專利名稱：構造變形實驗裝置移動操作臺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及實驗操作臺，具體地說是一種構造變形實驗裝置移動操作臺。
背景技術：
構造變形模擬實驗是地質學家研究地質構造特征，形成及演化機制的重要手段和有效方法。目前，構造變形模擬實驗大多是依據相似性三大理論，在實驗室條件下，對預制的地質模型進行多期次、多維度的應力施加，配合不同的邊界條件，模擬形成基本及復雜的地質斷裂結構，研究地質構造的成因及演化機理，對地質構造成因進行定性及定量分析，為油氣藏勘探提供模型依據。通過先導實驗我們發現:操作者需往返于電氣柜與操作臺之間，通過控制電氣控制柜實現應力的加載并不方便；多人協調操作時易發生操作不同步，引起誤操作甚至設備損壞；當發生異常時無法確定故障的原因及位置，因而無法準確快速的解決問題進而影響繼續操作。有鑒于此，針對上述問題，提出一種設計合理且解決了上述缺失的構造變形實驗裝置移動操作臺。
發明內容本實用新型的目的在于提供構造變形實驗裝置移動操作臺，是一種人性化的、可移動的、自動化的操作平臺，能解決電氣控制柜與構造變形實驗臺距離相對較遠，實驗人員操作不方便的問題，同時滿足應力施加控制自動化及實驗裝置安全保護的要求。為了達成上述目的，本實用新型采用了如下技術方案，構造變形實驗裝置移動操作臺，包括主箱體、PLC主控器、可編程式觸摸屏，所述PLC主控器安裝于主箱體內部，所述可編程式觸摸屏安裝于主箱體頂部的控制面板上并且與主箱體內部的PLC主控器相連接；所述主箱體底部設置有移動滾輪。所述主箱體側面設置有與PLC主控器相連的航空接口，所述PLC主控器通過航空接口與電氣控制柜硬件接線相連。所述主箱體頂部還設置有與PLC主控器相連的操作按鈕；所述操作按鈕分別為:電源/急停指示操作復合按鍵、啟動/暫停指示操作復合按鍵、停止/暫停指示操作復合按鍵、報警消音指示操作復合按鍵。所述PLC主控器通過AC/DC模塊連接電源輸入線；所述PLC主控器還連接有啟動、停止及報警三個具備指示功能的控制按鈕。所述移動滾輪可360度旋轉并附有鎖死機構。所述可編程式觸摸屏內嵌于主箱體頂部的控制面板中；可編程式觸摸屏內置有方便程序的下載及實現觸摸屏與PLC數據資料的共享傳遞的串行通訊端口 RS485和USB接□。所述主箱體采用上下兩端寬、中間窄的結構，方便人員腿部活動；所述主箱體高度為90cm，方便人員站立操控；主箱體頂部的控制面板傾斜角度16°，方便人員觀測；所述主箱體為可拆卸結構，方便內部線路整理檢修。還包括有與PLC主控器相連接的安全保護模塊，包括:伺服報警模塊、過載報警模塊、限位報警模塊、通訊異常報警模塊。相較于現有技術，本實用新型具有以下有益效果:本實用新型重點研發了操作臺移動機構，設計了基于觸摸屏與PLC的智能化電氣控制系統。實現了實驗人員在任意工作位置對構造變形實驗裝置的操作，對多角度動力加載裝置速度、力矩及運行位移的靈活控制，對變形系統異常情況的緊急處理及故障顯示，并具備必要的安全保護機制和具有較高的自動化測控水平。構造變形實驗裝置移動操作臺機械結構設計按照人機工學原理，整體設計為箱體結構，底部安裝4個移動滾輪，并附有鎖死機構，操作臺下端開口安裝航空插頭，實現移動操作臺與電氣控制柜有線連接，可編程式觸摸屏內嵌于控制面板，下方設置4個操作指示一體按鍵，其中，(O上述箱體采用上下兩端寬、中間窄的結構，方便人員腿部活動；(2)上述箱體高度為90cm，方便人員站立操控；(3)上述箱體為可拆卸結構，方便內部線路整理檢修；(4)上述控制面板傾斜角度16°，方便人員觀測。構造變形實驗裝置移動操作臺控制系統采用“觸摸屏+PLC”方式實現，其中，觸摸屏實現對實驗數據信息的錄入及設備運行過程的實時數據監測，通過RS485串行通信接口與主控PLC通信，完成對PLC內部寄存器及輸出端口的控制；控制按鈕完成觸摸屏不方便實現的操作，設置啟動、停止及報警三個具備指示功能的控制按鈕，與PLC的IO 口相連，設置電源急停按鈕與系統主電源連接，用于異常情況無法處理的緊急斷電停機；主控PLC對觸摸屏操作的寄存器及數據進行翻譯處理，主要負責完成構造變形模擬實驗裝置的初始化，運行參數設置及運行狀況監視；軟件平臺包括觸摸屏軟件及PLC軟件，主要完成人機交互及各種功能指令的判斷、執行、結束。