1.一种低温轴承试验测控系统,其特征在于,包括数据采集组件、labview软件平台、plc、变频器、电机和齿轮箱;
所述数据采集组件与labview软件平台和plc连接,其用于采集低温轴承试验工艺系统的试验参数并发送给所述labview软件平台和plc;
所述labview软件平台对接收到的试验参数进行数据处理、存储和显示,所述labview软件平台还用于人机交互;
所述labview软件平台与plc连接,所述plc通过所述变频器与所述电机连接,所述电机通过所述齿轮箱与低温轴承试验工艺系统中的试验器连接;所述labview软件平台将处理后的试验参数发送给所述plc,所述plc用于对低温轴承试验工艺系统的转速、压力、温度和流量进行独立控制。
2.根据权利要求1所述的低温轴承试验测控系统,其特征在于,还包括触摸屏,所述触摸屏与plc连接。
3.根据权利要求1或2所述的低温轴承试验测控系统,其特征在于,所述数据采集组件包括数据采集卡、第一温度变送器、压力变送器、质量流量计、力传感器、流量计、第二温度变送器和第三温度变送器;
所述第一温度变送器通过温度二次仪表与所述数据采集卡和plc连接,其用于检测待测试验产品的温度;
所述压力变送器通过压力二次仪表与所述数据采集卡和plc连接,其用于检测试验器内部的压力、管路上的压力和储罐内的压力;
所述质量流量计通过质量流量二次仪表与所述数据采集卡和plc连接,其用于检测经过待测试验产品的介质的流量;
所述力传感器通过力二次仪表与所述数据采集卡和plc连接,其用于检测施加在轴承上的拉力或压力;
所述流量计与plc连接,其用于检测经过所述齿轮箱的供油量;
所述第二温度变送器与plc连接,其用于检测所述齿轮箱用润滑油的温度;
所述第三温度变送器与plc连接,其用于检测所述力传感器所在使用环境的温度;
所述数据采集组件还包括振动传感器,所述振动传感器通过振动二次仪表与所述数据采集卡和plc连接,其用于检测试验器三个方向的振动情况以及齿轮箱三个方向的振动情况。
4.根据权利要求1或2所述的低温轴承试验测控系统,其特征在于,所述labview软件平台中设置有数据处理模块、数据存储模块和人机交互界面;
所述数据处理模块对接收到的信号进行转换,转换成模拟量信号;
所述数据存储模块将数据存储成tdms数据格式的文件;
所述人机交互界面用于显示测控系统中当前的检测值和设备状态。
5.根据权利要求3所述的低温轴承试验测控系统,其特征在于,所述plc中设置有主控模块、初始化子模块、通讯子模块、转速控制子模块、储罐压力控制子模块、流量控制子模块、试验器压力控制子模块、轴承载荷控制子模块、温度控制子模块、连锁和互锁控制子模块、报警子模块以及急停控制子模块,所述主控模块负责程序的执行和控制子模块的调用,采用顺序控制;根据判断条件,调用不同的控制子模块,控制子模块的程序执行完成后,返回主控模块继续执行。
6.根据权利要求5所述的低温轴承试验测控系统,其特征在于,所述plc中还设置有选择模块,所述选择模块用于选择从labview软件平台获取各传感器的检测数据或者从所述数据组件获取检测数据;所述labview软件平台优先将获取的各传感器的检测数据发送给所述plc。
7.根据权利要求5所述的低温轴承试验测控系统,其特征在于,所述转速控制子模块的控制过程为:
设定电机的转速;
通过电机上的编码器获取电机的实际转速;
将电机的实际转速与电机的设定转速作差;
将转速差值作为pid算法的输入,通过pid算法调节变频器的输出频率和电压,以调节电机的实际转速,直至电机的实际转速与电机的设定转速的误差达到变频器的控制精度。
8.根据权利要求5所述的低温轴承试验测控系统,其特征在于,所述储罐压力控制子模块的控制过程为:
设定储罐的压力;
通过压力变送器获取储罐内的实际压力;
将储罐内的实际压力与储罐的设定压力进行比较,如果储罐内的实际压力小于储罐的设定压力,则控制打开储罐上的增压阀,关闭储罐上的放空阀;如果储罐内的实际压力大于或等于储罐的设定压力,则控制打开储罐上的放空阀,关闭储罐上的增压阀;
所述试验器压力控制子模块的控制过程为:
设定试验器内部的压力;
通过压力变送器;获取试验器内部的实际压力;
将试验器内部的实际压力与试验器内部的设定压力进行比较,如果试验器内部的实际压力小于试验器内部的设定压力,则控制打开储罐上的增压阀,关闭储罐上的放空阀;如果试验器内部的实际压力大于或等于试验器内部的设定压力,则控制打开储罐上的放空阀,关闭储罐上的增压阀。
9.根据权利要求5所述的低温轴承试验测控系统,其特征在于,所述流量控制子模块的控制过程为:
设定进入试验器内部的低温介质的流量值;
通过流量计;获取进入试验器内部的低温介质的流量实际值;
将进入试验器内部的低温介质的流量设定值与流量实际值作差;
将流量差值作为pid算法的输入,通过pid算法控制试验器输入管路上调节阀的开度,直到流量差值满足预设的控制要求时,保持当前的流量实际值输出。
10.根据权利要求5所述的低温轴承试验测控系统,其特征在于,所述轴承载荷控制子模块的控制过程为:
设定施加在试验产品上的载荷力;
通过力传感器获取试验产品上的实际载荷力;
将试验产品上的实际载荷力与试验产品上的设定载荷力作差;
将载荷力差值作为pid算法的输入,通过pid算法调整减压调节阀的开度,以调整试验产品上所施加的载荷力,直至载荷力差值达到减压调节阀的控制精度,保持当前的实际载荷力输出。
11.根据权利要求5所述的低温轴承试验测控系统,其特征在于,所述温度控制子模块的控制过程包括:
根据力传感器的温度使用范围,设定力传感器的温度使用值;
通过第三温度变送器;获取力传感器的温度实际使用值;
将力传感器的温度实际使用值与力传感器的温度设定使用值进行比较,如果力传感器的温度实际使用值小于力传感器的温度设定使用值,则控制加热带启动加热;如果力传感器的温度实际使用值大于或等于力传感器的温度设定使用值,则控制加热带停止加热;
所述温度控制子模块的控制过程还包括:
设定齿轮箱中润滑油的温度范围;
通过第二温度变送器获取齿轮箱中润滑油的实际温度;
将齿轮箱中润滑油的实际温度与齿轮箱中润滑油的设定温度范围进行比较,如果齿轮箱中润滑油的实际温度小于齿轮箱中润滑油的设定温度范围中的温度最小值,则控制启动齿轮箱中设置的加热棒启动加热;如果轮箱中润滑油的实际温度大于齿轮箱中润滑油的设定温度范围中的温度最大值,则控制齿轮箱处设置的热交换器启动冷却,以降低油温。