10MW大功率風(fēng)電葉片實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

吳小平，吳瀚崚

（1.山東財(cái)經(jīng)大學(xué)，山東濟(jì)南 250014；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)，山東威海 264200）

10MW大功率風(fēng)電葉片實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

吳小平1，吳瀚崚2

（1.山東財(cái)經(jīng)大學(xué)，山東濟(jì)南 250014；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)，山東威海 264200）

介紹了10 MW大功率風(fēng)電葉片實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)方法。風(fēng)電葉片實(shí)驗(yàn)臺(tái)是測(cè)試風(fēng)電葉片性能的專(zhuān)用實(shí)驗(yàn)裝置，它用于模擬、測(cè)試葉片在各種受力情況下葉片的變形狀況，它可測(cè)試86 m長(zhǎng)的風(fēng)電葉片。文章從試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)、功能設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)等對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

風(fēng)電葉片；自動(dòng)控制；總線控制；伺服控制；葉片實(shí)驗(yàn)

1　10 MW大功率風(fēng)電葉片實(shí)驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)介

10?MW大功率風(fēng)電葉片實(shí)驗(yàn)臺(tái)是用于模擬、測(cè)試風(fēng)電葉片性能的專(zhuān)用實(shí)驗(yàn)裝置（圖1所示），通過(guò)對(duì)葉片上六個(gè)不同的施力點(diǎn)施加不同的拉力，以模擬葉片在現(xiàn)場(chǎng)的各種受力狀況；可在對(duì)葉片施以各種拉力的同時(shí)，檢測(cè)葉片在各種受力情況下的變形狀況。該試驗(yàn)臺(tái)可用于測(cè)試長(zhǎng)度在86?m以內(nèi)的各類(lèi)風(fēng)電葉片（迄今為止亞洲最長(zhǎng)葉片為86?m）。

該裝置能對(duì)葉片上的6個(gè)點(diǎn)同時(shí)同步施加不同的向下的拉力（最大拉力150?kN），在施加拉力的過(guò)程中，實(shí)時(shí)檢測(cè)這6個(gè)施力點(diǎn)實(shí)際受到的向下拉力，實(shí)時(shí)檢測(cè)葉片上7個(gè)不同位置處葉片的變形量。該裝置難點(diǎn)再于對(duì)6個(gè)點(diǎn)施加的拉力要同時(shí)且同步，因?yàn)槿~片是彈性體，每個(gè)施力點(diǎn)的最大拉力高達(dá)150?kN，某一施力點(diǎn)上拉力的微小變化，對(duì)其它施力點(diǎn)的拉力影響極大。

葉片上的某個(gè)施力點(diǎn)通過(guò)拉力傳感器、動(dòng)滑輪、鋼絲繩、定滑輪、卷?yè)P(yáng)機(jī)與伺服電機(jī)相連，這樣對(duì)該施力點(diǎn)的加減力就可通過(guò)控制伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)，而該點(diǎn)受到的實(shí)際拉力則通過(guò)拉力傳感器檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)要求能提供6個(gè)施力點(diǎn)，因此共用了6個(gè)伺服電機(jī)，這6個(gè)伺服電機(jī)通過(guò)總線與主控臺(tái)上的工控機(jī)相連，操作員通過(guò)工控機(jī)即可方便地對(duì)葉片上的6個(gè)施力點(diǎn)施加不同的拉力。與每個(gè)施力點(diǎn)對(duì)應(yīng)的拉力傳感器輸出的線號(hào)是電壓信號(hào)，拉力傳感器經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換接入工控機(jī)，這樣工控機(jī)即可實(shí)時(shí)檢測(cè)到各施力點(diǎn)受到的實(shí)際拉力。

為了檢測(cè)葉片上某個(gè)點(diǎn)的的變形量，在該點(diǎn)處連接一根細(xì)鋼絲，鋼絲垂直向下，鋼絲的另一端與安裝在地面的光電編碼器相連（光電編碼器應(yīng)安裝自動(dòng)收緊鋼絲裝置），光電編碼器與工控機(jī)相連，這樣通過(guò)工控機(jī)即可檢測(cè)出該點(diǎn)的變形量。實(shí)驗(yàn)臺(tái)要求可同時(shí)檢測(cè)葉片上7個(gè)不同點(diǎn)處的變形量，因此需要7個(gè)編碼器，這7個(gè)編碼器均與工控機(jī)相連，這樣在工控機(jī)上即可同時(shí)測(cè)出7個(gè)點(diǎn)的變形量。為了確保試驗(yàn)臺(tái)的工作安全，每臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)上均安裝一個(gè)制動(dòng)器，用于抱緊卷?yè)P(yáng)機(jī)，制動(dòng)器也與工控機(jī)相連，可由主控制臺(tái)控制。

圖1　10 MW大功率葉片試驗(yàn)臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)圖

2　功能設(shè)計(jì)

10?MW大功率風(fēng)電葉片實(shí)驗(yàn)臺(tái)的各種實(shí)驗(yàn)均由主控制臺(tái)控制實(shí)施，主控制臺(tái)操作界面由顯示器、主控制臺(tái)操作面板、鍵盤(pán)和鼠標(biāo)等組成，顯示界面如圖2所示，主控制臺(tái)操作面板如圖3所示。

（1）選擇參加本次試驗(yàn)的伺服電機(jī)。用戶可根據(jù)需要隨意選擇參加本次實(shí)驗(yàn)的伺服電機(jī)，例如：如果1、3、4、6號(hào)伺服電機(jī)參加本次試驗(yàn)，而2、5號(hào)伺服電機(jī)不參加本次試驗(yàn)，則對(duì)控制面板上第2列上的旋鈕做如下選擇：

