本实用新型涉及一种装置，更具体的说，是涉及一种基于ACS800的单传动试验装置。
背景技术：
近年来，随着交流变频驱动技术的发展，数字化、智能化的交流变频修井机已广泛地应用于海洋石油生产中，并且极短的时间内已经在海洋石油装备中占据了主导地位。时至今日，新建的海洋油田100％采用了电驱动修井机技术，而60％电驱动修井机采用了ABB ACS800传动技术，ABB ACS800传动系统的全生命周期维护工作给我们带来严峻考验。通过改善ABB ACS800传动系统运行性能和快速响应传动系统故障问题，提升ABB ACS800传动系统应用价值，保证电驱修井机设备功能完好性，保障海上油田稳定生产，已迫在眉睫。
现阶段，海上电驱修井机ABB ACS800传动系统全生命周期维护存在问题如下：
1、海上油田修井作业日趋频繁，新建电驱修井机ABB ACS800传动系统设计缺陷不断暴露，旧电驱修井机ABB ACS800传动系统故障频发，电控技术攻关人员科学的维护ABB ACS800传动系统能力不足，面对现场修井作业中的突发性故障，总是措手不及，在很大程度上降低了修井机系统的安全性和使用效率。
2、我公司修井机电控技术人员赴ABB厂家培训费用高、时间短，培训内容与现场实际应用差距大，人员对ABB ACS800传动系统现场实际应用能力提升效果不明显。电控技术人员在公司内部无法结合与ABB ACS800传动系统相关设备得到长期有效的培训，技术能力提升存在瓶颈。
3、海上电驱修井机ABB ACS800传动系统故障问题对相关电控厂家技术人员依赖性严重。
技术实现要素：
本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种基于ACS800的单传动试验装置，通过有效的培训来解决我公司电控技术人员能力不足难题，为海上油田电驱修井机提供优质的服务与支持，让ABB传动系统在其整个生命周期内产生更大的经济效益。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
本实用新型的一种基于ACS800的单传动试验装置，包括设置于操作台内部的ACS800单传动单元，所述ACS800单传动单元包括RMIO板，所述RMIO板的第一插槽连接有Profibus-DP适配器模块，第二插槽连接有脉冲编码器接口模块，第三插槽连接有DDCS光纤通讯模块，所述光纤通讯模块串连有USB DDCS适配器和工控机；
所述RMIO板的控制盘接口连接有通用传动控制盘，所述RMIO板的电源接口连接有变频电机，所述变频电机一端串连有磁粉制动器和手动张力控制器，另一端连接有与脉冲编码器接口模块相连接的编码器；
所述RMIO板的I/O接口连接有I/O控制盘，所述I/O控制盘包括第一电位器、第二电位器、第三电位器、转速数显表、电流数显表、第一LED指示灯、第二LED指示灯、第三LED指示灯、第四LED指示灯、第五LED指示灯、第六LED指示灯、第七LED指示灯、第八LED指示灯、第九LED指示灯、第十LED指示灯、第一选择开关、第二选择开关、第三选择开关、第四选择开关、第五选择开关、第六选择开关和第七选择开关。
所述第一电位器连接于I/O接口中的电压给定端口和转速给定端口之间，所述第二电位器连接I/O接口中的第一备用转速给定端口，所述第三电位器连接I/O接口中的第二备用转速给定端口，所述转速数显表连接I/O接口中的转速显示端口，所述电流数显表连接I/O接口中的电流显示端口；
所述第一LED指示灯和第一选择开关串连于I/O接口中的传动启停控制端口和第一输出电源端口之间，所述第二LED指示灯和第二选择开关串连于I/O接口中的传动正反转控制端口和第一输出电源端口之间，所述第三LED指示灯和第三选择开关串连于I/O接口中的传动运行使能端口和第一输出电源端口之间，所述第四LED指示灯和第四选择开关串连于I/O接口中的传动故障复位端口和第一输出电源端口之间，所述第五LED指示灯和第五选择开关串连于I/O接口中的传动宏变换端口和第一输出电源端口之间，所述第六LED指示灯和第六选择开关串连于I/O接口中的传动备用端口和第一输出电源端口之间，所述第七LED指示灯和第七选择开关串连于I/O接口中的联锁控制端口和第一输出电源端口之间，所述第八LED指示灯串连于I/O接口中的第二输出电源端口和第一继电器常开端口之间，所述第九LED指示灯串连于I/O接口中的第二输出电源端口和第二继电器常开端口之间，所述第十LED指示灯串连于I/O接口中的第二输出电源端口和第三继电器常开端口之间。
所述I/O接口中第一继电器公共端口、第二继电器公共端口和第三继电器公共端口均接地
所述变频电机输出轴通过联轴器与磁粉制动器连接，另一端配置有用于安装编码器的抗轴电流绝缘护套。
所述工控机采用工业平板电脑，所述工控机通过USB线连接USB DDCS适配器，所述USB DDCS适配器通过塑料光纤或硬包层石英光纤连接光纤通讯模块。
