传感器

电力杆塔试验载荷测控系统

ainet.cn   2009年04月07日

  电力高压/超高压输电杆塔试验,主要是模拟电力杆塔受力的各种工况,以及在各工况下的应变情况,特别是杆塔获取破坏前的各种数据。杆塔试验的结果,可以用来验证设计的正确性、可靠性,也对以后的杆塔设计提供重要参考。
  一.主要功能
  1.传感器标定
  每次试验前,对使用的力传感器进行检查、标定,计算生成传感器误差修正表,供试验时测量系统对采集的载荷力数据进行实时的非线性校正使用。每次校验完打印出传感器标定报表。
  2.载荷伺服控制
  在进行杆、塔载荷试验过程中,可按试验规范要求,配置生成各种试验工况与载荷谱,并据此对各个载荷伺服通道进行实时的控制,使各个受力点的载荷值按预定的载荷谱曲线均匀、平稳地分级改变;当稳定在某一级时,自动打印各路载荷值,以记录加载的全过程。
  当出现载荷超限等故障情况时,控制闭锁阀锁定油缸,并发出声光报警信号,提醒试验人员及时处理,以保障系统与被测对象的安全。
  3.破坏性试验的控制与数据采集
  在进行破坏性试验时,对杆塔逐渐加载直至其发生断裂倒塌,对破坏过程进行快速的数据采集与记录,确保获取最大瞬态载荷数据。
  二.杆塔试验载荷测控系统构成
  载荷伺服控制系统的硬件结构框图如图1所示:

图1 测控系统结构图

  三.上位计算机的功能
   1.对各种杆塔试验的工况进行管理。可以察看、打印历史数据。
   2.传感器标定过程中,当标定力值稳定后,按照口令启动数据采集,记录传感器输出信号值,生成相对于标准力值的误差校正表。
   3.在试验前以填表方式设定各通道所用传感器的参数,最大载荷,加载方式等等,生成试验加载自动程序。试验过程中实时下装各通道加载值,显示当前力值,并可随机进行人工干预:通过暂停、闭锁、单路调节加载过程,排除故障,待系统稳定后从中断处继续执行,或返回起始状态。
   4.当试验过程中发生越限报警情况时,自动发出指令,通过E1442A数字量输出模块控制闭锁阀锁定载荷,避免事故发生。
   5.可以回放杆塔断裂前的数据曲线。
   6.试验完,形成完整的归档数据,并打印出试验报表。
   四.关键部件性能指标
   1.算法闭环控制器模块E1415A,其主要性能指标见表1:

VXI特性
尺寸 C
插槽 1
VXI设备类型 寄存器基
详细说明
A/D、D/A分辩率 16位
输入输出总通道数 64
最大采样速率 56kSa/s
测量精度 典型值±0.01%
控制算法 PID

  系统内配置了两块E1415A算法闭环控制器模块(可以根据需要扩展),每块内安装4片E1501A ,8通道直通式SCP和4片E1531A 8通道电压输出SCP,分别组成32个闭环PID控制回路。
  E1415A算法闭环控制器模块是采用了高速数字处理器DSP的智能化模块,可以自主按照预先设定的周期(最小可达10mS),自动采集各通道力值,与上位机下载的载荷设定值相比较,按照智能积分式PI算法计算、输出控制电压值;从而改变伺服阀的开度,控制液压油缸的拉力,保证在试验过程中准确、均衡、平稳地逐级加载。当载荷值偏离设定值过大时,能够产生报警中断信号。
  每一个模块内各有一个FIFO缓冲存储器,可以存储65024个数,可以用于保存32个通道约10秒内的采集数据。
  2.64路继电器输出模块E1442A,用以控制闭锁阀,其主要性能指标见表2:

VXI特性
尺寸 C
插槽 1
VXI设备类型 寄存器基
详细说明
通道数 64
最大功率/每个 DC 40W/AC 40VA
个最大电流(非感性) 1A
总动作时间 13ms

  本系统在国家电力研究院的杆塔试验基地已经安全、稳定、可靠的运行了四年多时间,为我国输电杆塔的各种工况试验提供了坚实的保障。
  电力杆干塔试验控制系统的软、硬件平台是基于框架式的结构,通用性比较强。改变传感器的类型,并相应的改变信号调理部分,可以适应多种不同的输入信号。比如,将传器改为温度传感器,在大型发动机的热试验中可以应用。其控制原理和方法还可应用于船舶、航空、航天等大型发动机的热试验控制系统。
  北京航天测控技术开发公司以通用测控产品为主,主要有六大类:基础测试测量仪器,包括16大类230余种的VXI/PXI/LXI/CPCI/CAN/GPIB总线系列化仪器模块及信号调理模块;软件及信息化产品,包括虚拟仪器测试开发环境和远程分布式测试与故障诊断系统;通用测试系统,包括“广灵通”通用测试平台及其系列产品;测试与维修保障系统,包括“华佗”电子设备电路板维修测试与诊断系统及其系列产品和装备维修测试与诊断系统;自动化控制系统,包括遥测遥控及工业自动化等系统产品;测试系统辅助配套产品。同时公司还可以根据用户的具体需求,提供ATE/ATS、DCS/FCS的系统集成、方案设计、技术咨询、软件开发、结构设计以及远程信息化测试、测试/诊断程序开发及技术培训与维护等服务。

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标签:电力杆塔 测控系统 工业自动化 我要反馈 
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