算 OPt 輸出方式 6 run 運行狀態 1

    t 滯后時間 自動計算 oPL 輸出下限 0 Loc 修改級別 808

    Ctl 輸出周期 1秒 opH 輸出上限 100 EP1 現場參數 dHAL

    手動自整定:

    第一步:編排程序給定值;

    第二步: 將第1段程序改最大電壓,啟動程序運行;

    第三步:按手動/自動切換A/M鍵切手動,先用手動方式進行調節調壓器,等手動調節基本穩定后,再在手動狀態下啟動自整定,按A/M鍵2秒鐘出現“At”字樣,此時儀表輸出值限制在當前手動值±10%的范圍,而不是OPL及OPH定義的范圍,從而避免了生產現場不允許電壓大幅度變化的現象。經2~3次振蕩后,顯示器停止閃動“At”字樣即可。此時自整定參數M5、P、t自動計算出控制參數。

    此外,當被控物理量反應快速時,手動自整定方式能獲得更準確的自整定效果,整個自整定過程幾十秒就結束了。

    結束語:經過部分客戶應用,反應一至良好,應用方便,改變了手工操作、手工記錄、人工監控,費事費力,造成數據失真。采用計算機監控系統真正反應了測試電機的質量特性。本系統稍加改動就可實現多種用途。

     
      
      
      
      
     
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