所述工控机、I/O控制盘和通用传动控制盘设置于操作台的前面板，所述变频电机和磁粉制动器固定于操作台的底座上，所述手动张力控制器设置于操作台的操作面板上，所述操作面板设置有观察窗口。
与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：
(1)本实用新型中，ACS800单传动试验装置实现了本地控制和外部控制功能，同时扩展了通过开放的现场总线控制功能，通过工控机实现对变频电机的操作控制、监控、参数备份恢复修改、数据&故障记录功能；
(2)本实用新型中，脉冲编码器接口模块为编码器连接至ACS800传动单元提供了接口，便于ACS800传动单元获取变频电机精确地位置或速度信息；
(3)本实用新型中，I/O面板与ACS800传动单元模拟输入/输出、数字输入/输出的I/O接口相连接，实现外部控制传动系统启停、转向、速度给定，实现运行状态监控，模拟了海洋电驱动修井机绞车、转盘、泥浆泵、自动送钻主电机应急模式下的控制功能；
(4)本实用新型中，以具有先进DTC直接转矩控制的ACS800单传动单元为核心，允许更高的过载能力和启动力矩，无冲击力矩和力矩波纹，内置谐波滤波器，几近无谐波的保护传动系统，更具安全性与可靠性；
(5)本实用新型中，一体化创新设计的I/O面板包括了选择开关、LED指示灯、高精度数显表和高精度电位器，外观精致美观，控制功能极具清晰、精确；本实用新型采用系统集成操作台设计，操作方面、整体美观；
(6)本实用新型中，变频电机输出轴通过联轴器与采用空心轴联结、止口支撑式的磁粉制动器连接，磁粉制动器允许转速可达到1500r/min、制动力矩0-50N·m；变频电机轴另一端通过匹配抗轴电流绝缘护套安装编码器，消除轴电流影响，同时保证安装接口与海上实际使用编码器安装接口尺寸一致；
(7)通过本实用新型展开技术培训，使电控系统技术攻关人员能在最短时间内、最大程度熟练掌握ACS800传动系统控制原理和操作技巧，提高维护ACS800传动系统能力；通过本实用新型的应用研究，模拟现场ACS800传动系统故障，为现场提供有效故障解决方案。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图。
附图标记:RDCO-01光纤通讯模块；S1第一选择开关；S2第二选择开关；S3第三选择开关；S4第四选择开关；S5第五选择开关；S6第六选择开关；S7第七选择开关；H1第一LED指示灯；H2第二LED指示灯；H3第三LED指示灯；H4第四LED指示灯；H5第五LED指示灯；H6第六LED指示灯；H7第七LED指示灯；H8第八LED指示灯；H9第九LED指示灯；H10第十LED指示灯。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
如图1所示，本实用新型的一种基于ACS800的单传动试验装置，包括设置于操作台内部的ACS800单传动单元，所述ACS800单传动单元包括RMIO板(电机控制和I/O板)，所述RMIO板的第一插槽连接有Profibus-DP适配器模块，为后续的PLC系统提供通讯端口，具备与HMI等智能面板通讯连接能力，所述RMIO板的第二插槽连接有脉冲编码器接口模块，所述RMIO板的第三插槽连接有光纤通讯模块。所述光纤通讯模块RDCO-01具有CH0、CH1、CH2、CH3四个光纤通讯接口，通讯速率分别为：CH0(10MBd)、CH1(5MBd)、CH2(10MBd)、CH3(10MBd)。其中，CH3光纤通讯接口通过塑料光纤或硬包层石英光纤连接USB DDCS适配器，所述USB DDCS适配器通过USB线连接工控机，所述工控机采用工业平板电脑。
所述RMIO板的控制盘接口连接有通用传动控制盘(可选取通用传动控制盘312)，所述RMIO板的电源接口连接有变频电机(型号ABB QABP 90L4A)，所述变频电机输出轴通过联轴器与采用空心轴联结、止口支撑式的磁粉制动器连接，所述磁粉制动器通过电缆连接手动张力控制器。所述手动张力控制器是由高速微处理器和大功率开关电源组成，可工作于恒流、恒压、恒功率三种模式，控制精度高、保证磁粉制动器力矩输出稳定可靠，磁粉制动器允许转速可达到1500r/min，制动力矩0-50N·m，额定电流1A，可模拟变频电机带负载短时运行。所述变频电机轴另一端配置有抗轴电流绝缘护套，安装编码器，所述编码器采用A02H重载型增量编码器，所述编码器与脉冲编码器接口模块相连接。所述编码器具有高强度的坚固耐用性，其特殊的设计结构使得它可以在恶略的环境中完美的应用。