第1行第2列旋鈕旋轉(zhuǎn)到“選”位置，之后顯示界面上會(huì)顯示“√第1組開(kāi)關(guān)”；

第2行第2列旋鈕旋轉(zhuǎn)到“否”位置，之后顯示界面上會(huì)顯示“□第2組開(kāi)關(guān)”；

第3行第2列旋鈕旋轉(zhuǎn)到“選”位置，之后顯示界面上會(huì)顯示“√第3組開(kāi)關(guān)”；

第4行第2列旋鈕旋轉(zhuǎn)到“選”位置，之后顯示界面上會(huì)顯示“√第4組開(kāi)關(guān)”；

第5行第2列旋鈕旋轉(zhuǎn)到“否”位置，之后顯示界面上會(huì)顯示“□第5組開(kāi)關(guān)”；

第6行第2列旋鈕旋轉(zhuǎn)到“選”位置，之后顯示界面上會(huì)顯示“√第6組開(kāi)關(guān)”。

（2）選擇制動(dòng)器打開(kāi)或制動(dòng)狀態(tài)。在做試驗(yàn)之前，要確保與參加試驗(yàn)伺服電機(jī)對(duì)應(yīng)的制動(dòng)器處于打開(kāi)狀態(tài)（即非抱緊狀態(tài)），例如：如要讓1、3、4、6號(hào)制動(dòng)器“打開(kāi)”，而2、5號(hào)制動(dòng)器“制動(dòng)”，?則對(duì)控制面板上第4列上的旋鈕做如下選擇：

第1行第4列旋鈕旋轉(zhuǎn)到“開(kāi)”位置，之后顯示界面上會(huì)顯示“√制動(dòng)器1”；

第2行第4列旋鈕旋轉(zhuǎn)到“制”位置，之后顯示界面上會(huì)顯示“□制動(dòng)器2”；

第3行第4列旋鈕旋轉(zhuǎn)到“開(kāi)”位置，之后顯示界面上會(huì)顯示“√制動(dòng)器3”；

第4行第4列旋鈕旋轉(zhuǎn)到“開(kāi)”位置，之后顯示界面上會(huì)顯示“√制動(dòng)器4”；

第5行第4列旋鈕旋轉(zhuǎn)到“制”位置，之后顯示界面上會(huì)顯示“□制動(dòng)器5”；

第6行第4列旋鈕旋轉(zhuǎn)到“開(kāi)”位置，之后顯示界面上會(huì)顯示“√制動(dòng)器6”。

（3）編碼器清零：按下“編碼器清零”按鈕，系統(tǒng)會(huì)把各個(gè)編碼器的值標(biāo)定為0。

（4）選擇工作方式：

手動(dòng)工作方式：第1行第3列選鈕旋轉(zhuǎn)到“手動(dòng)”位置，之后顯示界面上將會(huì)顯示“√手動(dòng)工作方式”，表明此時(shí)系統(tǒng)處于手動(dòng)工作方式。

自動(dòng)工作方式：第1行第3列選鈕旋轉(zhuǎn)到“自動(dòng)”位置，之后顯示界面上將會(huì)顯示“√自動(dòng)工作方式”，表明此時(shí)系統(tǒng)處于自動(dòng)工作方式。

（5）伺服電源：第1行第1列上的帶鑰匙旋鈕用于控制伺服電源的開(kāi)或關(guān)，當(dāng)需要伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)請(qǐng)選擇開(kāi)，其它時(shí)候均選擇關(guān)。

（6）手動(dòng)工作方式下常用操作：

加力：按下控制面板上的“加力”按鈕，系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)所有被選中的伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)，加大對(duì)葉片的拉力，同時(shí)在顯示界面上的第5行顯示7個(gè)拉力傳感器的實(shí)測(cè)拉力值，在第16行顯示7個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的葉片變形值（通過(guò)檢測(cè)7個(gè)編碼器，然后計(jì)算得出）；抬起“加力”按鈕，伺服電機(jī)停止。

減力：按下控制面板上的“減力”按鈕，系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)所有被選中的伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，減小對(duì)葉片的拉力，同時(shí)在顯示界面上的第5行顯示7個(gè)拉力傳感器的實(shí)測(cè)拉力值，在第16行顯示7個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的葉片變形值（通過(guò)檢測(cè)7個(gè)編碼器，然后計(jì)算得出）；抬起“減力”按鈕，伺服電機(jī)停止。

（7）自動(dòng)工作方式下常用操作

輸入“目標(biāo)拉力”：在顯示界面的第15行，“目標(biāo)拉力”右邊的文本框中，為選中的所有伺服電機(jī)輸入“目標(biāo)拉力”，即電機(jī)希望加載到的目標(biāo)拉力。

輸入“總步數(shù)”：在“總步數(shù)”文本框中輸入總步數(shù)，及希望每個(gè)電機(jī)從拉力0加力到“目標(biāo)拉力”共分幾步進(jìn)行。填完總步數(shù)后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)算出每一分步的目標(biāo)拉力，并顯示在第6行到第14行中，有幾步就顯示幾行，多余的空著?？偛綌?shù)最小1步，最多10步。

輸入“當(dāng)前步”：顯示界面上“當(dāng)前步”的值如果為n，表示你希望把拉力穩(wěn)定在第n步文本框中給出的拉力值，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)控制各個(gè)選中的伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，讓實(shí)測(cè)拉力逼近到第n步拉力值處，同時(shí)檢測(cè)各個(gè)編碼器，計(jì)算出的葉片變形值，顯示在“位移”文本框中。

“當(dāng)前步加1”：“當(dāng)前步”文本框的初值一般為0；按一次“加力”按鈕當(dāng)前步則加1，同時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)控制電機(jī)讓實(shí)測(cè)拉力逼近當(dāng)前步拉力，并顯示實(shí)測(cè)拉力和實(shí)測(cè)位移；

