风电叶片模具智能控制和监测系统及其应用技术方案

本发明专利技术公开了一种风电叶片模具智能控制和监测系统及其应用，该系统包括模具壳体，它还包括：敷设在模具壳体上的温度传感器和电阻传感器，位于模具壳体内部的加热部，位于模具壳体上方的抽真空部和树脂注入部，所述的抽真空部包括表面真空传感器，该方法通过电脑软件采集和记录各个传感器的数据并将采集的数据输出至PLC控制系统，实现抽真空，树脂注入和加热固化自动切换的步骤流程。

【技术实现步骤摘要】
风电叶片模具智能控制和监测系统及其应用
本专利技术涉及风轮机叶片模具领域，具体是一种风电叶片模具智能控制和监测系统及其应用。
技术介绍
风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用，主要是通过风车来抽水、磨面等，而现在，人们感兴趣的是如何利用风来发电，风力发电的原理是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风力发电的技术，大约是每秒三公尺的微风速度，便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。随着国家对清洁能源的大力发展，风电行业也随之迅速发展，风电叶片的兆瓦级别越来越大，风电叶片的长度从原有的二三十米到现在的一百多米，这使得在制作叶片模具时，制作时的成本变高而且操作工序繁琐。现有技术中，风轮机叶片是由玻璃纤维布、填充芯材、树脂等材料组成。风轮机叶片的生产是依靠风轮机叶片模具作为型面基础，在风轮机叶片模具上进行玻璃纤维铺设、填充芯材铺设、树脂真空注入、树脂加热固化等生产工艺流程完成风轮机叶片的生产。而现有的制作和生产工序中，树脂真空注入到达和树脂加热固化过程都没有检测系统可以实时检测过程数据，无法实现实时监测和控制。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种风电叶片模具智能控制和监测系统及其应用，该系统通过电脑软件采集和记录各个传感器的数据并将采集的数据输出至PLC控制系统，实现抽真空，树脂注入和加热固化自动切换的加热步骤流程。技术方案：为了实现以上目的，本专利技术所述的一种风电叶片模具智能控制和监测系统，它包括模具壳体，它还包括：敷设在模具壳体上的温度传感器和电阻传感器，位于模具壳体内部的加热部，位于模具壳体上方的抽真空部和树脂注入部，所述的抽真空部包括表面真空传感器；所述的温度传感器、电阻传感器和表面真空传感器分别通过信号采集器并经交换器将信号发送至电脑终端，信号采集器将温度传感器、电阻传感器和表面真空传感器发出的信号经交换机传递电脑终端；加热部、抽真空部和树脂注入部分别与PLC电路相连后经交换器与电脑终端相连，电脑终端根据传感器发出的信号为依据向PLC电路发出指令，PLC电路收到信号后控制各个部分工作。作为本专利技术的进一步优选，所述的加热部包括均匀敷设在模具壳体内部的加热丝层，加热丝层用于加热已注入模具壳体上的树脂，使树脂加速固化。作为本专利技术的进一步优选，所述的抽真部还包括：树脂注入口、真空袋、内真空抽气口A、真空检测抽气口B、真空主管道、真空检测管道、真空电控阀、真空支管道A、真空支管道B和外真空抽气口；所述的真空主管道位于模具壳体的一侧，表面真空传感器安装在真空主管道的上表面，真空检测管道的一端与表面真空传感器相连，真空检测管道的另一端与真空袋的内部接通，此处的表面真空传感器用于检测模具壳体表面真空值；所述的内真空抽气口A位于包覆在模具壳体外表面的真空袋的内部且靠在模具壳体上，所述的内真空抽气口A通过真空支管道A与树脂注入口的输入端接通，位于树脂注入口顶部的输出端与真空支管道B接通并与真空主管道相连，真空电控阀安装在真空主管道与外真空抽气口的连接处；真空电控阀打开后，真空袋内的气体经真空抽气口进入真空支管道A，真空支管道A内的气体从树脂收集器的输入端进入，从树脂收集器顶部的输出端输出后经过真空支管道B后进入到真空主管道内，最终到达对接真空泵的真空抽气口。作为本专利技术的进一步优选，所述的树脂注入部包括：注入电控阀、注入桶、真空注入管和树脂收集器，所述的真空注入管的一端与注入桶相连，真空注入管的另一端通过树脂注入口与真空袋的内部接通，所述的注入电控阀安装在注入桶和真空注入管的连接处，树脂收集器通过真空支管道与内真空抽气口A相连，当真空袋内树脂已经注满，溢出部分树脂从内真空抽气口A进入真空支管道A到达树脂收集器，该设计保证了该系统的安全性和工作的稳定性。