專利名稱：一種基于opc技術(shù)的無線扭矩測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無線扭矩測試系統(tǒng)，特別是一種基于OPC技術(shù)的無線扭矩測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
扭矩信號是各種動力機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、安全優(yōu)化控制和故障識別預(yù)報(bào)的主要信息源。目前扭矩測量較多采用基于應(yīng)變計(jì)的非電量電測法。旋轉(zhuǎn)軸由于受扭產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)變，引起貼在軸上的應(yīng)變計(jì)變形使其電阻值發(fā)生改變，從而導(dǎo)致應(yīng)變電橋失衡，輸出與扭矩成正比的微弱電信號(多為電壓信號)，然后即可根據(jù)彈性力學(xué)中應(yīng)變和扭矩的關(guān)系得到相應(yīng)扭矩大小。該方法的關(guān)鍵在于一是如何將旋轉(zhuǎn)軸上檢測到的應(yīng)變信號可靠地傳輸?shù)降孛嫔响o止的分析儀器或設(shè)備；二是如何給旋轉(zhuǎn)軸上的測量電路供給能量。過去通常采用有 線傳輸，但是由于有線傳輸大多采用滑環(huán)、水銀和電刷等引電裝置，存在接觸部位的摩擦阻力，引起接觸零件磨損、發(fā)熱等問題，使其信號傳輸不穩(wěn)定，工作壽命短，不適合高速旋轉(zhuǎn)或振動較大的軸。此外，鉆井中鉆具、車輛旋轉(zhuǎn)軸的扭矩測量等場合，由于受測量環(huán)境約束，往往不適合使用有線傳輸方式。因此，無線傳輸較好地解決了有線傳輸方式存在的一系列問題。無線傳輸方式就是將應(yīng)變電橋輸出的微弱電壓信號經(jīng)過前置處理后，通過無線方式傳送到地面上靜止的分析儀器或設(shè)備。如圖2所示，現(xiàn)階段的基于無線方式的扭矩測試系統(tǒng)都采用由扭矩測量裝置專門提供的測試系統(tǒng)，在其專有測試平臺上進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、備份和分析，這就導(dǎo)致其在工業(yè)控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中，無法實(shí)現(xiàn)與控制系統(tǒng)的融合，扭矩測試裝置提供方需要針對不同項(xiàng)目，來開發(fā)不同的測試系統(tǒng)，大大降低了測試系統(tǒng)的適用性，增加了應(yīng)用成本。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種基于OPC技術(shù)的無線扭矩測試系統(tǒng)，它能增強(qiáng)測試系統(tǒng)的適用性，降低硬件應(yīng)用成本。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案一種基于OPC技術(shù)的無線扭矩測試系統(tǒng)，包括無線傳感器節(jié)點(diǎn)、無線網(wǎng)關(guān)和OPC測試終端；無線傳感器節(jié)點(diǎn)包括應(yīng)變傳感器和無線采集終端；無線傳感器節(jié)點(diǎn)采集的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的扭矩信號經(jīng)過無線網(wǎng)關(guān)，傳輸?shù)絆PC測試終端進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、存儲和顯示。前述的一種基于OPC技術(shù)的無線扭矩測試系統(tǒng)中，應(yīng)變傳感器的測量元件為箔式應(yīng)變片。前述的一種基于OPC技術(shù)的無線扭矩測試系統(tǒng)中，無線傳感器節(jié)點(diǎn)的通道內(nèi)置有高精度120-1000 Ω橋路電阻、濾波電路和放大調(diào)理電路，采用全橋測量和三線輸入方式，橋路自動配平。前述的一種基于OPC技術(shù)的無線扭矩測試系統(tǒng)中，OPC測試終端包括數(shù)據(jù)采集單元、OPC數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器和OPC客戶終端，數(shù)據(jù)采集單元、OPC數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器均與OPC客戶終端連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型是融合箔式應(yīng)變片傳感器技術(shù)、無線傳輸技術(shù)和基于OPC的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)于一體的實(shí)時(shí)綜合測試系統(tǒng)。箔式應(yīng)變片傳感器技術(shù)成熟，與無線技術(shù)相結(jié)合，在扭矩測量中應(yīng)用，構(gòu)建了符合工程現(xiàn)場使用條件的扭矩測量前端。無線數(shù)字信號傳輸方式消除了長電纜傳輸和集流環(huán)帶來的噪聲干擾，整個(gè)測量系統(tǒng)具有極高的測量精度和抗干擾能力?；贠PC的傳輸技術(shù)使得系統(tǒng)能夠應(yīng)用于各種主流工業(yè)控制系統(tǒng)平臺中，在工業(yè)現(xiàn)場中，扭矩測試裝置與現(xiàn)場其他測控裝置都可以由同樣的測試系統(tǒng)來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，其適用性強(qiáng)，能夠有效的簡化現(xiàn)有的扭矩測試系統(tǒng)，降低應(yīng)用成本。
圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是應(yīng)變傳感器的測量回路電路圖。附圖標(biāo)記1-無線傳感器節(jié)點(diǎn)，2-無線網(wǎng)關(guān)，3-0PC測試終端，4-應(yīng)變傳感器，5-無線采集終端，6-數(shù)據(jù)采集單元，7- OPC數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器，8-0PC客戶終端。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)施例I :一種基于OPC技術(shù)的無線扭矩測試系統(tǒng)，如圖I所示，包括無線傳感器節(jié)點(diǎn)I、無線網(wǎng)關(guān)2和OPC測試終端3 ;無線傳感器節(jié)點(diǎn)I包括應(yīng)變傳感器4和無線采集終端5 ;無線傳感器節(jié)點(diǎn)I采集的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的扭矩信號經(jīng)過無線網(wǎng)關(guān)2，傳輸?shù)絆PC測試終端3進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、存儲和顯示。應(yīng)變傳感器4的測量元件為箔式應(yīng)變片。無線傳感器節(jié)點(diǎn)I的通道內(nèi)置有高精度120 Ω橋路電阻、濾波電路和放大調(diào)理電路，采用全橋測量和三線輸入方式，橋路自動配平。OPC測試終端3包括數(shù)據(jù)采集單元6、OPC數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器7和OPC客戶終端8，數(shù)據(jù)采集單元6、OPC數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器7均與OPC客戶終端8連接。本實(shí)用新型的實(shí)施例2 : —種基于OPC技術(shù)的無線扭矩測試系統(tǒng)，如圖I所示，包括無線傳感器節(jié)點(diǎn)I、無線網(wǎng)關(guān)2和OPC測試終端3 ;無線傳感器節(jié)點(diǎn)I包括應(yīng)變傳感器4和無線采集終端5 ;無線傳感器節(jié)點(diǎn)I采集的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的扭矩信號經(jīng)過無線網(wǎng)關(guān)2，傳輸?shù)絆PC測試終端3進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、存儲和顯示。應(yīng)變傳感器4的測量元件為箔式應(yīng)變片。無線傳感器節(jié)點(diǎn)I的通道內(nèi)置有高精度500 Ω橋路電阻、濾波電路和放大調(diào)理電路，采用全橋測量和三線輸入方式，橋路自動配平。OPC測試終端3包括數(shù)據(jù)采集單元6、OPC數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器7和OPC客戶終端8，數(shù)據(jù)采集單元6、OPC數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器7均與OPC客戶終端8連接。本實(shí)用新型的實(shí)施例3 : —種基于OPC技術(shù)的無線扭矩測試系統(tǒng)，如圖I所示，包括無線傳感器節(jié)點(diǎn)I、無線網(wǎng)關(guān)2和OPC測試終端3 ;無線傳感器節(jié)點(diǎn)I包括應(yīng)變傳感器4和無線采集終端5 ;無線傳感器節(jié)點(diǎn)I采集的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的扭矩信號經(jīng)過無線網(wǎng)關(guān)2，傳輸?shù)絆PC測試終端3進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、存儲和顯示。應(yīng)變傳感器4的測量元件為箔式應(yīng)變片。無線傳感器節(jié)點(diǎn)I的通道內(nèi)置有高精度1000 Ω橋路電阻、濾波電路和放大調(diào)理電路，采用全橋測量和三線輸入方式，橋路自動配平。OPC測試終端3包括數(shù)據(jù)采集單元6、OPC數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器7和OPC客戶終端8，數(shù)據(jù)采集單元6、OPC數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器7均與OPC客戶終端8連接。