水泵自動測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于自動控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種水泵自動測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 水泵被廣泛應(yīng)用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)，國防建設(shè)等領(lǐng)域中，特別是在工業(yè)領(lǐng)域，水泵的性 能好壞直接影響著生產(chǎn)的過程，生產(chǎn)的效率以及生產(chǎn)的安全，因此，對水泵進行測試具有重 要的意義。
[0003] 國外一些發(fā)達國家，如美國、英國，對水泵測試的研究起步較早，水泵計算機輔助 性能測試系統(tǒng)的使用較普遍，其測試精度、自動化程度較高。這些國家水泵性能檢測和處 理技術(shù)比較先進，水泵性能測試系統(tǒng)呈現(xiàn)出高集成、設(shè)備全、體積小和易操作等特點。國內(nèi) 的水泵測試系統(tǒng)技術(shù)相對落后。目前，國內(nèi)大部分水泵測試系統(tǒng)采用半自動化形式，這種測 試系統(tǒng)采用分立式的模擬測量儀表或數(shù)字測量儀表對水泵的各種參數(shù)進行測量。采用這種 測試系統(tǒng)需要很多的測試人員，并且測試強度大，測試過程耗費大量的時間。由于測量儀表 的測試部位相對分散，并且不能對各種測試信號集中處理，加上人為因素的影響，導致測試 精度和測試效率都比較低。部分水泵測試系統(tǒng)采用智能測試儀器或標準化儀器與計算機組 成的測試系統(tǒng)，這種測試系統(tǒng)具有較高的精度和較好的實時性，但大多存在系統(tǒng)龐大，接口 復雜，人機交互界面差等不足，而且測試系統(tǒng)中被檢泵進口壓力值一般確定不變，只檢測一 定壓力值下的水泵性能，無法得到被檢泵在不同進口壓力下的性能參數(shù)，導致被檢泵存在 測試盲區(qū)，從而縮小了水泵的應(yīng)用范圍，造成資源浪費。
[0004] 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和計算機技術(shù)的進步，當前的測試系統(tǒng)很難滿足現(xiàn)代水泵測 試的要求，因此急需設(shè)計一個測試精度高，系統(tǒng)穩(wěn)定，自動化程度高，功能完善的水泵自動 測試系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種水泵自動測試系統(tǒng)，可實現(xiàn)水泵在恒壓、恒流和比例三 種方式下的自動測試，提高水泵參數(shù)的測試精度和測試效率，降低系統(tǒng)測試的成本。
[0006] 本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為： 本發(fā)明包括被檢泵、調(diào)壓泵、第一電動閥、第二電動閥、第三電動閥、第四電動閥、第五 電動閥、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第一流量傳感器、第二流量傳感器、第一調(diào)節(jié) 閥、第二調(diào)節(jié)閥、第一手動閥、第二手動閥、放水閥、水箱、進水閥、排水閥和控制系統(tǒng)。
[0007] 進水閥和排水閥分別連接水箱的頂端和低端，閥門采用手動閥或電動閥，測試系 統(tǒng)采用恒壓模式，恒流模式和比例模式三種方式測試被檢泵，由兩個并聯(lián)的管路分別切換 實現(xiàn)，通過第一手動閥所在管路使水流由水箱直接流入被檢泵，當需要調(diào)節(jié)水流壓力時，則 由第二手動閥、調(diào)壓泵、第一調(diào)節(jié)閥和第五電動閥所在的管路流入，其中第二手動閥、調(diào)壓 泵和第一調(diào)節(jié)閥組成流量調(diào)壓系統(tǒng)，調(diào)壓泵調(diào)節(jié)被檢泵進口壓力，第一調(diào)節(jié)閥對壓力和流 