本發(fā)明涉及軸承試驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)，特別是關(guān)于全自動(dòng)軸承試驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著人們對軸承研究的不斷深入，疲勞壽命及其可靠性作為軸承最重要的性能，已引起各軸承生產(chǎn)單位及相關(guān)用戶的廣泛關(guān)注。隨著科技的迅猛發(fā)展，軸承試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)也與時(shí)俱進(jìn)，并呈現(xiàn)出自動(dòng)化、智能化、個(gè)性化的發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)的軸承試驗(yàn)機(jī)依靠手動(dòng)加載、手動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)速，這種方法無法滿足復(fù)雜的試驗(yàn)要求，無法按照載荷譜和轉(zhuǎn)速譜自動(dòng)運(yùn)行，已不能滿足當(dāng)前生產(chǎn)和科研發(fā)展的需要。所以新開發(fā)的軸承壽命試驗(yàn)機(jī)均不同程度地采用自動(dòng)化技術(shù)來解決這一問題。智能化和網(wǎng)絡(luò)化是自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展，可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定轉(zhuǎn)速譜、載荷譜等以滿足試驗(yàn)要求，將試驗(yàn)室所有試驗(yàn)機(jī)通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制，以達(dá)到多快好省的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供全自動(dòng)軸承試驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)，將軸承檢測試驗(yàn)理論與計(jì)算機(jī)測控技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)軸承試驗(yàn)自動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：全自動(dòng)軸承試驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)，包括軸承試驗(yàn)機(jī)、下位機(jī)、上位機(jī)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、無線網(wǎng)絡(luò)、控制軟件所構(gòu)成，系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，下位機(jī)檢測振動(dòng)、溫度、載荷、轉(zhuǎn)速，閉環(huán)控制載荷和轉(zhuǎn)速，各種不同類型的軸承試驗(yàn)機(jī)由下位機(jī)控制變換試驗(yàn)條件和檢測各種參數(shù)，聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一控制，上位機(jī)載入試驗(yàn)方案控制試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行全自動(dòng)試驗(yàn)，自動(dòng)變載變速、自動(dòng)記錄、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)停機(jī)，通過無線網(wǎng)絡(luò)在控制室內(nèi)進(jìn)行監(jiān)控，全部試驗(yàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中；

所述的無線網(wǎng)絡(luò)是基于TCP/IP協(xié)議，將下位機(jī)、上位機(jī)、服務(wù)器以及參與控制的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，通過無線網(wǎng)卡、無線路由器無線聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)控制室自動(dòng)控制；

所述的下位機(jī)由工業(yè)計(jì)算機(jī)、A/D采集卡、D/A控制卡、I/O控制卡、無線網(wǎng)卡、高速同步振動(dòng)信號(hào)采集卡、振動(dòng)傳感器、溫度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、變頻器、載荷控制系統(tǒng)組成，A/D卡測量軸承溫度、載荷、轉(zhuǎn)速；D/A控制卡控制軸承載荷、轉(zhuǎn)速；振動(dòng)采集卡測量軸承振動(dòng)加速度有效值、峰值、峰值因子、峭度；I/O卡控制試驗(yàn)機(jī)潤滑、液壓、電機(jī)、加載、轉(zhuǎn)向等，同時(shí)接收軸承試驗(yàn)機(jī)發(fā)送給計(jì)算機(jī)的各種報(bào)警信號(hào)；

所述的上位機(jī)由若干臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成，其中1臺(tái)作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，其它的作為控制用上位機(jī)，所有功能靠軟件來實(shí)現(xiàn)；

所述的控制軟件用VB設(shè)計(jì)，由上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)程序、下位機(jī)測控系統(tǒng)程序、網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)程序、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)程序組成，整個(gè)系統(tǒng)由以上各系統(tǒng)程序貫穿，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)群控，下位機(jī)測控，網(wǎng)絡(luò)通訊，數(shù)據(jù)管理的功能。

所述的軸承試驗(yàn)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制采用變頻調(diào)速閉環(huán)控制方法，下位機(jī)通過D/A控制卡向變頻器輸出模擬量（0~20mA），控制變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速，測速系統(tǒng)通過A/D采集卡向下位機(jī)回饋實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，下位機(jī)通過回饋轉(zhuǎn)速來調(diào)整輸出模擬量，以此形成轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)，電機(jī)正反轉(zhuǎn)以及變頻器啟停由下位機(jī)中的I/O卡輸出開關(guān)量進(jìn)行控制，變頻器報(bào)警由變頻器通過I/O卡輸入給下位機(jī)。