“當(dāng)前步減1”：按一次“減力”按鈕當(dāng)前步則減一（最小減到0），同時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)控制電機(jī)讓實(shí)測(cè)拉力逼近當(dāng)前步拉力，并顯示實(shí)測(cè)拉力和實(shí)測(cè)位移。

（8）修改加卸載高速運(yùn)轉(zhuǎn)速度。操作者可通過(guò)修改顯示界面上的與伺服電機(jī)對(duì)應(yīng)的“加卸載高速”文本框，隨時(shí)調(diào)整伺服電機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)速度，當(dāng)實(shí)測(cè)拉力減去當(dāng)前步目標(biāo)拉力的絕對(duì)值大于高低速轉(zhuǎn)換點(diǎn)文本框中的值時(shí)，電機(jī)采用高速運(yùn)轉(zhuǎn)速度運(yùn)轉(zhuǎn)，否則電機(jī)采用低速運(yùn)轉(zhuǎn)速度運(yùn)轉(zhuǎn)。

（9）修改加卸載低速運(yùn)轉(zhuǎn)速度。操作者可通過(guò)修改顯示界面上的與伺服電機(jī)對(duì)應(yīng)的“加卸載低速”文本框，隨時(shí)調(diào)整伺服電機(jī)的低速運(yùn)轉(zhuǎn)速度，當(dāng)實(shí)測(cè)拉力減去當(dāng)前步目標(biāo)拉力的絕對(duì)值小于等于高低速轉(zhuǎn)換點(diǎn)文本框中的值時(shí)，電機(jī)采用低速運(yùn)轉(zhuǎn)速度運(yùn)轉(zhuǎn)，否則電機(jī)采用高速運(yùn)轉(zhuǎn)速度運(yùn)轉(zhuǎn)。

（10）修改高速低速轉(zhuǎn)換點(diǎn)。操作者可修改顯示界面上的“高速低速轉(zhuǎn)換點(diǎn)”，?當(dāng)實(shí)測(cè)拉力減去當(dāng)前步目標(biāo)拉力的絕對(duì)值大于高低速轉(zhuǎn)換點(diǎn)文本框中的值時(shí)，電機(jī)采用高速運(yùn)轉(zhuǎn)速度運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)實(shí)測(cè)拉力減去當(dāng)前步目標(biāo)拉力的絕對(duì)值小于等于高低速轉(zhuǎn)換點(diǎn)文本框中的值時(shí)，電機(jī)采用低速運(yùn)轉(zhuǎn)速度運(yùn)轉(zhuǎn)。

（11）修改控制精度。操作者可修改每一步的控制精度，當(dāng)實(shí)測(cè)拉力減去目標(biāo)拉力的絕對(duì)值小于控制精度時(shí)電機(jī)停止，當(dāng)實(shí)測(cè)拉力減去目標(biāo)拉力的絕對(duì)值大于控制精度時(shí)電機(jī)會(huì)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，讓實(shí)測(cè)拉力逼近目標(biāo)拉力。

（12）伺服報(bào)警。如果系統(tǒng)中存在伺服電機(jī)報(bào)警，那么在顯示界面上會(huì)顯示“√伺服報(bào)警”。

（13）急停按鈕。如出現(xiàn)緊急情況請(qǐng)按“急?！卑粹o，按下“急停”按鈕后所有電機(jī)停轉(zhuǎn)，所有制動(dòng)器抱緊制動(dòng)。

（14）保持?jǐn)?shù)據(jù)。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊界面上的“保存數(shù)據(jù)”按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將當(dāng)時(shí)各拉力傳感器的實(shí)測(cè)拉力值和從編碼器測(cè)到的位移值存到硬盤(pán)文件中。

圖2　?顯示界面

圖3　?控制面板示意圖

3　硬件設(shè)計(jì)

10?MW大功率風(fēng)電葉片實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)如圖4所示，控制系統(tǒng)的核心選用工控機(jī)；檢測(cè)對(duì)象包括光電編碼器、拉力傳感器、按鈕和位置接近開(kāi)關(guān)等四類(lèi)；控制對(duì)象包括伺服電機(jī)和制動(dòng)器二類(lèi)。

本系統(tǒng)用了七個(gè)光電編碼器，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)葉片上七個(gè)點(diǎn)的變形量，編碼器通過(guò)編碼器采集卡與工控機(jī)相連。

拉力傳感器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)伺服電機(jī)通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)、定滑輪、動(dòng)滑輪、鋼絲繩施加到葉片上的實(shí)際拉力。

由于拉力傳感器輸出的信號(hào)是微電壓模擬信號(hào)，因此要用到A/D轉(zhuǎn)換模塊，模擬微電壓信號(hào)經(jīng)A/ D轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字線號(hào)，數(shù)字信號(hào)途經(jīng)485總線傳輸?shù)街骺嘏_(tái)中的485/232轉(zhuǎn)換模塊，最后通過(guò)工控機(jī)的232接口與工控機(jī)相連。本系統(tǒng)共用了6個(gè)拉力傳感器，我們選用了一個(gè)可連接8路模擬量輸入和一個(gè)485端口的A/D轉(zhuǎn)換模塊。由于拉力傳感器與主控臺(tái)距離較遠(yuǎn)，我們采用485總線。

由于伺服電機(jī)距離主控制臺(tái)較遠(yuǎn)，因此工控機(jī)與6個(gè)伺服電機(jī)的連線采用can總線傳輸方式，在工控機(jī)上插一塊can總線轉(zhuǎn)接卡，工控機(jī)經(jīng)過(guò)can總線接口卡、can總線、伺服控制器，與伺服電機(jī)相連。

系統(tǒng)操作者通過(guò)主控制臺(tái)上的按鈕、鍵盤(pán)和鼠標(biāo)向系統(tǒng)發(fā)出指令，控制試驗(yàn)臺(tái)工作。

