CN112140411A - 一种叶片模具的电加热***及其故障的判定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电加热***故障的判定方法,包括以下步骤:设定报警阈值;采集模具的温度;根据采集的所述模具的温度计算模具的温升斜率;将所述温升斜率与设定的所述报警阈值进行比较,以判定***是否故障。将此方法用于叶片模具的电加热***中,可减少误报警,增加***的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及叶片模具加热技术领域,具体涉及一种叶片模具的电加热***及其故障的判定方法。
背景技术
目前,风电叶片模具加热主要有两种方式,其一是间接加热,利用导热介质间接实现对模具的加热,该导热介质一般为水或者其他非可燃性液体;其二是电加热,在模具内部埋入加热丝,通过控制器控制加热丝电压实现加热控制。由于间接加热,模具升温慢,降温更慢,叶片模具的生产周期比较长,而电加热具有更好的可控性、更高的加热效率与更便捷的智能化集成,因此模具电加热已成为发展的趋势。
由于风电叶片模具尺寸大,为了加热均匀,将模具分成若干加热区,但是加热区域数量庞大,模具电加热***常因温控开关故障造成持续输出,导致温度过高使模具烧毁、引发火灾等问题。针对上述问题,电加热控制***中通常增加温度报警***,当温度超出预设值时***自动报警,但是由于叶片模具由树脂形成的,树脂在固化过程中存在放热的现象,树脂放热温度也会超过预设值,造成误报警,对生产造成诸多不便,降低操作人员对于报警的警惕性。
发明内容
针对现有技术中的不足与缺陷,本发明提供一种电加热***故障的判定方法,用于解决温度报警***误报警的问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种电加热***故障的判定方法,包括以下步骤:
设定报警阈值;
采集叶片模具的温度;
根据采集的所述叶片模具的温度计算所述叶片模具的温升斜率;
将所述温升斜率与设定的所述报警阈值进行比较,以判定***是否故障。
于本发明的一实施例中,所述叶片模具的温升斜率为第n+1次采集的温度与第n次采集的温度的温度差与采样周期的比值。
于本发明的一实施例中,当所述温升斜率大于所述报警阈值时,所述电加热***故障,报警器报警,当所述温升斜率小于所述报警阈值时,所述电加热***正常。
于本发明的一实施例中,所述采集叶片模具的温度是采用间隔采集的方式进行采集。
本发明的第二个方面是提供一种叶片模具的电加热***,至少包括:
可编程控制器,用于控制各部件的工作,所述可编程控制器通过网关与工控机相连;
加热丝,设置在叶片模具的加热层,所述加热丝通电时为所述叶片模具加热;
温控开关,设置在所述叶片模具的加热层且与所述加热丝电连,所述温控开关控制所述加热丝的通断,所述温控开关与所述可编程控制器电连;
温度传感器,设置在所述叶片模具的加热层,且与所述可编程控制器电连;及
报警器,与所述可编程控制器电连;
所述温度传感器实时检测所述叶片模具的温度并反馈给所述可编程控制器,所述可编程控制器根据所述温度传感器反馈的温度计算所述叶片模具的温升斜率,并与设定的报警阈值作比较。
于本发明的一实施例中,所述报警阈值依据所述加热丝的功率设定,所述报警阈值小于所述加热丝的功率。
于本发明的一实施例中,所述叶片模具的温升斜率为所述温度传感器第n+1次采集的所述叶片模具的温度与第n次采集的所述叶片模具的温度的温度差与采样周期的比值。
于本发明的一实施例中,当所述温升斜率大于所述报警阈值时,所述电加热***故障,报警器报警,当所述温升斜率小于所述报警阈值时,所述电加热***正常。
于本发明的一实施例中,所述温控开关为固态继电器。
于本发明的一实施例中,所述温度传感器为铂热电阻传感器。
如上所述,本发明提供一种电加热***故障的判定方法,利用温升斜率与报警阈值进行比较,以此判断电加热***是否出现故障,当温升斜率大于报警阈值时,电加热***报警;当温升斜率小于报警阈值时,电加热***正常加热;将此判定方法用于风电叶片模具的电加热***中,由于风电叶片模具在加热固化过程中的放热斜率远远小于温控开关故障造成的持续加热的斜率,通过温升斜率判断电加热***故障可减少误报警,提高***的可靠性。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点,附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制,在附图中:
图1显示为本发明的电加热***故障的判定方法的流程图。
图2显示为本发明的叶片模具的电加热***的温控结构示意图。
附图标记
1 PLC控制器
2 加热丝
3 温控开关
4 温度传感器
5 报警器
6 工控机
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解,本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案,而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法,通常按照常规条件,或者按照各制造商所建议的条件。
当实施例给出数值范围时,应理解,除非本发明另有说明,每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义,本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载,还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
本发明提供一种电加热***故障的判定方法,通过模具的温升斜率判定电加热***的故障,提高***的可靠性,并将此判定方法用于风电叶片的电加热***中,风电叶片模具加热固化过程中可减少误报警,提高电加热***的可靠性。
请参阅图1,本发明提供一种电加热***故障的判定方法,至少包括以下步骤:
步骤S1、在控制软件中设定报警阈值;
步骤S2、采集叶片模具的温度;
步骤S3、根据采集的所述叶片模具的温度计算所述叶片模具的温升斜率;
步骤S4、将计算的所述叶片模具的温升斜率与所述报警阈值进行比较,以判定***是否故障。
请参阅图1,具体地,步骤S1中在控制软件中设置报警阈值,其中报警阈值根据加热元件的功率进行设定。
请参阅图1,具体地,步骤S2中采集叶片模具的温度是通过温度传感器进行采集,温度传感器实时监测电加热过程中叶片模具的温度,并将采集的叶片模具的温度反馈给控制器,在一实施例中,温度传感器采集叶片模具温度采取间隔采集的方式进行采集,例如间隔一分钟采集一次叶片模具的温度。
请参阅图1,步骤S3中根据采集的所述叶片模具的温度计算叶片模具的温升斜率,温升斜率的计算方法是用第(n+1)次采集的叶片模具的温度与第n次采集的叶片模具的温度的温度差除以采集周期,即VT=(Tn+1-Tn)/t,其中,Vt表示温升斜率,Tn+1表示第(n+1)次采集的叶片模具的温度,Tn表示第n次采集的叶片模具的温度,t表示采集周期也就是第(n+1)次采集和第n次采集的间隔时间,n表示1、2、3、4等。
请参阅图1,步骤S4中将所述温升斜率与设定的所述报警阈值进行比较,以判定***是否故障,具体地,当计算得出的温升斜率大于设定的报警阈值时,电加热***出现故障,报警器发出警报,***停止加热;当计算得出的温升斜率小于设定的报警阈值时,电加热控制***正常,电加热***继续加热。
请参阅图2,本发明还提供一种叶片模具的电加热控制***,包括:可编程控制器(PLC)1、加热丝2、温控开关3、温度传感器4及报警器5。PLC控制器1用于控制各部件的工作,PLC控制器1通过网关与工控机6相连,例如通过以太网相连;加热丝2设置在叶片模具的加热层中,加热丝2通电时可为叶片模具加热;温控开关3设置在叶片模具的加热层中,且温控开关3与加热丝2相连,例如温控开关3与加热丝2串联,温控开关3与PLC控制器1电连,PLC控制器1控制温控开关3的开合,当温控开关3闭合时,电路导通,加热丝2通电为叶片模具加热,当温控开关断开时,电路断开,加热丝2暂停加热;温度传感器4设置在叶片模具的加热层中,且温度传感器4与PLC控制器1电连,温度传感器4用于监测叶片模具的温度,并将叶片模具的温度反馈给PLC控制器1;报警器5安装在工控机上,报警器5与PLC控制器1通过电路相连,在电加热***加热过程中,温度传感器4实时监测叶片模具的温度并将采集的温度反馈给PLC控制器1,PLC控制器1根据温度传感器4反馈的温度计算叶片模具的温升斜率,并与设定的报警阈值进行比较,当计算得出的温升斜率大于预设的报警阈值时,电加热控制***出现故障,报警器5报警,当计算得出的温升斜率小于报警阈值时,电加热控制***正常,继续给叶片模具加热。其中,温升斜率的计算方法是第(n+1)次采集的叶片模具的温度与第n次采集的叶片模具的温度的温度差除以采集周期,即VT=(Tn+1-Tn)/t,其中,Vt表示温升斜率,Tn+1表示第(n+1)次采集的叶片模具的温度,Tn表示第n次采集的叶片模具的温度,t表示采集周期也就是第(n+1)次采集和第n次采集的间隔时间,n表示1、2、3、4等。