上述構造變形實驗裝置移動操作臺控制系統，其中，觸摸屏內置有串行通訊端口RS485和USB接口，方便程序的下載及實現觸摸屏與PLC數據資料的共享傳遞。上述構造變形實驗裝置移動操作臺控制系統，其中，觸摸屏與控制按鈕為并行線路，各自單獨操作，實現功能互補。上述構造變形實驗裝置移動操作臺控制系統，其中，軟件平臺采用模塊化設計，每一功能設置一個模塊，各模塊相互獨立，可實現手動、自動功能的切換。構造變形實驗裝置移動操作臺安全保護機制，包括加載位置保護、加載應力扭矩保護、異常故障處理，其中，加載位置保護由觸摸屏限制數據輸入范圍，使操作人員無法輸入范圍之外的數據，并配合動力加載單元的軟、硬限位共同實現；加載應力扭矩保護由觸摸屏扭矩輸入限制界面控制，對機械裝置進行保護；異常故障處理采用分級處理、集中配置模式，由PLC控制，觸摸屏顯示。上述構造變形實驗裝置移動操作臺安全保護機制，其中，運行位移、運行速度、輸出扭矩根據需要進行不同設定，運行速度范圍為Omm/s-1.5mm/s，輸出扭矩可達20000公斤力；上述構造變形實驗裝置移動操作臺安全保護機制，其中，異常故障報警包括:伺服報警、過載報警、限位報警、通訊異常報警。[0024]采用本構造變形裝置電氣控制系統移動操作臺技術方案后，可以實現人員于構造變形實驗中不受操控位置限制，提高人員操控的舒適度，提供手動控制與自動控制兩種工作方式，實現對動力加載單元運行速度、位移及扭矩的精確控制，實現實驗過程的運行指示、應急處置及安全保護，提高了整個實驗系統的精確性與穩定性，為油氣成藏研究進一步提供理論上的指導。

圖1為本實用新型的構造變形實驗裝置移動操作臺主視圖；圖2為圖1的左視圖；圖3為構造變形實驗裝置移動操作臺電氣控制系統原理圖。圖中:主箱體1、航空接口 2、移動滾輪3、可編程式觸摸屏4、操作按鈕5、AC/DC模塊7、PLC主控器8、急停按鈕9、啟動、暫停及報警按鈕10。
具體實施方式
有關本實用新型的詳細說明及技術內容，配合附圖說明如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，并非用來對本實用新型加以限制。參照附圖1-3，構造變形實驗裝置移動操作臺，包括主箱體1、PLC主控器8、可編程式觸摸屏4，所述PLC主控器安裝于主箱體內部，所述PLC主控器通過AC/DC模塊7連接電源輸入線。所述可編程式觸摸屏安裝于主箱體頂部并且與主箱體內部的PLC主控器相連接；所述主箱體底部設置有移動滾輪3。所述移動滾輪可360度旋轉移動并附有鎖死機構。操作臺可以移動到實驗室內任一工作位置，實現對構造變形過程的最佳監控。主箱體，用于承載操作臺各種設備及通訊連接線；主箱體I為可拆卸式，便于隨時布置及檢查內部線路；(I)上述箱體采用上下兩端寬、中間窄的結構，方便人員腿部活動；
(2)上述箱體高度為90cm，方便人員站立操控；(3)上述箱體為可拆卸結構，方便內部線路整理檢修；(4)上述控制面板傾斜角度16°，方便人員觀測。觸摸屏，實現對實驗數據信息錄入及設備運行過程的實時數據監測；PLC主控器，通過與觸摸屏的通信，實現構造變形過程的系統初始設置、運行參數設置及運行狀況監視。所述主箱體側面設置有與PLC主控器相連的航空接口 2，所述PLC主控器通過航空接口與電氣控制柜硬件接線相連。所述主箱體頂部還設置有與PLC主控器相連的操作按鈕5。操作按鈕5分別為:電源/急停指示操作復合按鍵、啟動/暫停指示操作復合按鍵、停止/暫停指示操作復合按鍵、報警消音指示操作復合按鍵。操作按鈕完成觸摸屏不能實現的動作，如自動運行模式下的啟動、停止，系統電源急停等；工作人員通過操作觸摸屏及按鈕，實現對動力加載裝置運行速度、位移、輸出扭矩的控制，完成對預制地質模型進行精確的應力施加。所述可編程式觸摸屏內嵌于主箱體頂部的控制面板中，提高操作界面可視性；開發觸摸屏應用程序具備主菜單、系統設備選擇、手動工作(同步、回零點、設軟限、位移停止置零)、自動工作及故障報警等功能。