工控機(jī)通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出卡控制接觸器線圈，每臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)上安裝一個(gè)制動(dòng)器，制動(dòng)器的開(kāi)關(guān)由接觸器控制。

4　軟件設(shè)計(jì)

4.1用戶角色、系統(tǒng)功能和Use?Case圖

（1）用戶角色。

系統(tǒng)維護(hù)員：擁有系統(tǒng)的最高使用權(quán)限，他可使用檢測(cè)硬件、參數(shù)設(shè)置、選擇參加實(shí)驗(yàn)的伺服機(jī)組、控制制動(dòng)器、調(diào)整各檢測(cè)點(diǎn)目標(biāo)拉力、修改當(dāng)前步、選擇實(shí)驗(yàn)方式、加力、減力、調(diào)整各檢測(cè)點(diǎn)加減力速度和急停等系統(tǒng)功能模塊。

圖4　硬件示意圖

高級(jí)實(shí)驗(yàn)員：擁有的系統(tǒng)使用權(quán)限低于系統(tǒng)維護(hù)員，高于實(shí)驗(yàn)員，他可使用參數(shù)設(shè)置、選擇參加實(shí)驗(yàn)的伺服機(jī)組、控制制動(dòng)器、調(diào)整各檢測(cè)點(diǎn)目標(biāo)拉力、修改當(dāng)前步、選擇實(shí)驗(yàn)方式、加力、減力、調(diào)整各檢測(cè)點(diǎn)加減力速度和急停等系統(tǒng)功能模塊。

實(shí)驗(yàn)員：擁有的系統(tǒng)使用權(quán)限最低，但在系統(tǒng)正常情況下做試驗(yàn)有此權(quán)限足夠，他可使用選擇參加實(shí)驗(yàn)的伺服機(jī)組、控制制動(dòng)器、調(diào)整各檢測(cè)點(diǎn)目標(biāo)拉力、修改當(dāng)前步、選擇實(shí)驗(yàn)方式、加力、減力、調(diào)整各檢測(cè)點(diǎn)加減力速度和急停等系統(tǒng)功能模塊。

（2）系統(tǒng)功能

檢測(cè)硬件：為所有的控制對(duì)象和檢測(cè)對(duì)象提供單獨(dú)測(cè)試的通道。當(dāng)系統(tǒng)不正常時(shí)，用此系統(tǒng)模塊可快速方便地查出故障源，只有系統(tǒng)維護(hù)員有此模塊的使用權(quán)限。

參數(shù)設(shè)置：為使系統(tǒng)具有更強(qiáng)的適應(yīng)性和可擴(kuò)展性，系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了一些系統(tǒng)參數(shù)，如果硬件無(wú)明顯變化，系統(tǒng)參數(shù)無(wú)需修改，但是如果硬件發(fā)生較大變化，系統(tǒng)參數(shù)就要做一些調(diào)整，參數(shù)設(shè)置模塊就是為滿足此需求而設(shè)計(jì)的，系統(tǒng)維護(hù)員和高級(jí)實(shí)驗(yàn)員均具有此模塊的使用權(quán)限。

選擇參加實(shí)驗(yàn)的伺服機(jī)組：選擇參加本次實(shí)驗(yàn)的所有伺服電機(jī)，系統(tǒng)維護(hù)員、高級(jí)實(shí)驗(yàn)員和實(shí)驗(yàn)員均有此模塊的使用權(quán)限。

控制制動(dòng)器：控制制動(dòng)器開(kāi)或關(guān)，系統(tǒng)維護(hù)員、高級(jí)實(shí)驗(yàn)員和實(shí)驗(yàn)員均有此模塊的使用權(quán)限。

調(diào)整各檢測(cè)點(diǎn)目標(biāo)拉力：給參加試驗(yàn)的各檢測(cè)點(diǎn)輸入目標(biāo)拉力，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)總步數(shù)和目標(biāo)拉力自動(dòng)算出各分步的目標(biāo)拉力，系統(tǒng)維護(hù)員、高級(jí)實(shí)驗(yàn)員和實(shí)驗(yàn)員均有此模塊的使用權(quán)限。

修改當(dāng)前步：輸入希望自動(dòng)逼近的當(dāng)前步，之后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)控制伺服電機(jī)逼近當(dāng)前步中給定的目標(biāo)拉力，系統(tǒng)維護(hù)員、高級(jí)實(shí)驗(yàn)員和實(shí)驗(yàn)員均有此模塊的使用權(quán)限。

選擇實(shí)驗(yàn)方式：選手動(dòng)控制方式或自動(dòng)控制方式，調(diào)整階段要用到手動(dòng)方式，真正的試驗(yàn)階段一般用自動(dòng)方式，系統(tǒng)維護(hù)員、高級(jí)實(shí)驗(yàn)員和實(shí)驗(yàn)員均有此模塊的使用權(quán)限。

加力：在手動(dòng)方式下，“加力”就是控制所有參加試驗(yàn)的伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)，同時(shí)檢測(cè)各點(diǎn)的拉力和位移；在自動(dòng)方式下，“加力”會(huì)使當(dāng)前步加1，之后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)控制伺服電機(jī)逼近新的當(dāng)前步，同時(shí)檢測(cè)各點(diǎn)的拉力和位移。系統(tǒng)維護(hù)員、高級(jí)實(shí)驗(yàn)員和實(shí)驗(yàn)員均有此模塊的使用權(quán)限。

減力：在手動(dòng)方式下，“減力”就是控制所有參加試驗(yàn)的伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，同時(shí)檢測(cè)各點(diǎn)的拉力和位移；在自動(dòng)方式下，“減力”會(huì)使當(dāng)前步減1，之后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)控制伺服電機(jī)逼近新的當(dāng)前步，同時(shí)檢測(cè)各點(diǎn)的拉力和位移。系統(tǒng)維護(hù)員、高級(jí)實(shí)驗(yàn)員和實(shí)驗(yàn)員均有此模塊的使用權(quán)限。