所述的軸承試驗(yàn)機(jī)的載荷控制采用比例調(diào)壓閥、壓力傳感器、閉環(huán)控制方法，保證載荷穩(wěn)定可調(diào)，下位機(jī)通過D/A控制卡向比例調(diào)壓閥輸出模擬量（0~20mA），控制液壓油缸輸出壓力，液壓泵站上的壓力傳感器通過A/D采集卡向下位機(jī)回饋實(shí)時(shí)載荷，下位機(jī)通過回饋載荷來調(diào)整輸出模擬量，以此形成載荷閉環(huán)控制系統(tǒng)，液壓站油泵啟停以及徑向軸向油缸進(jìn)退動(dòng)作均由下位機(jī)中的I/O卡輸出開關(guān)量進(jìn)行控制，液壓系統(tǒng)各種報(bào)警信號(hào)通過I/O卡輸入給下位機(jī)。

本發(fā)明的有益效果是：提高軸承試驗(yàn)室檢測試驗(yàn)?zāi)芰Γ峁└叨说妮S承檢測試驗(yàn)平臺(tái)；實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化全自動(dòng)軸承試驗(yàn)監(jiān)控，所有試驗(yàn)機(jī)聯(lián)網(wǎng)集中監(jiān)控管理，實(shí)現(xiàn)軸承試驗(yàn)自動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)架構(gòu)圖；

附圖2為本發(fā)明實(shí)施例的通訊系統(tǒng)圖；

附圖3為本發(fā)明實(shí)施例的下位機(jī)系統(tǒng)圖；

附圖4為本發(fā)明實(shí)施例的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制圖；

附圖5為本發(fā)明實(shí)施例的載荷閉環(huán)控制圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步地說明。

全自動(dòng)軸承試驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)，包括軸承試驗(yàn)機(jī)、下位機(jī)、上位機(jī)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、無線網(wǎng)絡(luò)、控制軟件所構(gòu)成；

全自動(dòng)軸承試驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，下位機(jī)檢測振動(dòng)、溫度、載荷、轉(zhuǎn)速，閉環(huán)控制載荷和轉(zhuǎn)速，各種不同類型的軸承試驗(yàn)機(jī)由下位機(jī)控制變換試驗(yàn)條件和檢測各種參數(shù)，聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一控制，上位機(jī)載入試驗(yàn)方案控制試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行全自動(dòng)試驗(yàn)，自動(dòng)變載變速、自動(dòng)記錄、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)停機(jī)，通過網(wǎng)絡(luò)在控制室內(nèi)進(jìn)行監(jiān)控；系統(tǒng)整體架構(gòu)見附圖1。

所述的無線網(wǎng)絡(luò)是基于TCP/IP協(xié)議，將下位機(jī)、上位機(jī)、服務(wù)器以及參與控制的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，通過無線網(wǎng)卡，無線路由等器件無線聯(lián)網(wǎng)（見附圖2），通過無線聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)控制室全方位自動(dòng)控制，通過網(wǎng)絡(luò)查看到試驗(yàn)室各試驗(yàn)機(jī)的當(dāng)前試驗(yàn)情況及歷史試驗(yàn)情況。

所述的下位機(jī)由工業(yè)計(jì)算機(jī)、A/D采集卡、D/A控制卡、I/O控制卡、無線網(wǎng)卡、高速同步振動(dòng)信號(hào)采集卡、振動(dòng)傳感器、溫度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、變頻器、載荷控制系統(tǒng)組成（見附圖3）。A/D卡測量軸承溫度、載荷、轉(zhuǎn)速；D/A控制卡控制軸承載荷、轉(zhuǎn)速；振動(dòng)采集卡測量軸承振動(dòng)加速度有效值、峰值、峰值因子、峭度；I/O卡控制試驗(yàn)機(jī)潤滑、液壓、電機(jī)、加載、轉(zhuǎn)向等，同時(shí)接收試驗(yàn)機(jī)發(fā)送給計(jì)算機(jī)的各種報(bào)警信號(hào)。

其軟硬件相結(jié)合實(shí)現(xiàn)如下功能：

1）按照上位機(jī)設(shè)定的方案自動(dòng)變載變速運(yùn)行，自動(dòng)通訊，自動(dòng)報(bào)警，自動(dòng)停止。

2）振動(dòng)加速度檢測，實(shí)時(shí)顯示動(dòng)態(tài)波形、振動(dòng)有效值、峰值、峰值因子、峭度。

3）溫度檢測，實(shí)時(shí)顯示曲線、測量值。

4）具有斷點(diǎn)繼續(xù)功能，試驗(yàn)機(jī)異常停止再開機(jī)可以從斷點(diǎn)繼續(xù)試驗(yàn)，數(shù)據(jù)完整保存。

5）轉(zhuǎn)速、壓力閉環(huán)控制。

6）查看振動(dòng)、溫度趨勢圖。

7）支持上位機(jī)遠(yuǎn)程控制，也支持本機(jī)操作。

所述的上位機(jī)由若干臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制（具體數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需要增減），其中1臺(tái)作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，另外的作為控制用上位機(jī)，所有功能靠軟件開發(fā)來實(shí)現(xiàn)。