參見圖3，本發明的構造變形實驗裝置移動操作臺的電氣控制系統，包括觸摸屏4、AC/DC模塊7、PLC主控器8、急停按鈕9、啟動、暫停及報警按鈕10，其中，[0036]1.觸摸屏6實現對實驗數據信息的錄入及設備運行過程的實時數據監測，通過RS485串行通信接口與PLC主控器8通信，完成對PLC內部寄存器及輸出端口的控制；2.啟動、停止及報警三個具備指示功能的控制按鈕10，與PLC的IO 口相連，設置電源急停按鈕9與系統主電源連接，用于異常情況無法處理的緊急斷電停機；3.PLC主控器8對觸摸屏操作的寄存器及數據進行翻譯處理，主要負責完成構造變形模擬實驗裝置的初始化，運行參數設置及運行狀況監視。上述控制系統軟件平臺包括觸摸屏軟件及PLC軟件，主要完成人機交互及各種功能指令的判斷、執行、結束。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，非用以限定本實用新型的專利范圍，其他運用本實用新型的專利精神的等效變化，均應俱屬本實用新型的專利范圍。
權利要求1.構造變形實驗裝置移動操作臺，其特征在于，包括主箱體、PLC主控器、可編程式觸摸屏，所述PLC主控器安裝于主箱體內部，所述可編程式觸摸屏安裝于主箱體頂部的控制面板上并且與主箱體內部的PLC主控器相連接；所述主箱體底部設置有移動滾輪。
2.根據權利要求1所述的構造變形實驗裝置移動操作臺，其特征在于，所述主箱體側面設置有與PLC主控器相連的航空接口，所述PLC主控器通過航空接口與電氣控制柜硬件接線相連。
3.根據權利要求1所述的構造變形實驗裝置移動操作臺，其特征在于，所述主箱體頂部還設置有與PLC主控器相連的操作按鈕；所述操作按鈕分別為:電源/急停指示操作復合按鍵、啟動/暫停指示操作復合按鍵、停止/暫停指示操作復合按鍵、報警消音指示操作復合按鍵。
4.根據權利要求1所述的構造變形實驗裝置移動操作臺，其特征在于，所述PLC主控器通過AC/DC模塊連接電源輸入線；所述PLC主控器還連接有啟動、停止及報警三個具備指示功能的控制按鈕。
5.根據權利要求1所述的構造變形實驗裝置移動操作臺，其特征在于，所述移動滾輪可360度旋轉并附有鎖死機構。
6.根據權利要求1所述的構造變形實驗裝置移動操作臺，其特征在于，所述可編程式觸摸屏內嵌于主箱體頂部的控制面板中；可編程式觸摸屏內置有方便程序的下載及實現觸摸屏與PLC數據資料的共享傳遞的串行通訊端口 RS485和USB接口。
7.根據權利要求1所述的構造變形實驗裝置移動操作臺，其特征在于，所述主箱體采用上下兩端寬、中間窄的結構，方便人員腿部活動；所述主箱體高度為90cm，方便人員站立操控；主箱體頂部的控制面板傾斜角度16°，方便人員觀測；所述主箱體為可拆卸結構，方便內部線路整理檢修。
8.根據權利要求1所述的構造變形實驗裝置移動操作臺，其特征在于，還包括有與PLC主控器相連接的安全保護模塊，包括:伺服報警模塊、過載報警模塊、限位報警模塊、通訊異常報警模塊。
專利摘要本實用新型公開了構造變形實驗裝置移動操作臺，包括主箱體、PLC主控器、可編程式觸摸屏，所述PLC主控器安裝于主箱體內部，所述可編程式觸摸屏安裝于主箱體頂部的控制面板上并且與主箱體內部的PLC主控器相連接；所述主箱體底部設置有移動滾輪。本實用新型是一種人性化的、可移動的、自動化的操作平臺，能解決電氣控制柜與構造變形實驗臺距離相對較遠，實驗人員操作不方便的問題，同時滿足應力施加控制自動化及實驗裝置安全保護的要求。
文檔編號G09B25/06GK203165343SQ20132014259
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月27日 優先權日2013年3月27日
發明者王學軍, 單亦先, 王永詩, 任旭虎, 熊偉, 向立宏, 劉克奇, 解玉寶, 劉華夏, 伍松柏, 李友強, 楊永紅 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司地質科學研究院