量進行小范圍調(diào)節(jié)，第五電動閥選擇是否需要壓力條件；第一壓力傳感器和第二壓力傳感 器分別被安裝在被檢泵的進水口和出水口，放水閥安裝在被檢泵的出水口并通過三通接口 連接到水槽，第一流量傳感器和第二流量傳感器通過并聯(lián)方式連接于放水閥至第二調(diào)節(jié)閥 的管路上，實現(xiàn)不同量程流量的精確測量，第一流量傳感器的前后位置分別裝有第一電動 閥和第二電動閥，第二流量傳感器前后位置分別裝有第三電動閥和第四電動閥，第二調(diào)節(jié) 閥直接連接水箱，用于調(diào)節(jié)流量。
[0008] 所述的控制系統(tǒng)包括工控機、PLC、AD模塊和DA模塊，PLC通過AD轉(zhuǎn)換模塊采集流 量傳感器和壓力傳感器測量得到的水泵性能參數(shù)，傳輸給工控機處理和反饋，同時通過DA 轉(zhuǎn)換模塊輸出調(diào)節(jié)信號給測試裝置中的調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥門的開度，改變管道流量，并通過閥 門驅(qū)動電路控制測試裝置中各個電動閥的開啟和關(guān)閉；PLC和工控機之間通過485通信協(xié) 議進行數(shù)據(jù)傳輸；工控機采集PLC數(shù)據(jù)，對測試裝置中的各個閥門進行調(diào)節(jié)和控制；調(diào)壓泵 和被檢泵由工控機控制，兩者之間通過RS485接口進行通信。
[0009] 進一步說，所述的PLC選用三菱FX2N-40MT，這款PLC通過FX2N-485-BD與工控機 實現(xiàn)通訊，PLC的編程軟件為GXDeveloper，測試程序主要包括初始化、通訊模塊、流量調(diào)節(jié) 模塊、壓力采樣模塊、流量采樣模塊。 進一步說，所述工控機的編程軟件采用NI提供的可視化圖形用戶界面開發(fā)軟件LabVIEW。
[0010] 進一步說，所述AD模塊采用三菱公司的FX2N-4AD裝置，DA模塊采用三菱公司的 FX2N-4DA裝置。
[0011] 進一步說，所述閥門驅(qū)動電路是通過對繼電器的開、關(guān)控制，實現(xiàn)電流放大，驅(qū)動 電動閥動作的電路。
[0012] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明測量精度高，自動化程度好，解決了半自動化測試 導致的費時費力，工作效率低，測試精度差，不能進行入口壓力調(diào)節(jié)，測試模式單一等問題， 同時本發(fā)明具有人機交互界面友好，操作簡單，反饋及時準確，使用和管理方便等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明控制系統(tǒng)原理框圖； 圖2是本發(fā)明測試裝置結(jié)構(gòu)圖； 圖3是本發(fā)明閥門驅(qū)動電路原理圖； 圖4是本發(fā)明軟件LabVIEW編程流程圖。
【具體實施方式】
[0014] 本發(fā)明是一種用于水泵性能檢測的自動測試系統(tǒng)，配置如下：
【主權(quán)項】
1. 水泵自動測試系統(tǒng)，其特征在于：包括被檢泵、調(diào)壓泵、第一電動閥、第二電動閥、第 三電動閥、第四電動閥、第五電動閥、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第一流量傳感器、 第二流量傳感器、第一調(diào)節(jié)閥、第二調(diào)節(jié)閥、第一手動閥、第二手動閥、放水閥、水箱、進水 閥、排水閥和控制系統(tǒng)； 進水閥和排水閥分別連接水箱的頂端和低端，閥門采用手動閥或電動閥，測試系統(tǒng)采 用恒壓模式，恒流模式和比例模式三種方式測試被檢泵，由兩個并聯(lián)的管路分別切換實現(xiàn)， 通過第一手動閥所在管路使水流由水箱直接流入被檢泵，當需要調(diào)節(jié)水流壓力時，則由第 二手動閥、調(diào)壓泵、第一調(diào)節(jié)閥和第五電動閥所在的管路流入，其中第二手動閥、調(diào)壓泵和 