所述RMIO板的I/O接口连接有一体化I/O控制盘，所述I/O控制盘采用表面镀膜处理，结合功能实现需求，高度仿真了ACS800单传动单元RDCO-I/O控制特性，集成了选择开关、LED指示灯、高精度电位器和高精度数显表，背板接线采用集中焊接方式，外观精致美观，控制功能极具清晰、稳定、精确。选择开关用于控制传动系统启停、转向、运行使能、故障复位、宏变换，LED指示灯指示当前设备运行状态，高精度电位器用于给定变频电机转速，并通过高精度数显表显示电机运行实时转速及电流值。
所述I/O控制盘包括第一电位器、第二电位器、第三电位器、转速数显表、电流数显表、第一LED指示灯H1、第二LED指示灯H2、第三LED指示灯H3、第四LED指示灯H4、第五LED指示灯H5、第六LED指示灯H6、第七LED指示灯H7、第八LED指示灯H8、第九LED指示灯H9、第十LED指示灯H10、第一选择开关S1、第二选择开关S2、第三选择开关S3、第四选择开关S4、第五选择开关S5、第六选择开关S6和第七选择开关S7。
所述第一电位器连接于I/O接口中的电压给定端口VREF+和转速给定端口(AI1+、AI1-)之间，所述第二电位器连接I/O接口中的第一备用转速给定端口(AI2+、AI2-)，所述第三电位器连接I/O接口中的第二备用转速给定端口(AI3+、AI3-)，所述转速数显表连接I/O接口中的转速显示端口(AO1+、AO1-)，所述电流数显表连接I/O接口中的电流显示端口(AO2+、AO2-)。
所述第一LED指示灯H1和第一选择开关S1串连于I/O接口中的传动启停控制端口DI1和第一输出电源端口VDC1之间，所述第二LED指示灯H2和第二选择开关S2串连于I/O接口中的传动正反转控制端口DI2和第一输出电源端口VDC1之间，所述第三LED指示灯H3和第三选择开关S3串连于I/O接口中的传动运行使能端口DI3和第一输出电源端口VDC1之间，所述第四LED指示灯H4和第四选择开关S4串连于I/O接口中的传动故障复位端口DI4和第一输出电源端口VDC1之间，所述第五LED指示灯H5和第五选择开关S5串连于I/O接口中的传动宏变换端口DI5和第一输出电源端口VDC1之间，所述第六LED指示灯H6和第六选择开关S6串连于I/O接口中的传动备用端口DI6和第一输出电源端口VDC1之间，所述第七LED指示灯H7和第七选择开关S7串连于I/O接口中的联锁控制端口DI7和第一输出电源端口VDC1之间，所述第八LED指示灯H8串连于I/O接口中的第二输出电源端口VDC2和第一继电器常开端口RO1(NO)之间，所述第九LED指示灯H9串连于I/O接口中的第二输出电源端口VDC2和第二继电器常开端口RO2(NO)之间，所述第十LED指示灯H10串连于I/O接口中的第二输出电源端口VDC2和第三继电器常开端口RO3(NO)之间。所述I/O接口中第一继电器公共端口RO1(CM)、第二继电器公共端口RO2(CM)和第三继电器公共端口RO3(CM)均接地GND。
本实用新型中还可包括一些电气辅助配件，如隔离开关、隔离开关面板、接触器、热继电器、微型断路器、指示灯、中间继电器、继电器底座、端子、标记座、防尘透明片、端子固定器、端子标记号、接地端子、风机、风机防尘网、开关电源和电气柜体等，本实用新型不再一一论述。
本实用新型采用操作台集成设计，所有设备及元器件合理布局，ACS800单传动单元采用嵌入式壁挂安装于操作台内部，电气控制元件及辅助配件均安装于操作台内部，所述工控机、I/O控制盘和通用传动控制盘设置于操作台的前面板，所述变频电机和磁粉制动器固定于操作台的底座上，所述手动张力控制器设置于操作台的操作面板上，所述操作面板设置有观察窗口，保持整体布局便于操作、美观。
本实用新型实现了通用传动控制盘、I/O控制盘、工控机三种方式对ACS800传动系统控制，预留的Profibus-DP通讯接口还可扩展通过智能面板实现对ACS800传动系统远程控制。通过磁粉制动器加载力矩模拟变频电机带负载运行，配有编码器的反馈调节，建立了精确的电机模型，精确实现动、静态速度和力矩控制，模拟实现了修井机绞车、转盘、泥浆泵、自动送钻主电机应急工作模式的应用功能。通过该装置展开技术培训和现场应用研究，提升了电控技术攻关人员维护海上电驱修井机ACS800传动系统的能力，实现降本增效。
本实用新型的发明与应用，填补了电控技术攻关人员没有培训与实操装置的空白，通过此装置模拟海上电驱动修井机ACS800传动系统展开技术培训和应用研究，使电控技术攻关人员熟练掌握了工控机、通用传动控制盘、I/O控制盘控制变频电机的基本原理和操作技巧，积累广泛的知识和经验，可独立完成海上电驱修井机ACS800系统电机辨识、启停、参数设置、故障处理等工作，彻底解决了现有技术条件下电控技术攻关人员维护ACS800传动系统能力无法有效提升的难题。通过本实用新型实现对海上电驱修井机ACS800传动系统通讯、接口模块和增量式编码器进行故障检测。
尽管上面结合附图对本实用新型的功能及工作过程进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。