作为本专利技术的进一步优选，所述的温度传感器敷设在模具壳体上并嵌入加热丝层内，所述的温度传感器的外表面与模具壳体表面齐平，用于检测该点的树脂的温度值，可以计算固化情况。作为本专利技术的进一步优选，在模具壳体上且与模具表面齐平位置、在模具壳体上与树脂注入口相对位置、在模具壳体上且与内真空抽气口A相对位置分别设有电阻传感器。电阻传感器嵌入敷设在模具壳体上，其表面与模具壳体的表面齐平，用于检测该点的树脂的电阻值，可以判断该点树脂是否到达和树脂的固化情况；电阻传感器嵌入敷设在模具壳体上,位于真空袋内的树脂注入口一侧，用于检测树脂是否进入真空袋；电阻传感器嵌入敷设在模具壳体上,位于真空袋内的真空抽气口B一侧，用于检测树脂是否注入完成。作为本专利技术的进一步优选，所述的真空支管道B和真空主管道的连接处设有主管道真空传感器，所述的主管道真空传感器用于测量真空主管道内真空值。一种风电模具智能控制和监测方法，该方法的具体步骤如下：步骤一、PLC电路收到电脑终端电源接通的信号后控制真空电控阀开启，开始对真空袋内部进行抽真空；步骤二、当持续抽真空60min～90min后，与真空检测管道相连的表面真空传感器检测到真空袋6内的真空值≤20mbar，表面真空传感器将信号发送至电脑终端，电脑终端控制PLC电路关闭真空电控阀后进行真空保压测试，所述的真空保压测试为启动保压测试15min～30min内，真空压力值上升≯15mbar时，视为真空无泄漏，若真空保压测试15min～30min内，真空压力值上升>15mbar时，视为依然有真空泄漏并需要重复真空保压测试，当表面真空传感器检测到真空袋内真空无泄漏后，表面真空传感器将信号发送至电脑终端，电脑终端收到信号后控制PLC电路依次打开真空电控阀和注入电控阀，开始对真空袋抽真空的同时注入树脂；步骤三、注入电控阀被打开后，注入桶内的树脂从真空注入管经真空注入口进入到真空袋内，当安装在模具壳体上且与树脂注入口位置相对的电阻传感器将树脂进入真空袋的信号发送至电脑终端，电脑终端收到信号后，控制PLC电路持续打开注入电控阀；步骤四、敷设在模具壳体上且位于真空袋内的真空抽气口B一侧的电阻传感器检测到树脂已经到达指定位置后，将该信号发送至电脑终端，由电脑终端控制PLC电路关闭注入电控阀，停止对真空袋内进行注入树脂；步骤五、当注入桶停止向真空袋内注入树脂后，如真空注入管内依然有部分树脂向真空袋内注入时，溢出部分树脂从内真空抽气口A进入多用真空管到达树脂收集器；步骤六、PLC电路关闭注入电控阀后，开启与电加热丝层相连的电源对树脂进行固化，敷设在模具壳体1上的电阻传感器实时检测模具壳体1上树脂的电阻值；步骤七、电阻传感器将实时检测的电阻值发送至电脑终端，由电脑终端根据温度传感器和电阻传感器的两个值，来判断该点树脂是否达到玻璃化温度值，当数据达到设定值时，电脑终本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电叶片模具智能控制和监测系统，它包括模具壳体(1)，特征在于：它还包括：敷设在模具壳体(1)上的温度传感器(2)和电阻传感器(3)，位于模具壳体(1)内部的加热部，位于模具壳体(1)上方的抽真空部和树脂注入部，所述的抽真空部包括表面真空传感器(4)；/n所述的温度传感器(2)、电阻传感器(3)和表面真空传感器(4)分别通过信号采集器并经交换器将信号发送至电脑终端；/n加热部、抽真空部和树脂注入部分别与PLC电路相连后经交换器与电脑终端相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种风电叶片模具智能控制和监测系统，它包括模具壳体(1)，特征在于：它还包括：敷设在模具壳体(1)上的温度传感器(2)和电阻传感器(3)，位于模具壳体(1)内部的加热部，位于模具壳体(1)上方的抽真空部和树脂注入部，所述的抽真空部包括表面真空传感器(4)；
所述的温度传感器(2)、电阻传感器(3)和表面真空传感器(4)分别通过信号采集器并经交换器将信号发送至电脑终端；
加热部、抽真空部和树脂注入部分别与PLC电路相连后经交换器与电脑终端相连。


