专利名称：构造变形实验装置移动操作台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及实验操作台，具体地说是一种构造变形实验装置移动操作台。
背景技术：
构造变形模拟实验是地质学家研究地质构造特征，形成及演化机制的重要手段和有效方法。目前，构造变形模拟实验大多是依据相似性三大理论，在实验室条件下，对预制的地质模型进行多期次、多维度的应力施加，配合不同的边界条件，模拟形成基本及复杂的地质断裂结构，研究地质构造的成因及演化机理，对地质构造成因进行定性及定量分析，为油气藏勘探提供模型依据。通过先导实验我们发现:操作者需往返于电气柜与操作台之间，通过控制电气控制柜实现应力的加载并不方便；多人协调操作时易发生操作不同步，引起误操作甚至设备损坏；当发生异常时无法确定故障的原因及位置，因而无法准确快速的解决问题进而影响继续操作。有鉴于此，针对上述问题，提出一种设计合理且解决了上述缺失的构造变形实验装置移动操作台。
发明内容本实用新型的目的在于提供构造变形实验装置移动操作台，是一种人性化的、可移动的、自动化的操作平台，能解决电气控制柜与构造变形实验台距离相对较远，实验人员操作不方便的问题，同时满足应力施加控制自动化及实验装置安全保护的要求。为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，构造变形实验装置移动操作台，包括主箱体、PLC主控器、可编程式触摸屏，所述PLC主控器安装于主箱体内部，所述可编程式触摸屏安装于主箱体顶部的控制面板上并且与主箱体内部的PLC主控器相连接；所述主箱体底部设置有移动滚轮。所述主箱体侧面设置有与PLC主控器相连的航空接口，所述PLC主控器通过航空接口与电气控制柜硬件接线相连。所述主箱体顶部还设置有与PLC主控器相连的操作按钮；所述操作按钮分别为:电源/急停指示操作复合按键、启动/暂停指示操作复合按键、停止/暂停指示操作复合按键、报警消音指示操作复合按键。所述PLC主控器通过AC/DC模块连接电源输入线；所述PLC主控器还连接有启动、停止及报警三个具备指示功能的控制按钮。所述移动滚轮可360度旋转并附有锁死机构。所述可编程式触摸屏内嵌于主箱体顶部的控制面板中；可编程式触摸屏内置有方便程序的下载及实现触摸屏与PLC数据资料的共享传递的串行通讯端口 RS485和USB接□。所述主箱体采用上下两端宽、中间窄的结构，方便人员腿部活动；所述主箱体高度为90cm，方便人员站立操控；主箱体顶部的控制面板倾斜角度16°，方便人员观测；所述主箱体为可拆卸结构，方便内部线路整理检修。还包括有与PLC主控器相连接的安全保护模块，包括:伺服报警模块、过载报警模块、限位报警模块、通讯异常报警模块。相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果:本实用新型重点研发了操作台移动机构，设计了基于触摸屏与PLC的智能化电气控制系统。实现了实验人员在任意工作位置对构造变形实验装置的操作，对多角度动力加载装置速度、力矩及运行位移的灵活控制，对变形系统异常情况的紧急处理及故障显示，并具备必要的安全保护机制和具有较高的自动化测控水平。构造变形实验装置移动操作台机械结构设计按照人机工学原理，整体设计为箱体结构，底部安装4个移动滚轮，并附有锁死机构，操作台下端开口安装航空插头，实现移动操作台与电气控制柜有线连接，可编程式触摸屏内嵌于控制面板，下方设置4个操作指示一体按键，其中，(O上述箱体采用上下两端宽、中间窄的结构，方便人员腿部活动；(2)上述箱体高度为90cm，方便人员站立操控；(3)上述箱体为可拆卸结构，方便内部线路整理检修；(4)上述控制面板倾斜角度16°，方便人员观测。