[发明专利]一种基于物联网风电主轴加工的智能测控系统及测控方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电机技术领域，具体涉及风力发电机中主轴的加工，即是一种基于物联网风电主轴加工的智能测控系统及其测控方法。

背景技术

风电作为全球发电的新技术，是未来最有可能降低风电发电成本的新技术，成为全球备受关注的一个热点。对于大型海上风电设备来说，风电机组的轻量化和长寿命成为研究的技术难点。目前国内缺乏成熟的大功率海上风电机组设备，基本上以引进技术为主，且未完全消化吸收。

大功率风电机组主轴的新加工工艺，是主轴加工的先进核心技术，可以解决目前国内大功率（5MW、6MW）机组国产化的难点，抓住世界风电市场发展的历史机遇，有效抢占欧洲市场，促进经济发展。同时，对大功率风电机组核心产品的设计理念和制造技术的提升有很好的借鉴作用，并且可以实现相近轴类部件的技术变革，对于节能减排、降低加工成本、延长使用寿命、保证运行安全等方面都具有重要的意义。

大功率风电机组主轴加工的自动化控制技术，长期以来一直受到本领域技术人员的关注，特别是锻造加热过程的自动化控制技术长期以来没有得到很好的解决。目前，大功率风电机组主轴加工中的锻造前的加热过程控制大多是有人工凭借经验予以控制，由于大功率风电机组主轴体积大，且重量很重，加热温度又很高，很难对其实现精准的自动化控制。因此会直接影响大功率风电机组主轴的加工质量，而且加工环境也非常恶劣。所以有必要对现有大功率风电机组主轴加工过程进行自动化控制方面的改造。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种构造简单、操作方便、自动化程度高、可提高风电主轴的加工质量、减轻劳动强度、改善工作环境，降低生产成本的一种基于物联网风电主轴加工的智能测控系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种基于物联网风电主轴加工的智能测控系统，所述系统包括相互之间电连接的数据采集单元、数据传输单元、数据检测诊断单元、数据处理单元和控制执行单元；

数据采集单元，用于采集风电主轴锻造、一次热处理、机加工、二次热处理、表面喷涂过程的相关数据，所述数据包括风电主轴原材料中氮、氢、氧、硅含量的数据，风电主轴锻造前在加热炉内的加热温度、加热时间、加热炉内燃气供应量数据，风电主轴锻造后三坐标检测数据，风电主轴锻造后进行一次热处理时电加热炉炉内温度、加热时间、加热电功率及一次热处理用冷却介质温度的数据，一次热处理后粗机加工前后的探伤数据、粗机加工后的三坐标检测数据，粗机加工后二次热处理时电加热炉炉内温度、加热时间、加热电功率及二次热处理用冷却介质温度的数据，二次热处理及精机加工后的三坐标检测数据和探伤数据，以及表面喷涂工艺中的环境的温度、压力、送风量、排风量，喷枪的喷嘴角度、喷涂速度数据，数据采集单元将采集到的数据通过数据传输单元传送给数据处理单元；

数据传输单元，用于各单元之间的数据传送，同时还用于将各类数据传送到广域网和局域网，并通过以太网与子系统双向链接；

数据检测诊断单元，用于接收经数据处理单元处理后的采集数据并将其与存储单元内存储的数据和/或设定的预定目标控制数据进行比较，然后将比较结果再传送给数据处理单元中的控制器；

数据处理单元，用于将数据采集单元采集到的数据进行模数转换处理，并将处理后的数据传送给数据检测诊断单元，然后再接收数据检测诊断单元传回的比较结果数据，数据处理单元中的控制器依据比较得出判断执行指令，控制器将判断执行指令通过数模转换器转换后再通过数据传输单元传送给控制执行单元；

控制执行单元，用于将控制器发出的判断执行指令通过数据传输单元传送给驱动器件执行相应的控制任务。

为了能够实时采集到风电主轴加工过程中各项所需要的技术参数，优选的技术方案是，所述数据采集单元中包括有温度检测模块、氮氢氧检测模块、光谱检测模块、超声脉冲探伤检测模块、磁粉检测模块、三坐标检测模块和时钟模块，各检测模块和时钟模块通过数据线与数据采集单元中的接线端口连接。

为了能够实时采集到风电主轴加工过程中各项所需要的技术参数，进一步优选的技术方案是，所述光谱检测模块为光谱检测仪包括基座、发射器、探测器及光谱检测器，所述发射器、探测器及光谱检测器均安装于所述基座上，所述样品置于所述光谱检测器内，所述发射器发射电磁波，所述电磁波进入所述光谱检测器并在所述样品表面反射或透射后从所述光谱检测器出射，出射后的电磁波被所述探测器接收以检测所述样品的反射光谱或透射光谱。