專利名稱：構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，具體地說(shuō)是一種構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)。
背景技術(shù)：
構(gòu)造變形模擬實(shí)驗(yàn)是地質(zhì)學(xué)家研究地質(zhì)構(gòu)造特征，形成及演化機(jī)制的重要手段和有效方法。目前，構(gòu)造變形模擬實(shí)驗(yàn)大多是依據(jù)相似性三大理論，在實(shí)驗(yàn)室條件下，對(duì)預(yù)制的地質(zhì)模型進(jìn)行多期次、多維度的應(yīng)力施加，配合不同的邊界條件，模擬形成基本及復(fù)雜的地質(zhì)斷裂結(jié)構(gòu)，研究地質(zhì)構(gòu)造的成因及演化機(jī)理，對(duì)地質(zhì)構(gòu)造成因進(jìn)行定性及定量分析，為油氣藏勘探提供模型依據(jù)。通過(guò)先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn):操作者需往返于電氣柜與操作臺(tái)之間，通過(guò)控制電氣控制柜實(shí)現(xiàn)應(yīng)力的加載并不方便；多人協(xié)調(diào)操作時(shí)易發(fā)生操作不同步，引起誤操作甚至設(shè)備損壞；當(dāng)發(fā)生異常時(shí)無(wú)法確定故障的原因及位置，因而無(wú)法準(zhǔn)確快速的解決問(wèn)題進(jìn)而影響繼續(xù)操作。有鑒于此，針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種設(shè)計(jì)合理且解決了上述缺失的構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)，是一種人性化的、可移動(dòng)的、自動(dòng)化的操作平臺(tái)，能解決電氣控制柜與構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)臺(tái)距離相對(duì)較遠(yuǎn)，實(shí)驗(yàn)人員操作不方便的問(wèn)題，同時(shí)滿足應(yīng)力施加控制自動(dòng)化及實(shí)驗(yàn)裝置安全保護(hù)的要求。為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案，構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)，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(nèi)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(nèi)部的PLC主控器相連接；所述主箱體底部設(shè)置有移動(dòng)滾輪。所述主箱體側(cè)面設(shè)置有與PLC主控器相連的航空接口，所述PLC主控器通過(guò)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(shè)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(fù)合按鍵、啟動(dòng)/暫停指示操作復(fù)合按鍵、停止/暫停指示操作復(fù)合按鍵、報(bào)警消音指示操作復(fù)合按鍵。所述PLC主控器通過(guò)AC/DC模塊連接電源輸入線；所述PLC主控器還連接有啟動(dòng)、停止及報(bào)警三個(gè)具備指示功能的控制按鈕。所述移動(dòng)滾輪可360度旋轉(zhuǎn)并附有鎖死機(jī)構(gòu)。所述可編程式觸摸屏內(nèi)嵌于主箱體頂部的控制面板中；可編程式觸摸屏內(nèi)置有方便程序的下載及實(shí)現(xiàn)觸摸屏與PLC數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)，方便人員腿部活動(dòng)；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(cè)；所述主箱體為可拆卸結(jié)構(gòu)，方便內(nèi)部線路整理檢修。還包括有與PLC主控器相連接的安全保護(hù)模塊，包括:伺服報(bào)警模塊、過(guò)載報(bào)警模塊、限位報(bào)警模塊、通訊異常報(bào)警模塊。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下有益效果:本實(shí)用新型重點(diǎn)研發(fā)了操作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)了基于觸摸屏與PLC的智能化電氣控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)人員在任意工作位置對(duì)構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置的操作，對(duì)多角度動(dòng)力加載裝置速度、力矩及運(yùn)行位移的靈活控制，對(duì)變形系統(tǒng)異常情況的緊急處理及故障顯示，并具備必要的安全保護(hù)機(jī)制和具有較高的自動(dòng)化測(cè)控水平。構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按照人機(jī)工學(xué)原理，整體設(shè)計(jì)為箱體結(jié)構(gòu)，底部安裝4個(gè)移動(dòng)滾輪，并附有鎖死機(jī)構(gòu)，操作臺(tái)下端開(kāi)口安裝航空插頭，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)操作臺(tái)與電氣控制柜有線連接，可編程式觸摸屏內(nèi)嵌于控制面板，下方設(shè)置4個(gè)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(jié)構(gòu)，方便人員腿部活動(dòng)；(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(jié)構(gòu)，方便內(nèi)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(cè)。構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)控制系統(tǒng)采用“觸摸屏+PLC”方式實(shí)現(xiàn)，其中，觸摸屏實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息的錄入及設(shè)備運(yùn)行過(guò)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，通過(guò)RS485串行通信接口與主控PLC通信，完成對(duì)PLC內(nèi)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(shí)現(xiàn)的操作，設(shè)置啟動(dòng)、停止及報(bào)警三個(gè)具備指示功能的控制按鈕，與PLC的IO 口相連，設(shè)置電源急停按鈕與系統(tǒng)主電源連接，用于異常情況無(wú)法處理的緊急斷電停機(jī)；主控PLC對(duì)觸摸屏操作的寄存器及數(shù)據(jù)進(jìn)行翻譯處理，主要負(fù)責(zé)完成構(gòu)造變形模擬實(shí)驗(yàn)裝置的初始化，運(yùn)行參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行狀況監(jiān)視；軟件平臺(tái)包括觸摸屏軟件及PLC軟件，主要完成人機(jī)交互及各種功能指令的判斷、執(zhí)行、結(jié)束。