构造变形实验装置移动操作台控制系统采用“触摸屏+PLC”方式实现，其中，触摸屏实现对实验数据信息的录入及设备运行过程的实时数据监测，通过RS485串行通信接口与主控PLC通信，完成对PLC内部寄存器及输出端口的控制；控制按钮完成触摸屏不方便实现的操作，设置启动、停止及报警三个具备指示功能的控制按钮，与PLC的IO 口相连，设置电源急停按钮与系统主电源连接，用于异常情况无法处理的紧急断电停机；主控PLC对触摸屏操作的寄存器及数据进行翻译处理，主要负责完成构造变形模拟实验装置的初始化，运行参数设置及运行状况监视；软件平台包括触摸屏软件及PLC软件，主要完成人机交互及各种功能指令的判断、执行、结束。上述构造变形实验装置移动操作台控制系统，其中，触摸屏内置有串行通讯端口RS485和USB接口，方便程序的下载及实现触摸屏与PLC数据资料的共享传递。上述构造变形实验装置移动操作台控制系统，其中，触摸屏与控制按钮为并行线路，各自单独操作，实现功能互补。上述构造变形实验装置移动操作台控制系统，其中，软件平台采用模块化设计，每一功能设置一个模块，各模块相互独立，可实现手动、自动功能的切换。构造变形实验装置移动操作台安全保护机制，包括加载位置保护、加载应力扭矩保护、异常故障处理，其中，加载位置保护由触摸屏限制数据输入范围，使操作人员无法输入范围之外的数据，并配合动力加载单元的软、硬限位共同实现；加载应力扭矩保护由触摸屏扭矩输入限制界面控制，对机械装置进行保护；异常故障处理采用分级处理、集中配置模式，由PLC控制，触摸屏显示。上述构造变形实验装置移动操作台安全保护机制，其中，运行位移、运行速度、输出扭矩根据需要进行不同设定，运行速度范围为Omm/s-1.5mm/s，输出扭矩可达20000公斤力；上述构造变形实验装置移动操作台安全保护机制，其中，异常故障报警包括:伺服报警、过载报警、限位报警、通讯异常报警。[0024]采用本构造变形装置电气控制系统移动操作台技术方案后，可以实现人员于构造变形实验中不受操控位置限制，提高人员操控的舒适度，提供手动控制与自动控制两种工作方式，实现对动力加载单元运行速度、位移及扭矩的精确控制，实现实验过程的运行指示、应急处置及安全保护，提高了整个实验系统的精确性与稳定性，为油气成藏研究进一步提供理论上的指导。
图1为本实用新型的构造变形实验装置移动操作台主视图；图2为图1的左视图；图3为构造变形实验装置移动操作台电气控制系统原理图。图中:主箱体1、航空接口 2、移动滚轮3、可编程式触摸屏4、操作按钮5、AC/DC模块7、PLC主控器8、急停按钮9、启动、暂停及报警按钮10。
具体实施方式
有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。参照附图1-3，构造变形实验装置移动操作台，包括主箱体1、PLC主控器8、可编程式触摸屏4，所述PLC主控器安装于主箱体内部，所述PLC主控器通过AC/DC模块7连接电源输入线。所述可编程式触摸屏安装于主箱体顶部并且与主箱体内部的PLC主控器相连接；所述主箱体底部设置有移动滚轮3。所述移动滚轮可360度旋转移动并附有锁死机构。操作台可以移动到实验室内任一工作位置，实现对构造变形过程的最佳监控。主箱体，用于承载操作台各种设备及通讯连接线；主箱体I为可拆卸式，便于随时布置及检查内部线路；(I)上述箱体采用上下两端宽、中间窄的结构，方便人员腿部活动；
(2)上述箱体高度为90cm，方便人员站立操控；(3)上述箱体为可拆卸结构，方便内部线路整理检修；(4)上述控制面板倾斜角度16°，方便人员观测。触摸屏，实现对实验数据信息录入及设备运行过程的实时数据监测；PLC主控器，通过与触摸屏的通信，实现构造变形过程的系统初始设置、运行参数设置及运行状况监视。所述主箱体侧面设置有与PLC主控器相连的航空接口 2，所述PLC主控器通过航空接口与电气控制柜硬件接线相连。所述主箱体顶部还设置有与PLC主控器相连的操作按钮5。操作按钮5分别为:电源/急停指示操作复合按键、启动/暂停指示操作复合按键、停止/暂停指示操作复合按键、报警消音指示操作复合按键。操作按钮完成触摸屏不能实现的动作，如自动运行模式下的启动、停止，系统电源急停等；工作人员通过操作触摸屏及按钮，实现对动力加载装置运行速度、位移、输出扭矩的控制，完成对预制地质模型进行精确的应力施加。