開發(fā)了一種基于LabVIEW軟件開發(fā)的大功率風(fēng)電機組增速箱軸承試驗機測控系統(tǒng)。系統(tǒng)主要用于模擬實際工況，進行軸承可靠性分析，以優(yōu)化風(fēng)電機組的性能和可靠性。通過高度自動化的測控系統(tǒng)，實現(xiàn)了對試驗機的精確控制，包括速度、振動、溫度和壓力等多參數(shù)的采集和顯示，提高了試驗效率和安全性。

項目背景

隨著全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，風(fēng)電作為清潔能源的重要組成部分，其發(fā)展尤為迅速。特別是海上風(fēng)電因其較大的單機容量和更接近負(fù)荷中心的地理優(yōu)勢，成為了新能源開發(fā)的主戰(zhàn)場。在此背景下，增速箱軸承作為連接風(fēng)力葉輪和發(fā)電機的關(guān)鍵部件，其可靠性直接關(guān)系到整個發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

系統(tǒng)組成與技術(shù)實現(xiàn)

系統(tǒng)的硬件主要包括工控機（上位機）和SIMATIC?S7-1200系列PLC（下位機），通過Profinet總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，確保了系統(tǒng)的高速響應(yīng)和穩(wěn)定性。系統(tǒng)軟件架構(gòu)基于LabVIEW平臺，利用其強大的數(shù)據(jù)處理和用戶界面設(shè)計功能，實現(xiàn)了一個直觀、易操作的人機界面。

硬件選擇理由：

工控機：選擇高性能工控機作為上位機，可以處理大量數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)處理速度和穩(wěn)定性。

PLC：選擇SIMATIC?S7-1200系列是因為其高可靠性和優(yōu)異的實時性，適合工業(yè)控制環(huán)境。

傳感器和執(zhí)行器：采用高精度的傳感器（如力諾天晟公司的拉壓力傳感器和溫度傳感器）和執(zhí)行器確保了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)的響應(yīng)能力。

軟件體系結(jié)構(gòu)與特點：

實時數(shù)據(jù)處理：LabVIEW提供實時數(shù)據(jù)采集和處理能力，能夠處理來自不同傳感器的多種參數(shù)。

用戶界面：界面友好，操作簡單，為操作員提供了直觀的控制和監(jiān)視功能。

異常處理和安全保護：系統(tǒng)具備異常報警和自動保護功能，能在各種異常情況下及時響應(yīng)，保證試驗安全。

工作原理

系統(tǒng)的工作流程包括多個環(huán)節(jié)：初始化設(shè)置、參數(shù)配置、實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄和異常處理。每個環(huán)節(jié)都通過精心設(shè)計，確保整個測試過程的精度和可靠性。

初始化和參數(shù)配置：操作員通過界面輸入試驗參數(shù)，系統(tǒng)根據(jù)這些參數(shù)調(diào)整控制策略。

實時監(jiān)控與控制：系統(tǒng)通過傳感器實時監(jiān)控軸承的溫度、振動、載荷等關(guān)鍵參數(shù)，并根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值自動調(diào)整操作條件，如液壓加載、轉(zhuǎn)速等。

數(shù)據(jù)采集與處理：所有實時數(shù)據(jù)被捕獲并通過LabVIEW的數(shù)據(jù)處理模塊進行分析，結(jié)果實時顯示在界面上，同時保存為歷史記錄以便后續(xù)分析。

安全與異常處理：系統(tǒng)能自動檢測潛在的異常狀態(tài)，如超溫或振動過大，并能自動執(zhí)行保護措施，如停機或報警，以防設(shè)備損壞。

系統(tǒng)性能指標(biāo)

在滿足系統(tǒng)的基本要求之外，對硬件進行了類似型號的替換以適應(yīng)不斷更新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和市場供應(yīng)情況，確保系統(tǒng)的長期可維護性和升級能力。通過嚴(yán)格的性能測試，該系統(tǒng)證明能夠連續(xù)運行并完成設(shè)定的長時期試驗，具備高可靠性和穩(wěn)定性，滿足了高標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)應(yīng)用需求。

軟件與硬件的協(xié)同

LabVIEW軟件與PLC的緊密整合，使得從傳感器到執(zhí)行器的每一步操作都能精確控制。軟件編程利用LabVIEW的圖形編程優(yōu)勢，簡化了復(fù)雜邏輯的實現(xiàn)，使得系統(tǒng)的維護和升級更為方便。通過這種方式，不僅實現(xiàn)了系統(tǒng)功能的高度自動化，而且提高了操作的安全性和可靠性。