[发明专利]一种风电叶片双轴疲劳试验台PLC控制系统

说明书

一种风电叶片双轴疲劳试验台PLC控制系统，包括PLC控制器、位移传感器、位置开关、激振液压缸、比例伺服阀、伺服阀放大器以及液压机构；伺服阀放大器连接PLC控制器的输出端；位移传感器和位置开关连接PLC控制器的输入端；比例伺服阀连接伺服阀放大器和激振液压缸，激振液压缸设置四个，在叶片的四个方向上，激振液压缸两两相对设置；激振液压缸用于向叶片挥舞方向以及叶片摆振方向施加任意大小的载荷；位置开关传感器用于测定激振液压缸的初始原点位置，位移传感器用于反馈激振液压缸的实际输出位移、速度和加速度；PLC控制器改变激振液压缸的流量，实现风电叶片挥舞方向和摆振方向的任意加载，实现全面控制风电叶片双轴疲劳试验台的目的。

技术领域

本发明属于制造技术领域，主要涉及一种液压控制系统，具体是一种风电叶片双轴疲劳试验台PLC控制系统。

背景技术

随着各国能源发展日趋低碳化，清洁能源发电的占比逐年上涨，具体到我国国情，风电已成为清洁电能的主要发展方向。随着风电产业迅速发展，风电叶片的尺寸长度达到80米甚至100米，服役过程中的安全问题逐年突出。为了在服役前分析和预测风电叶片的疲劳特性，需要开展风电叶片疲劳试验。然而目前，风电叶片疲劳加载方式主要为单轴加载，其控制系统也只能满足单向加载装置的控制，例如专利CN202710300U公开了一种用于兆瓦级风力发电机叶片的疲劳试验装置，可实现单方向加载的控制。近年来，经过大量研究，人们逐渐意识到，双轴加载在模拟风电叶片实际服役工况方面相对于单轴加载具有绝对的优势，所以风电叶片双轴疲劳试验台的开发成为热点；但目前还缺少实现风电叶片双轴疲劳试验台的精确控制系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风电叶片双轴疲劳试验台PLC控制系统，实现风电叶片挥舞方向(垂直于叶片弦长的方向)和摆振方向(平行于叶片弦长的方向)的任意加载，最终达到全面控制风电叶片双轴疲劳试验台的目的。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种风电叶片双轴疲劳试验台PLC控制系统，包括PLC控制器、位移传感器、位置开关、激振液压缸、比例伺服阀、伺服阀放大器以及用于驱动激振液压缸的液压机构；伺服阀放大器连接PLC控制器的输出端；位移传感器和位置开关连接PLC控制器的输入端；比例伺服阀连接伺服阀放大器，比例伺服阀连接激振液压缸，激振液压缸设置有四个，分别设置在叶片的四个方向，激振液压缸用于向叶片挥舞方向以及叶片摆振方向施加任意大小的载荷；位置开关传感器用于测定激振液压缸的初始原点位置，位移传感器用于反馈激振液压缸的实际输出位移、速度和加速度。

位移传感器每个激振液压缸的输出端或液压缸输出端与叶片的连接处。

激振液压缸的输出端与叶片连接处设置有应力传感器。

激振液压缸包括第一激振液压缸、第二激振液压缸、第三激振液压缸和第四激振液压缸；

第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器和第四位移传感器4分别对应监测第一激振液压缸、第二激振液压缸、第三激振液压缸和第四激振液压缸的实际输出位移、速度和加速度；

第一位置开关传感器SQ1、第二位置开关传感器SQ2、第三位置开关传感器SQ3和第四位置开关传感器SQ4分别对应监测分别对应监测第一激振液压缸、第二激振液压缸、第三激振液压缸和第四激振液压缸输出端的位移。

液压机构包括油泵马达、油箱、比例放大器、压力比例阀、压力传感器以及温度传感器；油泵马达连接PLC控制器，压力传感器用于监测油泵马达的压力，温度传感器用于监测油箱温度，比例放大器连接PLC控制器与压力比例阀，压力比例阀连接油箱，比例放大器连接PLC控制器。

比例伺服阀连接压力比例阀。

压力传感器、温度变送器以及比例放大器与PLC控制器通过模数模块连接，伺服阀放大器通过数模模块与PLC控制器连接。