具有如下功能：

1）自動(dòng)和手動(dòng)控制試驗(yàn)機(jī)動(dòng)作；

自動(dòng)—制定并且載入試驗(yàn)方案控制試驗(yàn)機(jī)按照設(shè)定方案運(yùn)行；

手動(dòng)—點(diǎn)擊軟件控制按鈕控制試驗(yàn)機(jī)動(dòng)作（可用于調(diào)試）；

2）實(shí)時(shí)獲取下位機(jī)實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控振動(dòng)、溫度、載荷、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，可同時(shí)顯示各下位機(jī)的振動(dòng)波形，溫度曲線等；

3）實(shí)時(shí)監(jiān)控試驗(yàn)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)狀態(tài)發(fā)出相應(yīng)控制指令；

4）設(shè)定各下位機(jī)檢測標(biāo)準(zhǔn)和報(bào)警門限；

5）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)維護(hù)等功能；

6）對任意一臺(tái)下位計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程完全控制。

所述的控制軟件用VB設(shè)計(jì)，由上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)程序、下位機(jī)測控系統(tǒng)程序、網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)程序、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)程序組成，整個(gè)系統(tǒng)由以上各系統(tǒng)程序貫穿，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)群控，下位機(jī)測控，網(wǎng)絡(luò)通訊，數(shù)據(jù)管理等功能。具體每部分功能如下：

1）上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)程序：方案編制，方案載入，各門限及參數(shù)設(shè)定，每一臺(tái)下位機(jī)的實(shí)時(shí)波形和數(shù)據(jù)顯示，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)送下位機(jī)指令，接收下位機(jī)狀態(tài)信號(hào)。

2）下位機(jī)測控系統(tǒng)程序：按照試驗(yàn)方案中的載荷譜和轉(zhuǎn)速譜自動(dòng)變載變速，檢測振動(dòng)、溫度、轉(zhuǎn)速、載荷，發(fā)送數(shù)據(jù)和狀態(tài)信號(hào)，提供自動(dòng)和手動(dòng)運(yùn)行模式等。

3）網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)程序：按照通訊協(xié)議讓整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通訊，傳遞數(shù)據(jù)和指令信號(hào)。

4）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)程序：存儲(chǔ)試驗(yàn)方案和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為上下位機(jī)傳遞數(shù)據(jù)，提供查詢、刪除、備份、恢復(fù)等數(shù)據(jù)操作功能。

所述的軸承試驗(yàn)機(jī)轉(zhuǎn)速采用變頻調(diào)速閉環(huán)控制方法，下位機(jī)通過D/A控制卡向變頻器輸出模擬量（0～20mA），控制變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速，測速系統(tǒng)通過A/D采集卡向下位機(jī)回饋實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，下位機(jī)通過回饋轉(zhuǎn)速來調(diào)整輸出模擬量，以此形成轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)（見附圖4），電機(jī)正反轉(zhuǎn)以及變頻器啟停由下位機(jī)中的I/O卡輸出開關(guān)量進(jìn)行控制，變頻器報(bào)警由變頻器通過I/O卡輸入給下位機(jī)。

所述的軸承試驗(yàn)機(jī)的載荷控制采用比例調(diào)壓閥、壓力傳感器、閉環(huán)控制方法，保證載荷穩(wěn)定可調(diào)，下位機(jī)通過D/A控制卡向比例調(diào)壓閥輸出模擬量（0～20mA），控制液壓油缸輸出壓力，液壓泵站上的壓力傳感器通過A/D采集卡向下位機(jī)回饋實(shí)時(shí)載荷，下位機(jī)通過回饋載荷來調(diào)整輸出模擬量，以此形成載荷閉環(huán)控制系統(tǒng)（見下圖5），液壓站油泵啟停以及徑向軸向油缸進(jìn)退動(dòng)作均由計(jì)算機(jī)中的I/O卡輸出開關(guān)量進(jìn)行控制，液壓系統(tǒng)各種報(bào)警信號(hào)通過I/O卡輸入給計(jì)算機(jī)。

全自動(dòng)軸承試驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)將軸承檢測試驗(yàn)理論與計(jì)算機(jī)測控技術(shù)相結(jié)合，該系統(tǒng)提高軸承試驗(yàn)室檢測試驗(yàn)?zāi)芰Γ峁└叨说妮S承檢測試驗(yàn)平臺(tái)；實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化全自動(dòng)軸承試驗(yàn)監(jiān)控，所有試驗(yàn)機(jī)聯(lián)網(wǎng)集中監(jiān)控管理，實(shí)現(xiàn)軸承試驗(yàn)自動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。