調(diào)整各檢測(cè)點(diǎn)加減力速度：在試驗(yàn)過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)某點(diǎn)的加減拉力明顯滯后或超前，實(shí)驗(yàn)員可調(diào)整該點(diǎn)的加減力速度，之后，系統(tǒng)會(huì)用調(diào)整后的加減力速度控制各點(diǎn)逼近目標(biāo)拉力。系統(tǒng)維護(hù)員、高級(jí)實(shí)驗(yàn)員和實(shí)驗(yàn)員均有此模塊的使用權(quán)限。

急停：在任何情況下啟動(dòng)急停，系統(tǒng)將立即讓伺服電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)，同時(shí)各點(diǎn)的制動(dòng)器抱緊，處于制動(dòng)狀態(tài)。

（3）Use?Case圖（圖5）

圖5　用戶角色圖

圖6　類(lèi)圖

4.2類(lèi)圖（圖6）

風(fēng)電葉片實(shí)驗(yàn)臺(tái)軟件系統(tǒng)采用純面向?qū)ο蟮能浖Y(jié)構(gòu)，軟件系統(tǒng)由面板按鈕類(lèi)、面板旋鈕類(lèi)、指示燈類(lèi)、主控制臺(tái)面板類(lèi)、開(kāi)關(guān)信號(hào)I/O卡類(lèi)、接觸器類(lèi)、制動(dòng)器類(lèi)、編碼采集卡類(lèi)、編碼器類(lèi)、485總線類(lèi)、拉力傳感器類(lèi)、can總線類(lèi)、伺服電機(jī)類(lèi)、檢測(cè)控制閉環(huán)類(lèi)、風(fēng)電葉片實(shí)驗(yàn)類(lèi)、交互界面類(lèi)和文件處理類(lèi)等組成；其中檢測(cè)控制閉環(huán)類(lèi)與編碼器類(lèi)、拉力傳感器類(lèi)、伺服電機(jī)類(lèi)、制動(dòng)器類(lèi)之間是一對(duì)一的包含關(guān)系；風(fēng)電葉片實(shí)驗(yàn)類(lèi)與檢測(cè)控制閉環(huán)類(lèi)、文件處理類(lèi)之間是一對(duì)多的包含關(guān)系，而風(fēng)電葉片實(shí)驗(yàn)類(lèi)與主控制臺(tái)面板類(lèi)、交互界面類(lèi)之間則是一對(duì)一的包含關(guān)系。

5　結(jié)語(yǔ)

迄今為止，10?MW大功率風(fēng)電葉片實(shí)驗(yàn)臺(tái)已在現(xiàn)場(chǎng)使用了一年多，經(jīng)歷了對(duì)不同類(lèi)型葉片的各種測(cè)試試驗(yàn)，試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行穩(wěn)定，現(xiàn)場(chǎng)反映很好。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)相比，10?MW大功率風(fēng)電葉片實(shí)驗(yàn)臺(tái)優(yōu)勢(shì)明顯，主要體現(xiàn)在：對(duì)葉片的施力模擬更為逼真，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)采集到的數(shù)據(jù)更為科學(xué)更為精準(zhǔn)，試驗(yàn)所需的時(shí)間大大縮短，試驗(yàn)所需費(fèi)用大幅降低。

[1] 邱桂永,楊智勇,管遵輝,等.風(fēng)電機(jī)組鑄鋼行星架鑄造工藝[J].中國(guó)鑄造裝備與技術(shù),2011(2).

[2] 李傳栻.風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)及其對(duì)鑄件的需求[J].中國(guó)鑄造裝備與技術(shù),2007(3).

[3] 杭家友,劉根.風(fēng)電輪轂鑄件的澆注系統(tǒng)探討[J].中國(guó)鑄造裝備與技術(shù),2014(2).

中國(guó)鑄鋼新技術(shù)新材料應(yīng)用專(zhuān)題研討暨中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)鑄鋼工作委員會(huì)2015年（洛陽(yáng)站）年會(huì)會(huì)議通知

主辦單位：中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)

承辦單位：中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)鑄鋼工作委員會(huì)、洛陽(yáng)中信重工

支持和媒體單位：蘇州興業(yè)材料科技股份有限公司、邦尼化工（北京）有限公司、無(wú)錫鑄南鑄造機(jī)械有限公司、《鑄造技術(shù)》、《鑄造縱橫》、《鑄造》、《鑄造世界報(bào)》、《金屬加工》、中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)網(wǎng)（www.foundry.com）、《未來(lái)鑄造》、《中國(guó)鑄造裝備與技術(shù)》、《鑄造設(shè)備與工藝》、《鑄件訂單網(wǎng)》。

會(huì)議時(shí)間：2015年9月9日—9月11日

會(huì)議地點(diǎn)：洛陽(yáng)大酒店

地址：河南省洛陽(yáng)市澗西區(qū)周山路1號(hào)

會(huì)議內(nèi)容：

一、會(huì)議主題報(bào)告

主題：鑄鋼新技術(shù)新材料應(yīng)用專(zhuān)題研討。

二、專(zhuān)家答疑

大會(huì)將安排國(guó)內(nèi)著名專(zhuān)家、作現(xiàn)場(chǎng)答疑。

三、中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)鑄鋼工作委員會(huì)理事會(huì)會(huì)議