2.根据权利要求1所述的一种风电叶片模具智能控制和监测系统，其特征在于：所述的加热部包括均匀敷设在模具壳体(1)内部的加热丝层(14)。


3.根据权利要求1所述的一种风电叶片模具智能控制和监测系统，其特征在于：所述的抽真部还包括：树脂注入口(5)、真空袋(6)、内真空抽气口A(7)、真空检测抽气口B(71)、真空主管道(8)、真空检测管道(81)、真空电控阀(9)、真空支管道A(10)、真空支管道B(101)和外真空抽气口(16)；
所述的真空主管道(8)位于模具壳体(1)的一侧，真空检测管道(81)的一端与真空袋(6)的内部接通，真空检测管道(81)的另一端与表面真空传感器(4)相连；
所述的内真空抽气口A(7)位于包覆在模具壳体(1)外表面的真空袋(6)的内部且靠在模具壳体(1)上，所述的内真空抽气口A(7)通过真空支管道A(10)与树脂收集器(15)的输入端接通，位于树脂收集器(15)顶部的输出端与真空支管道B(101)接通并与真空主管道(8)相连，真空电控阀(9)安装在真空主管道(8)与外真空抽气口(16)的连接处。


4.根据权利要求1所述的一种风电叶片模具智能控制和监测系统，其特征在于：所述的树脂注入部包括：注入电控阀(11)、注入桶(12)、真空注入管(13)和树脂收集器(15)，所述的真空注入管(13)的一端与注入桶(12)相连，真空注入管(13)的另一端通过树脂注入口(5)与真空袋(6)的内部接通，所述的注入电控阀(11)安装在注入桶(12)和真空注入管(13)的连接处，树脂收集器(15)通过真空支管道A(10)与内真空抽气口A(7)相连。


5.根据权利要求1所述的一种风电叶片模具智能控制和监测系统，其特征在于：所述的温度传感器(2)敷设在模具壳体(1)上并嵌入加热丝层(14)内，所述的温度传感器(2)的外表面与模具壳体(1)表面齐平。


6.根据权利要求1所述的一种风电叶片模具智能控制和监测系统，其特征在于：在模具壳体(1)上且与模具表面齐平位置、在模具壳体(1)上与树脂注入口(5)相对位置、在模具壳体(1)上且与内真空抽气口A(7)相对位置分别设有电阻传感器(3)。


7.根据权利要求3所述的一种风电叶片模具智能控制和监测系统，其特征在于：所述的真空支管道B(101)和真空主管道(8)的连接处设有主管道真空传...

【专利技术属性】
技术研发人员：金星刚，乔治，
申请(专利权)人：固瑞特模具太仓有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32