上述構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)控制系統(tǒng)，其中，觸摸屏內(nèi)置有串行通訊端口RS485和USB接口，方便程序的下載及實(shí)現(xiàn)觸摸屏與PLC數(shù)據(jù)資料的共享傳遞。上述構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)控制系統(tǒng)，其中，觸摸屏與控制按鈕為并行線路，各自單獨(dú)操作，實(shí)現(xiàn)功能互補(bǔ)。上述構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)控制系統(tǒng)，其中，軟件平臺(tái)采用模塊化設(shè)計(jì)，每一功能設(shè)置一個(gè)模塊，各模塊相互獨(dú)立，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)功能的切換。構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)安全保護(hù)機(jī)制，包括加載位置保護(hù)、加載應(yīng)力扭矩保護(hù)、異常故障處理，其中，加載位置保護(hù)由觸摸屏限制數(shù)據(jù)輸入范圍，使操作人員無(wú)法輸入范圍之外的數(shù)據(jù)，并配合動(dòng)力加載單元的軟、硬限位共同實(shí)現(xiàn)；加載應(yīng)力扭矩保護(hù)由觸摸屏扭矩輸入限制界面控制，對(duì)機(jī)械裝置進(jìn)行保護(hù)；異常故障處理采用分級(jí)處理、集中配置模式，由PLC控制，觸摸屏顯示。上述構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)安全保護(hù)機(jī)制，其中，運(yùn)行位移、運(yùn)行速度、輸出扭矩根據(jù)需要進(jìn)行不同設(shè)定，運(yùn)行速度范圍為Omm/s-1.5mm/s，輸出扭矩可達(dá)20000公斤力；上述構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)安全保護(hù)機(jī)制，其中，異常故障報(bào)警包括:伺服報(bào)警、過(guò)載報(bào)警、限位報(bào)警、通訊異常報(bào)警。[0024]采用本構(gòu)造變形裝置電氣控制系統(tǒng)移動(dòng)操作臺(tái)技術(shù)方案后，可以實(shí)現(xiàn)人員于構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)中不受操控位置限制，提高人員操控的舒適度，提供手動(dòng)控制與自動(dòng)控制兩種工作方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力加載單元運(yùn)行速度、位移及扭矩的精確控制，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的運(yùn)行指示、應(yīng)急處置及安全保護(hù)，提高了整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的精確性與穩(wěn)定性，為油氣成藏研究進(jìn)一步提供理論上的指導(dǎo)。

圖1為本實(shí)用新型的構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)主視圖；圖2為圖1的左視圖；圖3為構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)電氣控制系統(tǒng)原理圖。圖中:主箱體1、航空接口 2、移動(dòng)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(dòng)、暫停及報(bào)警按鈕10。
具體實(shí)施方式
有關(guān)本實(shí)用新型的詳細(xì)說(shuō)明及技術(shù)內(nèi)容，配合附圖說(shuō)明如下，然而附圖僅提供參考與說(shuō)明之用，并非用來(lái)對(duì)本實(shí)用新型加以限制。參照附圖1-3，構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)，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(nèi)部，所述PLC主控器通過(guò)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(nèi)部的PLC主控器相連接；所述主箱體底部設(shè)置有移動(dòng)滾輪3。所述移動(dòng)滾輪可360度旋轉(zhuǎn)移動(dòng)并附有鎖死機(jī)構(gòu)。操作臺(tái)可以移動(dòng)到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)任一工作位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)造變形過(guò)程的最佳監(jiān)控。主箱體，用于承載操作臺(tái)各種設(shè)備及通訊連接線；主箱體I為可拆卸式，便于隨時(shí)布置及檢查內(nèi)部線路；(I)上述箱體采用上下兩端寬、中間窄的結(jié)構(gòu)，方便人員腿部活動(dòng)；
(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(jié)構(gòu)，方便內(nèi)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(cè)。觸摸屏，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息錄入及設(shè)備運(yùn)行過(guò)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)；PLC主控器，通過(guò)與觸摸屏的通信，實(shí)現(xiàn)構(gòu)造變形過(guò)程的系統(tǒng)初始設(shè)置、運(yùn)行參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行狀況監(jiān)視。