四、企業(yè)形象展示

會(huì)議期間專(zhuān)設(shè)企業(yè)形象展示和資料臺(tái)，會(huì)務(wù)組統(tǒng)一安排。

五、報(bào)名截止日期：2015年8月30日

會(huì)議日程：9月9日，會(huì)議代表報(bào)到。

9月10日，大會(huì)專(zhuān)題報(bào)告會(huì)（全天）。

9月11日上午，參觀中信重工；下午參觀交流(2015洛陽(yáng)工業(yè)（裝備）博覽會(huì))。

會(huì)務(wù)費(fèi)：1300元/人。

參會(huì)代表住宿費(fèi)自理，特約代表的住宿由會(huì)議主辦方統(tǒng)一安排。

報(bào)到地點(diǎn)：河南省洛陽(yáng)市澗西區(qū)周山路1號(hào)洛陽(yáng)大酒店,酒店電話：0379-60660000,聯(lián)系人趙莉：15037976229。

交通指南：洛陽(yáng)龍門(mén)高鐵站/洛陽(yáng)站：乘坐28路車(chē)在“周山路南昌路口東”站下車(chē)即到洛陽(yáng)大酒店。

論文征集通知：

經(jīng)中鑄協(xié)鑄鋼工作委員會(huì)七屆二次委員會(huì)商量決定：2015年年會(huì)9月在河南洛陽(yáng)召開(kāi)。為了把本次會(huì)議開(kāi)好，進(jìn)一步提升我國(guó)鑄鋼件的產(chǎn)品質(zhì)量和管理水平，使之確實(shí)成為鑄鋼行業(yè)的盛會(huì)，真誠(chéng)歡迎廣大鑄造廠家、鑄造專(zhuān)家、院校教授和老師等積極參與，踴躍投稿，組委會(huì)將組織專(zhuān)家從征文中選出有創(chuàng)意、有價(jià)值的論文安排大會(huì)交流發(fā)言。并將論文收錄到本屆會(huì)議《論文集》。

1.征文范圍：鑄鋼新技術(shù)、新材料，先進(jìn)型（芯）砂材料，鑄造工藝、鑄造設(shè)備、節(jié)能減排、數(shù)字化鑄造、綠色鑄造、企業(yè)管理等有關(guān)內(nèi)容。

2.具體要求：①論文未在國(guó)內(nèi)刊物發(fā)表過(guò)，字?jǐn)?shù)不超過(guò)6000字；②論文以word格式編輯，以附件形式發(fā)送至中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)鑄鋼工作委員會(huì)指定聯(lián)系人郵箱；③論文需注明作者姓名、職務(wù)、職稱(chēng)、傳真、單位、通訊地址及聯(lián)系方式；④論文請(qǐng)與2015年8月15日前提交。

本屆會(huì)議將對(duì)優(yōu)秀論文開(kāi)展評(píng)選及頒獎(jiǎng)活動(dòng)，獲獎(jiǎng)?wù)撐膶⑼扑]到相關(guān)雜志進(jìn)行發(fā)表。

聯(lián)系人：

劉平 ：13826308712 E-mail:Lqpsgsz@163.com

施加林：15606173325 E-mail:Sjl1952@icloud.com

傳真：0510-85226773 (中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)鑄鋼工作委員會(huì) 供稿）

福士科參加德國(guó)鑄造展

2015年6月，國(guó)際冶金鑄造展在德國(guó)杜塞爾多夫成功舉辦，福士科設(shè)立了有史以來(lái)的最大展位。福士科展臺(tái)規(guī)模宏大，面積達(dá)1 200平方米。福士科展臺(tái)劃分為三個(gè)展區(qū)，分別展現(xiàn)鑄鐵、鑄鋼以及鑄鋁工藝技術(shù)的最新成就。

來(lái)自28個(gè)國(guó)家和地區(qū)的福士科員工參加了此次展會(huì)，參加者人數(shù)和客戶的咨詢數(shù)量都創(chuàng)下新的記錄。同時(shí)福士科網(wǎng)站有關(guān)德國(guó)鑄造展的網(wǎng)頁(yè)（www. fosco-at-gifa.de）的訪問(wèn)量也在此期間激增。

在“助力鑄造廠業(yè)務(wù)發(fā)展”這個(gè)主題之下，45件/套展品和55個(gè)實(shí)際應(yīng)用案例展示了福士科如何通過(guò)產(chǎn)品和應(yīng)用技術(shù)的不斷進(jìn)步滿足并超越客戶日益增長(zhǎng)的對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性的要求。

具體亮點(diǎn)包括：

·STELEX ZR ULTRA和SEDEX ULTRA高流量速度，高孔隙率框架過(guò)濾器在鑄鋼鑄鐵中去除夾雜的應(yīng)用；

·FEEDEX和KALMINEX冒口運(yùn)用于迪砂自動(dòng)造型線，促進(jìn)鑄件出品率顯著提高；

·蠕墨鑄鐵生產(chǎn)解決方案；

·球墨鑄鐵生產(chǎn)INITEK球化孕育處理工藝的最新進(jìn)展，包括溫度控制、MSI+DC動(dòng)態(tài)孕育以及ITACA熱分析；

·涂料密度控制的設(shè)備和技術(shù)在大批量汽車(chē)鑄件鑄造廠的應(yīng)用；

·鑄鋁用SOLOSIL TX無(wú)機(jī)粘結(jié)劑；

·SMARTT金屬液處理智能化控制；

·INSURAL 安全轉(zhuǎn)運(yùn)包；

配合這次展會(huì)，福士科新出版了22篇學(xué)術(shù)論文，而且在與展會(huì)同期舉辦的技術(shù)論壇上宣講，展示了STELEX ULTRA先進(jìn)的鑄鋼過(guò)濾器，以及SOLOSIL TX無(wú)機(jī)粘結(jié)劑。