第一調(diào)節(jié)閥組成流量調(diào)壓系統(tǒng)，調(diào)壓泵調(diào)節(jié)被檢泵進口壓力，第一調(diào)節(jié)閥對壓力和流量進 行小范圍調(diào)節(jié)，第五電動閥選擇是否需要壓力條件；第一壓力傳感器和第二壓力傳感器分 別被安裝在被檢泵的進水口和出水口，放水閥安裝在被檢泵的出水口并通過三通接口連接 到水槽，第一流量傳感器和第二流量傳感器通過并聯(lián)方式連接于放水閥至第二調(diào)節(jié)閥的管 路上，實現(xiàn)不同量程流量的精確測量，第一流量傳感器的前后位置分別裝有第一電動閥和 第二電動閥，第二流量傳感器前后位置分別裝有第三電動閥和第四電動閥，第二調(diào)節(jié)閥直 接連接水箱，用于調(diào)節(jié)流量； 所述的控制系統(tǒng)包括工控機、PLC、AD模塊和DA模塊，PLC通過AD轉(zhuǎn)換模塊采集流量 傳感器和壓力傳感器測量得到的水泵性能參數(shù)，傳輸給工控機處理和反饋，同時通過DA轉(zhuǎn) 換模塊輸出調(diào)節(jié)信號給測試裝置中的調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥門的開度，改變管道流量，并通過閥門 驅(qū)動電路控制測試裝置中各個電動閥的開啟和關(guān)閉；PLC和工控機之間通過485通信協(xié)議 進行數(shù)據(jù)傳輸；工控機采集PLC數(shù)據(jù)，對測試裝置中的各個閥門進行調(diào)節(jié)和控制；調(diào)壓泵和 被檢泵由工控機控制，兩者之間通過RS485接口進行通信。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泵自動測試系統(tǒng)，其特征在于：所述的PLC選用三 菱FX2N-40MT，這款PLC通過FX2N-485-BD與工控機實現(xiàn)通訊，PLC的編程軟件為GX Developer，測試程序主要包括初始化、通訊模塊、流量調(diào)節(jié)模塊、壓力采樣模塊、流量采樣 模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泵自動測試系統(tǒng)，其特征在于：所述工控機的編程軟件采 用NI提供的可視化圖形用戶界面開發(fā)軟件LabVIEW。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泵自動測試系統(tǒng)，其特征在于：所述AD模塊采用三菱公司 的FX2N-4AD裝置，DA模塊采用三菱公司的FX2N-4DA裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泵自動測試系統(tǒng)，其特征在于：所述閥門驅(qū)動電路是通過 對繼電器的開、關(guān)控制，實現(xiàn)電流放大，驅(qū)動電動閥動作的電路。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水泵自動測試系統(tǒng)。該測試系統(tǒng)采用恒壓、恒流和比例三種檢測模式，通過控制調(diào)壓泵頻率，改變流入被檢泵的進口壓力值，實現(xiàn)不同進口壓力條件下水泵性能的測試。由壓力傳感器和流量傳感器測量被檢泵的入口、出口壓力值和流量值，根據(jù)能量方程可以得到被檢泵揚程大小，同時得出揚程和流量之間的關(guān)系?？刂撇糠植捎霉た貦C和PLC，實現(xiàn)對測試裝置數(shù)據(jù)的采集、分析和處理，同時控制調(diào)節(jié)閥的開度和開關(guān)閥的啟停。通過該測試系統(tǒng)，可實現(xiàn)水泵在恒壓、恒流和比例三種方式下的自動測試，提高了水泵參數(shù)的測試精度和測試效率，降低了系統(tǒng)的成本。
【IPC分類】F04B51-00
【公開號】CN104595172
【申請?zhí)枴緾N201410712958
【發(fā)明人】趙偉國, 周浩杰, 廉晨龍, 朱家順, 高科
【申請人】中國計量學院
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年11月28日