[實用新型]波流同步模擬裝置測控系統有效

申請號：	201220128287.2	申請日：	2012-03-30
公開（公告）號：	CN202694090U	公開（公告）日：	2013-01-23
發明（設計）人：	戚磊;崔巖;潘瓊文;芮其潔;陳趙	申請（專利權）人：	中國船舶重工集團公司第七○二研究所
主分類號：	G05B19/418	分類號：	G05B19/418
代理公司：	無錫華源專利事務所 32228	代理人：	孫力堅
地址：	214082 江蘇***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	波流同步模擬裝置測控系統
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【說明書】：

技術領域

本實用新型屬于海洋工程試驗設備領域，涉及海洋工程及港工水槽造波機測控系統，特別涉及能夠同步模擬海浪與洋流運動的波流同步模擬裝置的測控系統。

背景技術

我國從五十年代開始水池造波方面的研究工作，但到目前為止，國內自主研發的造波機仍以液壓驅動為主，而以交流伺服電機驅動的造波機鮮有成功案例。因為一個完整的造波系統，不僅包括完備的硬件設施，還包括配套的測控系統，測控系統是整個造波系統的靈魂，它直接決定了造波種類、造波效果、測控便易程度、安全性能等方面。另一方面，在真實的海洋中，不可能同時僅存在海浪一種物理現象，在海浪發生的同時，往往同時伴隨著洋流運動的發生。為了在更真實海洋狀況下進行物理模型試驗研究，需要一種能夠同步模擬海浪和洋流運動的試驗設備。

波流同步模擬裝置是一種能夠在水槽中同步模擬海浪和洋流運動的海洋工程試驗設備。波流同步模擬裝置機械結構上主要由滾珠絲桿、滑塊、造波板、機架組成。造波板寬1.2米，下端與水槽底部齊平，浸入水中。由輸入造波指令控制伺服控制器驅動交流伺服電機帶動滾珠絲杠動作，滑塊在滾珠絲杠推動下滑動，帶動造波板實施造波；由輸入造流指令控制交流變頻器驅動交流變頻電機運轉，帶動水泵實施造流。

實用新型內容

針對現有的造波控制系統實現方案及控制方面所存在的不足，以及為了能夠更加真實的模擬海洋物理現象的運動狀況以滿足試驗研究的需要，本實用新型提供一種自動化程度更高、性能更加穩定、功能更完善的波流同步模擬裝置測控系統。

本實用新型的技術方案如下：

一種波流同步模擬裝置測控系統，包括工控機、波流電氣控制柜、交流伺服電機、交流變頻電機、造波板以及水泵；所述波流電氣控制柜中含有伺服控制器與交流變頻器；工控機與伺服控制器之間通過CAN總線通訊方式相連；工控機與交流變頻器之間通過RS-485通訊方式相連；伺服控制器與交流伺服電機連接，交流伺服電機與造波板連接；交流變頻器與交流變頻電機連接，交流變頻電機與水泵連接；所述工控機通過CAN總線通訊控制伺服控制器驅動交流伺服電機帶動造波板實施造波，通過RS-485通訊控制交流變頻器驅動交流變頻電機帶動水泵實施造流。

其進一步的技術方案為：所述伺服控制器上連接有行程中位接近開關和前后極限行程開關。

其進一步的技術方案為：所述交流伺服電機通過旋轉變壓器連接伺服控制器，所述旋轉變壓器將交流伺服電機的實際數據實時反饋給伺服控制器，形成閉環控制。

其進一步的技術方案為：還包括流速儀，用于對實際流速值進行采樣記錄。

其進一步的技術方案為：還包括浪高儀，所述浪高儀通過端子板與工控機的A/D采集卡連接，用于采樣浪高數據。

其進一步的技術方案為：所述工控機與人機操作界面連接，所述人機操作界面用于輸入造波板行程及造波頻率設定值、流速及流場方向設定值；圖形顯示并記錄保存造波板實際運行軌跡和采樣波形。

本實用新型的有益技術效果是：

1、本實用新型以伺服控制器與交流變頻器為核心驅動元件，具有同步模擬海浪和洋流運動的功能。通訊方式中同時采用了CAN總線通訊與RS-485通訊，造波采用CAN總線通訊，造流采用RS-485通訊。同時，規則波啟動與不規則波啟動有互鎖功能。

2、本實用新型的人機操作界面控制系統除具有基本的波流參數輸入、啟動、停止、采樣等功能外，還具備造波板運動軌跡監控、采樣波形圖形顯示功能；具備伺服控制器和交流變頻器通訊、準備、運行、零位、流場方向、極限位置、故障報警等信號狀態監控功能。

3、本實用新型具備完善的自動尋零、零位定位以及極限位置保護功能，在造波零位采用行程中位接近開關控制定位，具有造波前自動尋零功能；在造波極限位置處采用前后極限行程開關進行限位保護。

4、本實用新型采用旋轉變壓器對交流伺服電機實際數據進行實時反饋，構成閉環位置控制，并由此監控造波板實際運動軌跡，在人機操作界面可實時圖形顯示。

5、本實用新型利用浪高儀進行浪高采樣，采樣浪高數據經由A/D采集卡輸入至工控機，在人機操作界面上圖形顯示、并記錄保存。

附圖說明