此外，在福士科展臺(tái)上還定時(shí)舉辦了4個(gè)現(xiàn)場(chǎng)演示。

·福士科在西班牙日產(chǎn)汽車(chē)鑄造廠的產(chǎn)品應(yīng)用和解決方案；

·鑄鐵熔煉車(chē)間過(guò)程控制；

·SOLOSIL TX無(wú)機(jī)粘結(jié)劑；

·SMARTT-旋轉(zhuǎn)除氣過(guò)程控制。

福士科全球總裁格倫考伊評(píng)價(jià)說(shuō)：“參觀者的數(shù)量以及他們咨詢的問(wèn)題反映了鑄造企業(yè)對(duì)技術(shù)創(chuàng)新、質(zhì)量穩(wěn)定性、產(chǎn)品出品率和工藝控制等要求與日俱增。現(xiàn)場(chǎng)演示很受歡迎，表明在給鑄造廠創(chuàng)造最大價(jià)值方面，福士科的產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)以及對(duì)客戶工藝流程的深入了解至關(guān)重要。（福士科 供稿）

亞世科化學(xué)推介SOLITECTM 干燥技術(shù)

在中型和大型的鑄件生產(chǎn)時(shí)，快速均勻地干燥耐火涂料極為重要，這一方面是出于對(duì)生產(chǎn)率的考慮，另一方面是出于工藝安全的原因。亞世科化學(xué)憑借其SOLITECTM 干燥技術(shù)產(chǎn)品帶來(lái)了符合這些大中型規(guī)格的鑄件要求的創(chuàng)新解決方案。

快速干燥是關(guān)鍵！

對(duì)鑄造廠來(lái)說(shuō)，干燥涂料需要持續(xù)數(shù)小時(shí)甚至數(shù)日是無(wú)法接受的，而諸如模型干燥設(shè)備或烘干爐這樣的解決方案又依賴(lài)額外的投入。這也是現(xiàn)在大中型的鑄件生產(chǎn)時(shí)，模型和砂芯依舊優(yōu)先選擇使用醇基涂料的原因，因?yàn)榇蓟苛显诒匾獣r(shí)可以點(diǎn)燃干燥。雖然這樣做風(fēng)險(xiǎn)很大，但今天還是有很多鑄造廠選擇這種方案。因?yàn)镋HS（環(huán)境、健康和安全）保護(hù)以及經(jīng)濟(jì)因素兩方面原因，都促使鑄造廠及其供應(yīng)商必須尋求新的解決方案。今天，我們的重點(diǎn)便是研發(fā)高效的水基涂料。

①適用于中型鑄件的SOLITECTM HY涂料

主要是在中型鑄件生產(chǎn)時(shí)，鑄造廠需要快速干燥涂料的解決方案，這種涂料既要能提高生產(chǎn)率，還不能是有害的物質(zhì)。亞世科化學(xué)的專(zhuān)利產(chǎn)品SOLITECTM HY涂料為水基涂料，且能用醇類(lèi)稀釋。不同于傳統(tǒng)的醇基涂料，用于稀釋SOLITECTM HY的醇類(lèi)物質(zhì)著火點(diǎn)更高，且未被列為有害物質(zhì)。由于不再需要危險(xiǎn)物品分類(lèi)，存儲(chǔ)、保險(xiǎn)和運(yùn)輸?shù)耐度爰俺杀窘档汀６♂屚苛希芏?1.0g/cm3）的高出品率也進(jìn)一步具有了降低成本的潛力（表1）。

②適用于大型鑄件且具有干/濕指示器的SOLITECTM DI涂料

我們成功研發(fā)了一種在干燥時(shí)會(huì)出現(xiàn)明顯顏色變化的快速干燥涂料，SOLITECTM DI涂料。

為了避免鑄造缺陷，我們必須做到完全干燥涂層。SOLITECTM DI涂料在干燥過(guò)程中顏色會(huì)發(fā)生變化，可以作為完美的干/濕指示器，同時(shí)也可作為工藝過(guò)程中的品質(zhì)控制手段。

如果砂型或砂芯出現(xiàn)緊實(shí)度不足的區(qū)域，這些區(qū)域會(huì)比周?chē)鷫簩?shí)更好的區(qū)域吸收更多水分，從而需要更長(zhǎng)的時(shí)間干燥。這時(shí)，易辨識(shí)的顏色變化就有助于提高工藝安全性并降低不良率，且更容易檢測(cè)出有缺陷的砂芯和砂型，也能避免有缺陷的鑄件。

在2015年6月16日至20日德國(guó)杜塞爾多夫國(guó)際鑄造展（GIFA）的12號(hào)展廳A22展臺(tái)，亞世科化學(xué)向參觀者展示了關(guān)于SOLITECTM 的干燥技術(shù)。（亞世科化學(xué) 供稿）

保定維爾簽訂大規(guī)格垂直分型自動(dòng)造型線供貨合同

保定維爾為生產(chǎn)“井圈、井蓋、地溝蓋板”等板類(lèi)鑄件開(kāi)發(fā)的大規(guī)格垂直分型無(wú)箱射砂自動(dòng)造型線XZZ4111，日前通過(guò)專(zhuān)家組的方案評(píng)審，已先后簽訂兩條線的供貨合同。

該線砂型尺寸為1100×1050×270～350（mm），具有正反壓板壓實(shí)功能，液壓系統(tǒng)采用多項(xiàng)最新技術(shù)，更節(jié)能和更可靠，操作界面更簡(jiǎn)潔、方便和人性化，生產(chǎn)率為150～200型/小時(shí)。

該線配有同步托持輸送機(jī)和同步皮帶冷卻機(jī)；還可根據(jù)用戶提出的特殊需要在同步托持輸送機(jī)上選裝雙層或多層夾持板，進(jìn)一步提高生產(chǎn)球鐵鑄件的可靠性。該產(chǎn)品的推出，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)大型垂直分型自動(dòng)化生產(chǎn)線的一項(xiàng)空白。（摘自保定維爾公司網(wǎng)站）

