在全球“双碳”目标驱动下,风力发电作为清洁能源的主力军,正迎来规模化、大型化、智能化发展的新阶段。风力发电设备(特别是大型风机)的制造涉及叶片、塔筒、机舱、发电机等巨型部件的精密加工、复杂装配与严格测试,对生产设备的稳定性、数据处理的实时性以及人机交互的高效性提出了严苛要求。触沃工控一体机,凭借其工业级的坚固可靠、强大性能与卓越交互能力,正深度嵌入风机制造的每一个关键环节,成为保障质量、提升效率、实现智能制造的基石。
一、风机设备制造的独特挑战与工控一体机的卓越应对
风机设备制造环境复杂、要求极高:
大型部件,精密要求: 叶片长达百米,塔筒直径数米,机舱结构复杂,对模具控制、铺层定位、焊接/螺栓连接精度要求极高。
多工序协同: 涉及材料准备(玻纤、碳纤、树脂)、部件成型(叶片、机舱罩)、金属加工(塔筒法兰、主轴)、精密装配、整机测试等,需要高效协同。
严苛车间环境: 叶片车间(粉尘、树脂挥发物)、金属加工车间(油污、金属屑、振动)、装配车间(空间受限、多工种交叉)。
海量数据与实时控制: 需要实时采集、处理、显示设备参数(压力、温度、位置、扭矩)、工艺数据(铺层角度、树脂配比、焊接参数)、质量检测结果(无损探伤、几何尺寸)。
全程可追溯性: 对关键部件(叶片、齿轮箱、发电机)进行唯一编码绑定与全生命周期数据追踪,要求系统高可靠、数据零丢失。
普通商用设备难以应对振动、粉尘、连续作业的考验。专为工业环境设计的工控一体机是理想选择:
无惧恶劣环境: IP65/IP54高等级防尘防水,抵抗车间粉尘、油污、液体飞溅;宽温运行(-15℃~50℃+),适应无空调车间;坚固结构抗振动、抗冲击。
稳定可靠,连续运行: 工业级元器件,无风扇设计(可选),7x24小时不间断运行,保障关键工序不中断。
强大实时处理能力: 搭载高性能工业处理器,流畅运行复杂CAD/CAM软件、SCADA系统、MES客户端、机器视觉程序、PLC控制程序,满足大型设备实时控制需求。
精准直观的人机交互: 高精度触摸屏(支持手套操作),高亮度、防眩光显示(适应车间不同光照),简化复杂操作,提升工人效率与准确性。
丰富接口与灵活部署: 提供充足串口、网口、USB、CAN等接口,方便连接CNC控制器、PLC、传感器、扫码枪、工业相机、力矩扳手等;支持壁挂、支架、嵌入式等多种安装方式。
二、工控一体机在风机设备制造全流程的核心应用场景
1. 叶片制造 (大型复合材料成型)
叶片模具监控与控制台: 集成在模具附近,实时监控模具各区域温度、真空度、压力,控制加热/冷却系统,确保树脂固化工艺精确执行,保障叶片强度和一致性。
铺层定位与引导工作站: 操作员通过工控一体机查看铺层图纸和定位指引,使用扫码枪确认材料信息,确保玻纤/碳纤布铺设角度、层数准确无误。
主梁/腹板灌注控制终端: 精确控制树脂配比、混合、注入速度、压力及流量,实时监控灌注过程,防止干斑、气泡等缺陷。
叶片打磨与涂装控制站: 控制自动化打磨设备路径和参数;监控喷涂机器人轨迹、油漆流量、粘度、环境温湿度,保障涂层质量。
2. 塔筒制造 (大型金属结构)
卷板/校圆机控制站: 监控钢板弯曲过程,实时显示曲率半径、压力数据,确保筒节圆度符合要求。
纵/环缝焊接工作站: 工控一体机是自动焊接系统的核心。操作员设定焊接参数(电流、电压、速度、摆动),实时监控焊接过程,进行焊缝跟踪(激光视觉),确保焊接质量(探伤合格率)。其稳定性对塔筒结构安全至关重要。
法兰加工(数控机床)操作界面: 作为大型数控镗铣床/车床的HMI,编程、监控加工状态(刀具磨损、振动)、进行工件测量与补偿。
喷砂/喷漆控制站: 控制喷砂等级、喷漆参数(压力、流量),监控环境条件。
3. 机舱、轮毂与发电机装配
关键部件装配引导站: 在齿轮箱安装、主轴对中、发电机吊装等关键工位,通过工控一体机显示3D装配动画、SOP作业指导书、扭矩拧紧程序,指导工人进行精准装配,防止错装漏装。
智能拧紧系统控制中心: 连接高精度液压或电动扭矩扳手,工控一体机设定并监控螺栓的拧紧顺序、角度、最终扭矩值,确保连接可靠性,数据自动上传MES系统追溯。
线束装配与检测终端: 指导线束铺设与连接,进行导通性、绝缘电阻等电气测试。
4. 总装与出厂测试
整机装配线监控调度中心: 在总装车间,大型显示屏或工作站基于工控一体机运行,展示整条装配线状态、各工位进度、物料配送情况、关键质量节点,实现高效调度。
厂内测试(FAT)核心平台: 工控一体机是风机厂内测试的“神经中枢”:
控制系统测试: 运行风机主控系统软件,模拟风况,测试变桨、偏航、发电机控制等逻辑与响应。
SCADA数据监控: 实时采集并显示模拟运行中的数百个传感器数据(风速、转速、温度、振动、电压、电流等)。
CMS(状态监测系统)验证: 连接振动、温度传感器,验证数据采集与分析功能。
电气性能测试: 控制负载测试设备,进行发电机性能、变流器效率测试。
报表生成与追溯: 自动生成详尽的测试报告,所有测试数据与风机序列号绑定,实现严格出厂质量控制与追溯。
三、价值凸显:专业工控一体机是风机智造升级的必然选择
保障大型部件制造精度与质量: 精确控制复合材料成型、金属焊接、机加工和装配过程,从源头减少缺陷,提升产品可靠性(尤其在高空恶劣运行环境下)。
提升生产效率与产能: 简化复杂操作,优化工艺流程,减少人工错误和返工,加快大型部件的生产节拍和整机交付速度。
确保测试严谨性与数据可靠性: 为厂内测试(FAT)提供稳定、强大的数据处理和显示平台,确保出厂风机性能达标,降低现场故障风险。
实现制造过程透明化与可追溯: 作为MES/SCADA系统的关键节点,实现物料、工艺参数、质量数据、测试结果的全程采集与绑定,满足严格的质量追溯要求。
提升设备综合利用率(OEE): 设备状态监控与预警,支持预测性维护,减少非计划停机。
赋能智能制造与柔性生产: 为数字孪生、自动化物流(AGV调度)、机器人集成、大数据工艺优化等智能制造场景提供坚实的硬件基础和数据接口。
在追求更大单机容量、更高可靠性、更低度电成本的风力发电设备制造竞争中,智能化、数字化、精细化是制胜关键。工控一体机已从基础的操作界面,跃升为保障核心工艺精度、提升复杂装配效率、实现严苛出厂测试、驱动全流程数字化的战略支撑点。选择具备超强环境适应性、极致稳定性、卓越处理性能并深度契合风机大型化制造需求的工控一体机解决方案,是风电装备制造商提升核心竞争力、引领绿色能源未来的明智之选。我们致力于为风电行业提供全场景适配、高可靠运行的工控一体机产品与专业技术服务,助力中国风电巨轮扬帆远航!