[發明專利]一種風電主軸的燃氣加熱鍛造控制系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201710238843.9
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN106919199A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 楊春;張洪;王飛波;趙澄東;趙建興
• 申請（專利權）人: 江陰振宏重型鍛造有限公司;江南大學
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19
• 代理公司: 江陰大田知識產權代理事務所(普通合伙)32247
• 代理人: 王明亮

技術領域

本發明涉及風力發電機技術領域，具體涉及風力發電機中主軸的加工，即是一種風電主軸的燃氣加熱鍛造控制系統及其控制方法。

背景技術

風電作為全球發電的新技術，是未來最有可能降低風電發電成本的新技術，成為全球備受關注的一個熱點。對于大型海上風電設備來說，風電機組的輕量化和長壽命成為研究的技術難點。目前國內缺乏成熟的大功率海上風電機組設備，基本上以引進技術為主，且未完全消化吸收。

大功率風電機組主軸的新加工工藝，是主軸加工的先進核心技術，可以解決目前國內大功率（5MW、6MW）機組國產化的難點，抓住世界風電市場發展的歷史機遇，有效搶占歐洲市場，促進經濟發展。同時，對大功率風電機組核心產品的設計理念和制造技術的提升有很好的借鑒作用，并且可以實現相近軸類部件的技術變革，對于節能減排、降低加工成本、延長使用壽命、保證運行安全等方面都具有重要的意義。

大功率風電機組主軸加工的自動化控制技術，長期以來一直受到本領域技術人員的關注，特別是鍛造加熱過程的自動化控制技術長期以來沒有得到很好的解決。目前，大功率風電機組主軸加工中的鍛造前的加熱過程控制大多是有人工憑借經驗予以控制，由于大功率風電機組主軸體積大，且重量很重，加熱溫度又很高，很難對其實現精準的自動化控制。因此會直接影響大功率風電機組主軸的加工質量，而且加工環境也非常惡劣。所以有必要對現有大功率風電機組主軸加工過程進行自動化控制方面的改造。

發明內容

本發明的目的在于，克服現有技術中存在的缺陷，提供構造簡單、操作方便、自動化程度高、可提高風電主軸的加工質量、減輕勞動強度、改善工作環境，降低生產成本的風電主軸的燃氣加熱鍛造控制系統。

為實現上述目的，本發明的技術方案是設計一種風電主軸的燃氣加熱鍛造控制系統，所述系統包括相互電連接的數據采集模塊、數據傳輸模塊、數據處理模塊、上位機和執行模塊；

數據采集模塊，用于采集鍛造加熱爐內的加熱溫度數據、加熱時間數據、加熱用燃氣供給量數據、氧氣含量數據、加熱爐內的鼓風壓力數據，并將采集到的數據通過數據傳輸模塊傳送給數據處理模塊；

數據傳輸模塊，用于各模塊及上位機之間的數據傳輸；

數據處理模塊，用于接收數據傳輸模塊傳來的采集數據，并將數據采集模塊采集到的模擬信號數據轉換為數字信號數據，然后與存儲單元內的設定值或外部輸入的設定數據進行比較，數據傳輸模塊中的控制器依據比較結構發出控制指令，控制指令通過數模轉換后由數據傳輸模塊傳送給執行模塊；

執行模塊，用于將數據處理模塊發出的控制指令傳送給控制執行器件，用以完成對風電主軸在鍛造前進行燃氣加熱過程的控制；

上位機，用于遠程監測及控制鍛造加熱過程，并用于輸入設定的控制數據。

為了便于實時監測風電主軸在加熱爐內的加熱溫度、加熱時間，以及加熱爐內氧氣的含量，其中優選的技術方案是，所述加熱溫度數據的采集選用紅外溫度檢測傳感器，加熱時間數據的采集采用電子時鐘芯片，氧氣含量數據的采集通過紅外檢測器測定氧含量。

為了便于實時監測風電主軸在加熱爐內的加熱爐燃氣供給量、氧氣或空氣的供給量，以便于控制空燃比，優選的技術方案還有，所述加熱用燃氣供給量數據的采用電子流量計，加熱爐內的鼓風壓力數據的采集采用氣壓傳感器。

為了便于將數據在各個模塊之間的通暢傳送，優選的技術方案還有，所述數據傳輸模塊為端部設與接線端口的數據線和/或線路板，或為無線通信模塊。

為了便于實現對風電主軸加熱過程的自動化控制，同時達到結構簡單、控制靈活、便捷、控制成本低廉，優選的技術方案還有，所述數據處理模塊為PLC控制器，或為單片機，或為計算機終端。

為了便于將控制指令傳送到執行器件，以完成對于燃氣加熱爐的實際控制，優選的技術方案還有，所述執行模塊包括用于控制燃氣加熱爐內加熱溫度的溫度控制器，其溫度控制器又包括用于控制燃氣供給量的第一電磁比例閥，用于控制空氣或氧氣供給量的第二電磁比例閥；所述執行模塊還包括用于控制鼓風壓力的第三電磁閥。

為了便于實現遠距離對燃氣加熱爐的監測控制，優選的技術方案還有，所述上位機為遠端計算機或為手持監視控制器。

為了滿足燃氣加熱過程中氧氣的需求，同時便于調節爐內的加熱溫度，優選的技術方案還有，所述執行模塊包括用于為燃氣爐內提供空氣壓力的鼓風機和變送器。