工作原理將無線采集終端5、應(yīng)變傳感器4的應(yīng)變片固定在旋轉(zhuǎn)軸上，如圖3所示，箔式應(yīng)變片的導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下產(chǎn)生機(jī)械形變時(shí)，其阻值Rg發(fā)生相應(yīng)變化，再通過電橋完成電阻到電壓的比例變化，電橋輸出電壓VEXC反應(yīng)了相應(yīng)的受力狀況，應(yīng)變傳感器4的輸出電壓在無線采集終端5中經(jīng)過濾波電路、放大調(diào)理電路轉(zhuǎn)化成數(shù)字 信號后，該扭矩信號通過基于IEEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)的Zigbee協(xié)議進(jìn)行實(shí)時(shí)無線傳輸。無線網(wǎng)關(guān)2負(fù)責(zé)把接收到的無線數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)接口傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集單元6，數(shù)據(jù)采集單元6對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理和網(wǎng)絡(luò)管理，OPC數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器7對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析，OPC客戶終端8對數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行顯示。OPC測試終端3的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控平臺是基于WINCC的HMI系統(tǒng)，而扭矩?cái)?shù)據(jù)采集是由VB實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，不存在現(xiàn)有的驅(qū)動通道，為此通過OPC方式實(shí)現(xiàn)扭矩?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)與WINCC監(jiān)控系統(tǒng)的通訊。OPC數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器7的WINCC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置其DCOM組態(tài)完成WINCCServer的配置，通過mOpcGrp. Syncffrite來實(shí)現(xiàn)由扭矩采集系統(tǒng)應(yīng)用程序向WINCC監(jiān)控系統(tǒng)的通訊。
權(quán)利要求1.一種基于OPC技術(shù)的無線扭矩測試系統(tǒng)，其特征在于包括無線傳感器節(jié)點(diǎn)(I)、無線網(wǎng)關(guān)(2)和OPC測試終端(3);無線傳感器節(jié)點(diǎn)(I)包括應(yīng)變傳感器(4)和無線采集終端(5);無線傳感器節(jié)點(diǎn)(I)采集的扭矩信號經(jīng)過無線網(wǎng)關(guān)(2)傳輸?shù)絆PC測試終端(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于OPC技術(shù)的無線扭矩測試系統(tǒng)，其特征在于應(yīng)變傳感器(4)的測量元件為箔式應(yīng)變片。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種基于OPC技術(shù)的無線扭矩測試系統(tǒng)，其特征在于無線傳感器節(jié)點(diǎn)(I)的通道內(nèi)置有120-1000Ω橋路電阻、濾波電路和放大調(diào)理電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于OPC技術(shù)的無線扭矩測試系統(tǒng)，其特征在于0PC測試終端(3 )包括數(shù)據(jù)采集單元(6 )、OPC數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器(7 )和OPC客戶終端(8 )，數(shù)據(jù)采集單元(6)、OPC數(shù)據(jù)發(fā)布服務(wù)器(7)均與OPC客戶終端(8)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于OPC技術(shù)的無線扭矩測試系統(tǒng)，包括無線傳感器節(jié)點(diǎn)(1)、無線網(wǎng)關(guān)(2)和OPC測試終端(3)；無線傳感器節(jié)點(diǎn)(1)包括應(yīng)變傳感器(4)和無線采集終端(5)；無線傳感器節(jié)點(diǎn)(1)采集的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的扭矩信號經(jīng)過無線網(wǎng)關(guān)(2)，傳輸?shù)絆PC測試終端(3)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、存儲和顯示。本實(shí)用新型能增強(qiáng)測試系統(tǒng)的適用性，降低應(yīng)用成本。
文檔編號G01L3/10GK202648846SQ201220232720
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者石崢嶸, 劉天軍, 谷盛, 李輝中, 盧嘉樹, 林傳榮, 劉暤, 王立波, 牛玉輝, 楊立群 申請人:華電重工股份有限公司