中航工業(yè)出資近30億元整合發(fā)動(dòng)機(jī)鑄造項(xiàng)目

中航資本控股股份有限公司2015年4月14日晚公告，其控股股東中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司(中航工業(yè))擬對(duì)下屬四家發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)制造企業(yè)的鑄造相關(guān)業(yè)務(wù)進(jìn)行整合，新設(shè)總出資額近30億元的中航精密鑄造科技有限公司，以突破航空發(fā)動(dòng)機(jī)精密鑄造“瓶頸”。

中航工業(yè)是由中央管理的國(guó)有特大型企業(yè)，全面研發(fā)渦槳、渦軸、渦噴、渦扇等系列發(fā)動(dòng)機(jī)。隨著航空工業(yè)的不斷發(fā)展，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的升級(jí)換代迫在眉睫。中航工業(yè)擬對(duì)中航動(dòng)力股份有限公司、沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司、貴州黎陽(yáng)航空動(dòng)力有限公司、中國(guó)南方航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司四家發(fā)動(dòng)機(jī)主機(jī)制造企業(yè)的鑄造相關(guān)業(yè)務(wù)，包括航空發(fā)動(dòng)機(jī)精鑄葉片、整體精鑄件、薄壁結(jié)構(gòu)件等零部件的研制、生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)，以及陶瓷型芯和鑄造工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)，新工藝、新材料的工程化應(yīng)用研究等進(jìn)行整合，組建中航精密鑄造科技有限公司。（摘自互聯(lián)網(wǎng)）

中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)主辦期刊一覽表

《包裝與食品機(jī)械》

(刊號(hào):CN34-1120/TS)

《材料熱處理學(xué)報(bào)》

(刊號(hào):CN11-4545/TG)

《電加工與模具》

(刊號(hào):CN32-1589/TH)

《鍛壓技術(shù)》

(刊號(hào):CN11-1942/TG)

《粉末冶金技術(shù)》

(刊號(hào):CN11-1947/TF)

《工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào)》

(刊號(hào):CN33-1288/TH)

《焊接》

(刊號(hào):CN23-1174/TG)

《焊接學(xué)報(bào)》

(刊號(hào):CN23-1178/TG)

《機(jī)床與液壓》

(刊號(hào):CN44-1259/TH)

《機(jī)械傳動(dòng)》

(刊號(hào):CN41-1129/TH)

《機(jī)械工程材料》

(刊號(hào):CN31-1336/TB)

《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》

(刊號(hào):CN11-2187/TH)

《機(jī)械強(qiáng)度》

(刊號(hào):CN41-1134/TH)

《機(jī)械設(shè)計(jì)》

(刊號(hào):CN12-1120/TH)

《金剛石與磨料磨具工程》

(刊號(hào):CN41-1243/TG)

《金屬熱處理》

(刊號(hào):CN11-1860/TG)

《理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊(cè)》

(刊號(hào):CN31-1337/TB)

《理化檢驗(yàn)—物理分冊(cè)》

(刊號(hào):CN31-1338/TB)

《流體機(jī)械》

(刊號(hào):CN34-1144/TH)

《汽車(chē)知識(shí)》

(刊號(hào):CN11-4722/TH)

《潤(rùn)滑與密封》

(刊號(hào):CN44-1260/TH)

《設(shè)備管理與維修》

(刊號(hào):CN11-2503/F)

《塑性工程學(xué)報(bào)》

(刊號(hào):CN11-35449/TG)

《特種鑄造及有色合金》

(刊號(hào):CN42-1148/TG)

《無(wú)損檢測(cè)》

(刊號(hào):CN31-1335/TG)

《現(xiàn)代鑄鐵》

(刊號(hào):CN32-1112/TG)

《壓力容器》

(刊號(hào):CN34-1058/TH)

《液壓與氣動(dòng)》

(刊號(hào):CN11-2059/TH)

《制造技術(shù)與機(jī)床》

(刊號(hào):CN11-3398/TH)

《制造業(yè)自動(dòng)化》

(刊號(hào):CN11-4389/TP)

《中國(guó)表面工程》

(刊號(hào):CN11-3905/TG)

《中國(guó)焊接》

(刊號(hào):CN23-1332/TG)

《中國(guó)機(jī)械工程》

(刊號(hào):CN42-1294/TH)

《中國(guó)機(jī)械工程學(xué)報(bào)(英

文版)》

(刊號(hào):CN11-2737/TH)

《中國(guó)鑄造裝備與技術(shù)》

(刊號(hào):CN37-1269/TG)

《鑄造》

(刊號(hào):CN21-1188/TG)

《組合機(jī)床與自動(dòng)化加工

技術(shù)》

(刊號(hào):CN21-1132/TG)

The design and implementation of the control system of the 10MW high power wind turbine blade’s experimental platform

WU?XiaoPing1，WU?HanLing2
（1.Shandong?University?of?Finance?and?Economics，Jinan?250014，?Shandong，China；2.harbin?Institute?of?Technologery，Weihai?264200，Shandong，China?）

This?article?introduces?the?design?and?implementation?of?the?control?system?of?the?10MW?high?power?wind?turbine?blade’s?experimental?platform.?The?experimental?platform?of?wind?turbine?blade?is?the?special?equipment?for?testing?the?performance?of?wind?turbine?blade，?It?is?used?to?simulate?and?test?the?deformation?state?of?the?blade?under?various?stress?conditions，?it?could?test?wind?power?blades?which?reach?86m?in?length?（it?is?the?longest?blade?in?Asia?at?present）.?All?words?consists?of?four?parts，?they?are?introduction?of?the?experimental?platform，?functional?design，?hardware?design?and?software?design.

Wind?turbine?blade；?Automatic?control；?Bus?control；?Blade?test

TG115.5+2;

A；

1006-9658（2015）04-0078-05 DOI：10.3969/j.issn.1006-9658.2015.04.023

2015-03-12

稿件編號(hào):1503-878

吳小平（1962—），男，高級(jí)工程師，主要從事專(zhuān)用數(shù)控裝備數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與研究工作.