所述可编程式触摸屏内嵌于主箱体顶部的控制面板中，提高操作界面可视性；开发触摸屏应用程序具备主菜单、系统设备选择、手动工作(同步、回零点、设软限、位移停止置零)、自动工作及故障报警等功能。参见图3，本发明的构造变形实验装置移动操作台的电气控制系统，包括触摸屏4、AC/DC模块7、PLC主控器8、急停按钮9、启动、暂停及报警按钮10，其中，[0036]1.触摸屏6实现对实验数据信息的录入及设备运行过程的实时数据监测，通过RS485串行通信接口与PLC主控器8通信，完成对PLC内部寄存器及输出端口的控制；2.启动、停止及报警三个具备指示功能的控制按钮10，与PLC的IO 口相连，设置电源急停按钮9与系统主电源连接，用于异常情况无法处理的紧急断电停机；3.PLC主控器8对触摸屏操作的寄存器及数据进行翻译处理，主要负责完成构造变形模拟实验装置的初始化，运行参数设置及运行状况监视。上述控制系统软件平台包括触摸屏软件及PLC软件，主要完成人机交互及各种功能指令的判断、执行、结束。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，非用以限定本实用新型的专利范围，其他运用本实用新型的专利精神的等效变化，均应俱属本实用新型的专利范围。
权利要求1.构造变形实验装置移动操作台，其特征在于，包括主箱体、PLC主控器、可编程式触摸屏，所述PLC主控器安装于主箱体内部，所述可编程式触摸屏安装于主箱体顶部的控制面板上并且与主箱体内部的PLC主控器相连接；所述主箱体底部设置有移动滚轮。
2.根据权利要求1所述的构造变形实验装置移动操作台，其特征在于，所述主箱体侧面设置有与PLC主控器相连的航空接口，所述PLC主控器通过航空接口与电气控制柜硬件接线相连。
3.根据权利要求1所述的构造变形实验装置移动操作台，其特征在于，所述主箱体顶部还设置有与PLC主控器相连的操作按钮；所述操作按钮分别为:电源/急停指示操作复合按键、启动/暂停指示操作复合按键、停止/暂停指示操作复合按键、报警消音指示操作复合按键。
4.根据权利要求1所述的构造变形实验装置移动操作台，其特征在于，所述PLC主控器通过AC/DC模块连接电源输入线；所述PLC主控器还连接有启动、停止及报警三个具备指示功能的控制按钮。
5.根据权利要求1所述的构造变形实验装置移动操作台，其特征在于，所述移动滚轮可360度旋转并附有锁死机构。
6.根据权利要求1所述的构造变形实验装置移动操作台，其特征在于，所述可编程式触摸屏内嵌于主箱体顶部的控制面板中；可编程式触摸屏内置有方便程序的下载及实现触摸屏与PLC数据资料的共享传递的串行通讯端口 RS485和USB接口。
7.根据权利要求1所述的构造变形实验装置移动操作台，其特征在于，所述主箱体采用上下两端宽、中间窄的结构，方便人员腿部活动；所述主箱体高度为90cm，方便人员站立操控；主箱体顶部的控制面板倾斜角度16°，方便人员观测；所述主箱体为可拆卸结构，方便内部线路整理检修。
8.根据权利要求1所述的构造变形实验装置移动操作台，其特征在于，还包括有与PLC主控器相连接的安全保护模块，包括:伺服报警模块、过载报警模块、限位报警模块、通讯异常报警模块。
专利摘要本实用新型公开了构造变形实验装置移动操作台，包括主箱体、PLC主控器、可编程式触摸屏，所述PLC主控器安装于主箱体内部，所述可编程式触摸屏安装于主箱体顶部的控制面板上并且与主箱体内部的PLC主控器相连接；所述主箱体底部设置有移动滚轮。本实用新型是一种人性化的、可移动的、自动化的操作平台，能解决电气控制柜与构造变形实验台距离相对较远，实验人员操作不方便的问题，同时满足应力施加控制自动化及实验装置安全保护的要求。
文档编号G09B25/06GK203165343SQ20132014259
公开日2013年8月28日 申请日期2013年3月27日 优先权日2013年3月27日
发明者王学军, 单亦先, 王永诗, 任旭虎, 熊伟, 向立宏, 刘克奇, 解玉宝, 刘华夏, 伍松柏, 李友强, 杨永红 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司地质科学研究院