请参阅图2,在一实施例中,风电叶片模具从内到外依次为传热层、加热层和保温层,将风电叶片模具分成若干个加热温区,每一加热温区的加热层均单独埋设有加热丝2和温控开关3,加热丝2与温控开关3串接后与PLC控制器1电连,PLC控制器1通过以太网与工控机6相连,每个加热温区内设有温度传感器4,温度传感器4与PLC控制器1电连,温度传感器4可实时监测叶片模具的温度。首先在工控机6加热程序上设定报警阈值,报警阈值的设定依据加热丝2的功率进行设定,加热丝2的功率最高可达1℃/min,因此报警阈值不超过1℃/min,例如可设置为0.9℃/min;然后启动加热程序,温控开关3闭合,加热丝2给叶片模具加热,同时温度传感器4监测叶片模具的温度并反馈给PLC控制器1,PLC控制器1根据温度传感器4反馈的温度计算模具的温升斜率,并与报警阈值进行比较,当计算得出的温升斜率大于预设的报警阈值时,报警器5报警,电加热***停止加热;当计算得出的温升斜率小于报警阈值时,电加热控制***继续给叶片模具加热。本实施例中,温度传感器4采集周期可为一分钟一次,与报警阈值对比的周期即判定故障的周期可选十分钟一次。
请参阅图2,在一些实施例中,温控开关3采用固态继电器,固态继电器是一种无触点开关器件,电磁干扰性小,灵敏度高,可靠性高。温度传感器4为铂热电阻传感器,例如Pt100温度传感器。
综上所述,本发明提供一种电加热***故障的判定方法,利用加热过程中的温升斜率判定***故障,增加***的可靠性,将此方法用于风电叶片模具的电加热***中,由于叶片模具由树脂形成的,树脂在固化过程中存在放热的现象,但是树脂放热的温升斜率远远小于于温控开关故障造成的持续加热的斜率,通过温升斜率判断电加热***故障可减少误报警,提高***的可靠性。所以,本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明,本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种电加热***故障的判定方法,其特征在于,至少包括以下步骤:
设定报警阈值;
采集叶片模具的温度;
根据采集的所述叶片模具的温度计算所述叶片模具的温升斜率;
将所述温升斜率与设定的所述报警阈值进行比较,以判定***是否故障。
2.根据权利要求1所述的电加热***故障的判定方法,其特征在于,所述叶片模具的温升斜率为第n+1次采集的温度与第n次采集的温度的温度差与采样周期的比值。
3.根据权利要求2所述的电加热***故障的判定方法,其特征在于,当所述温升斜率大于所述报警阈值时,所述电加热***故障,报警器报警,当所述温升斜率小于所述报警阈值时,所述电加热***正常。
4.根据权利要求1所述的电加热***故障的判定方法,其特征在于,所述采集叶片模具的温度是采用间隔采集的方式进行采集。
5.一种叶片模具的电加热***,其特征在于,至少包括:
可编程控制器,用于控制各部件的工作,所述可编程控制器通过网关与工控机相连;
加热丝,设置在叶片模具的加热层,所述加热丝通电时为所述叶片模具加热;
温控开关,设置在所述叶片模具的加热层且与所述加热丝电连,所述温控开关控制所述加热丝的通断,所述温控开关与所述可编程控制器电连;
温度传感器,设置在所述叶片模具的加热层,且所述温度传感器与所述可编程控制器电连;及
报警器,与所述可编程控制器电连;
所述温度传感器实时检测所述叶片模具的温度并反馈给所述可编程控制器,所述可编程控制器根据所述温度传感器反馈的温度计算所述叶片模具的温升斜率,并与设定的报警阈值作比较。
6.根据权利要求5所述的叶片模具的电加热***,其特征在于,所述报警阈值依据所述加热丝的功率设定,所述报警阈值小于所述加热丝的功率。
7.根据权利要求5所述的叶片模具的电加热***,其特征在于,所述叶片模具的温升斜率为所述温度传感器第n+1次采集的所述叶片模具的温度与第n次采集的所述叶片模具的温度的温度差与采样周期的比值。
8.根据权利要求7所述的叶片模具的电加热***,其特征在于,当所述温升斜率大于所述报警阈值时,所述电加热***故障,报警器报警,当所述温升斜率小于所述报警阈值时,所述电加热***正常。
9.根据权利要求5所述的叶片模具的电加热***,其特征在于,所述温控开关为固态继电器。
10.根据权利要求5或7所述的叶片模具的电加热***,其特征在于,所述温度传感器为铂热电阻传感器。
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