船用电梯测试系统方案剖析.doc

船用电梯实验系统 技术方案 二0一五年七月 目 录 1. 总体性能指标 3 1.1. 主要功能 3 1.2. 性能指标 3 2. 系统组成 4 3. 系统工作原理 6 3.1 承载机架 8 3.2运动框架 9 3.3轴承 10 3.4 伺服电机 10 3.5 力矩传感器 12 3.6 减速器 13 4. 伺服控制系统 14 任务管理单元 15 运动控制柜 15 4.1伺服控制软件 17 系统管理与监控软件 17 伺服控制应用软件 19 4.2电机启动柜 20 4.3连接电缆 21 4.4系统与外部的接口 22 机械接口 22 电气接口 22 5. 配套条件 22 5.1配电 22 5.2地线要求 22 6. 设备布置 22  总体性能指标 主要功能 1、主要功能：运动平台实现绕X轴或Y轴运动且满足精度及速度要求。 2、监控功能：运动平台实时姿态，运动速度实时反馈，并实时绘制对应曲线。 3、安全功能：非正常断电后，平台停止在当前位置；运行过程中，若有故障， 平台立即停止在当前位置，并返回错误代码。 4 附加功能： 可以实时读取压力传感器数据，并实时返回给上位机。 5 读取波浪谱：读取波浪谱姿态文件，并执行相应指令，可模拟各种海况。 性能指标 1、总体性能指标 （1）外形尺寸（长*宽*高）：10000mm*7000mm*15000mm （2）总重量（活动部件）：约15000kg。 （3）总功率需求：三相380VAC，波动范围：-10%～+10%；容量30KVA。 （4）运动范围：X轴：-12°～12°；Y轴：-7.5°～7.5° （5）额定运行速度：7.55 °/s 2、外框架驱动装置 （1）功率需求：三相380VAC，波动范围：-10%～+10%；容量15KVA。 （2）额定输出扭矩： 40KN.M。 （3）额定输出速度： 7.55 °/s （4）扭矩传感器测量精度：±0.3%。 （5）扭矩传感器量程：0-50KN.M。 (6) 减速机减速比：1:710 3、内框架驱动装置 （1）功率需求：三相380VAC，波动范围：-10%～+10%；容量15KVA。 （2）额定输出扭矩： 40KN.M。 （3）额定输出速度：7.55 °/s （4）扭矩传感器测量精度：±0.3%。 （5）扭矩传感器量程： 0-50KN.M。 （6）减速机减速比：1:710 4、电梯参数 （1）电梯轿厢长1.4米，宽1.1米，?高15米，重10吨，左右摇摆角度±12度，周期10秒，前后摇摆角度±7.5度，周期7.5秒。测试时桥箱需要上下移动，重量800kg。?整个设备占地50平米 额定载荷下，全行程往复工作寿命不小于1×107次，存储寿命不小于48个月。 7、噪声 平台系统以5°/s速度运动时，距平台系统1m处的噪声强度低于70dB。 8、安全功能 系统设计安全系数：机械设计安全系数不小于3.0，驱动裕度不小于3.0。 9、电气安全特性：电源波动±20%或突然断电，系统能不受损坏，恢复供电重新启动后保证可正常工作。 10、环境条件 （1）工作温度： 室内设备-10～50(C，室外设备-20～60(C （2） 储存温度： -40～65(C （3） 相对湿度： 95%(3%（40(C） 11、可靠性和可维修性 （1） 平台系统一次连续工作时间不低于48小时。 （2） 使用寿命不小于22000小时。 （3） 平均无故障时间MTBF≥2200小时。 （4）平均维修时间MTBF4小时。 12、供电条件要求 （1）三相380VAC，波动范围：-10%～+10%； （2）容量30KVA。 系统组成 系统包括机架总成（支撑塔基），外固定框架总成，电梯总成，运动框架总成，伺服电机-减速机总成，驱动器系统，高速微型控制器，综合控制监测系统。见图2-1。 机架总成：是有效载荷的安装基面，能够承受足够大的力冲击； 固定框架总成：由承载机架、活动部件安装基座、电机及减速机安装基座等组成。其主要功能承载活动部件负载，提供活动部件安装机架，提供减速机及伺服电机安装机架； 电梯总成：由电梯框架、电梯轿厢、配重系统及电气系统等组成； 运动框架总成：框架、活动部件安装基座、电机及减速机安装基座等组成。其主要功能承载活动部件负载，提供活动部件安装机架，提供减速机及伺服电机安装机架； 伺服电机-减速机总成：由伺服电机、减速机、扭力传感器等组成。根据指令输出扭矩及转速； 驱动器系统：接收用户控制指令，通过控制伺服电机的输入，对伺服电机的输出转速，扭矩和转角进行控制，达到精确控制伺服电机的目的； 高速微型控制器：用于数