所述主箱體側(cè)面設(shè)置有與PLC主控器相連的航空接口 2，所述PLC主控器通過(guò)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(shè)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(fù)合按鍵、啟動(dòng)/暫停指示操作復(fù)合按鍵、停止/暫停指示操作復(fù)合按鍵、報(bào)警消音指示操作復(fù)合按鍵。操作按鈕完成觸摸屏不能實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作，如自動(dòng)運(yùn)行模式下的啟動(dòng)、停止，系統(tǒng)電源急停等；工作人員通過(guò)操作觸摸屏及按鈕，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力加載裝置運(yùn)行速度、位移、輸出扭矩的控制，完成對(duì)預(yù)制地質(zhì)模型進(jìn)行精確的應(yīng)力施加。所述可編程式觸摸屏內(nèi)嵌于主箱體頂部的控制面板中，提高操作界面可視性；開(kāi)發(fā)觸摸屏應(yīng)用程序具備主菜單、系統(tǒng)設(shè)備選擇、手動(dòng)工作(同步、回零點(diǎn)、設(shè)軟限、位移停止置零)、自動(dòng)工作及故障報(bào)警等功能。參見(jiàn)圖3，本發(fā)明的構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)的電氣控制系統(tǒng)，包括觸摸屏4、AC/DC模塊7、PLC主控器8、急停按鈕9、啟動(dòng)、暫停及報(bào)警按鈕10，其中，[0036]1.觸摸屏6實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息的錄入及設(shè)備運(yùn)行過(guò)程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，通過(guò)RS485串行通信接口與PLC主控器8通信，完成對(duì)PLC內(nèi)部寄存器及輸出端口的控制；2.啟動(dòng)、停止及報(bào)警三個(gè)具備指示功能的控制按鈕10，與PLC的IO 口相連，設(shè)置電源急停按鈕9與系統(tǒng)主電源連接，用于異常情況無(wú)法處理的緊急斷電停機(jī)；3.PLC主控器8對(duì)觸摸屏操作的寄存器及數(shù)據(jù)進(jìn)行翻譯處理，主要負(fù)責(zé)完成構(gòu)造變形模擬實(shí)驗(yàn)裝置的初始化，運(yùn)行參數(shù)設(shè)置及運(yùn)行狀況監(jiān)視。上述控制系統(tǒng)軟件平臺(tái)包括觸摸屏軟件及PLC軟件，主要完成人機(jī)交互及各種功能指令的判斷、執(zhí)行、結(jié)束。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，非用以限定本實(shí)用新型的專利范圍，其他運(yùn)用本實(shí)用新型的專利精神的等效變化，均應(yīng)俱屬本實(shí)用新型的專利范圍。
權(quán)利要求1.構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)，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(nèi)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(nèi)部的PLC主控器相連接；所述主箱體底部設(shè)置有移動(dòng)滾輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)，其特征在于，所述主箱體側(cè)面設(shè)置有與PLC主控器相連的航空接口，所述PLC主控器通過(guò)航空接口與電氣控制柜硬件接線相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)，其特征在于，所述主箱體頂部還設(shè)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(fù)合按鍵、啟動(dòng)/暫停指示操作復(fù)合按鍵、停止/暫停指示操作復(fù)合按鍵、報(bào)警消音指示操作復(fù)合按鍵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)，其特征在于，所述PLC主控器通過(guò)AC/DC模塊連接電源輸入線；所述PLC主控器還連接有啟動(dòng)、停止及報(bào)警三個(gè)具備指示功能的控制按鈕。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)，其特征在于，所述移動(dòng)滾輪可360度旋轉(zhuǎn)并附有鎖死機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)，其特征在于，所述可編程式觸摸屏內(nèi)嵌于主箱體頂部的控制面板中；可編程式觸摸屏內(nèi)置有方便程序的下載及實(shí)現(xiàn)觸摸屏與PLC數(shù)據(jù)資料的共享傳遞的串行通訊端口 RS485和USB接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)，其特征在于，所述主箱體采用上下兩端寬、中間窄的結(jié)構(gòu)，方便人員腿部活動(dòng)；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(cè)；所述主箱體為可拆卸結(jié)構(gòu)，方便內(nèi)部線路整理檢修。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)，其特征在于，還包括有與PLC主控器相連接的安全保護(hù)模塊，包括:伺服報(bào)警模塊、過(guò)載報(bào)警模塊、限位報(bào)警模塊、通訊異常報(bào)警模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)裝置移動(dòng)操作臺(tái)，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(nèi)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(nèi)部的PLC主控器相連接；所述主箱體底部設(shè)置有移動(dòng)滾輪。本實(shí)用新型是一種人性化的、可移動(dòng)的、自動(dòng)化的操作平臺(tái)，能解決電氣控制柜與構(gòu)造變形實(shí)驗(yàn)臺(tái)距離相對(duì)較遠(yuǎn)，實(shí)驗(yàn)人員操作不方便的問(wèn)題，同時(shí)滿足應(yīng)力施加控制自動(dòng)化及實(shí)驗(yàn)裝置安全保護(hù)的要求。
文檔編號(hào)G09B25/06GK203165343SQ20132014259
公開(kāi)日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月27日
發(fā)明者王學(xué)軍, 單亦先, 王永詩(shī), 任旭虎, 熊偉, 向立宏, 劉克奇, 解玉寶, 劉華夏, 伍松柏, 李友強(qiáng), 楊永紅 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院