水泵測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
2008/11/5 18:59:00
水泵是現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)中必須使用的關(guān)鍵設(shè)備之一，針對(duì)水泵進(jìn)行的相關(guān)研究也是我國(guó)現(xiàn)代化研究中的一個(gè)重要課題。水泵性能的測(cè)試是其中的一個(gè)關(guān)鍵性領(lǐng)域。我國(guó)的水泵測(cè)試系統(tǒng)有兩種類型:一種是20世紀(jì)80年代研制的以單板機(jī)為核心，外加許多分立元件組成的測(cè)試系統(tǒng)，另一種是90年代以來采用智能型測(cè)試儀器或標(biāo)準(zhǔn)化儀器與計(jì)算機(jī)組成的系統(tǒng)。前者自動(dòng)化程度不高，大部分已經(jīng)淘汰，后者由于造價(jià)較高，廣大廠校無法接受。為此，我們提出了基于S7-300PLC的水泵測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)適應(yīng)性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便、功能強(qiáng)大。
本測(cè)試系統(tǒng)以國(guó)標(biāo)規(guī)定的B級(jí)以上精度為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。其主要功能有:進(jìn)行水泵的外特性試驗(yàn)和水泵內(nèi)特性試驗(yàn)，相應(yīng)的外特性試驗(yàn)主要包括原型泵和模型泵的能量試驗(yàn)、汽蝕試驗(yàn)、振動(dòng)和噪聲試驗(yàn)等。
相關(guān)物理量參數(shù)的測(cè)量采用相應(yīng)設(shè)備。流量的測(cè)量采用電磁場(chǎng)流量計(jì)和流量轉(zhuǎn)速儀實(shí)現(xiàn)。揚(yáng)程的測(cè)量采用壓力變送器、大氣壓力變送器、液位變送器來進(jìn)行測(cè)量。采用壓力校準(zhǔn)儀來對(duì)壓力儀表進(jìn)行校準(zhǔn)。功率的測(cè)量采用扭矩測(cè)功和電測(cè)功法。可通過智能扭矩傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換柜、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x、轉(zhuǎn)速變送器、溫度傳感器、直流數(shù)字電壓電流表、三電參數(shù)測(cè)量?jī)x等來實(shí)現(xiàn)。采用交直流校表儀對(duì)電參數(shù)儀表進(jìn)行校準(zhǔn)。振動(dòng)、噪聲的測(cè)量分別采用測(cè)振儀和噪聲儀進(jìn)行，電動(dòng)機(jī)溫升的測(cè)量采用三通帶電測(cè)量溫升儀。具體型號(hào)的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇計(jì)算以滿足相應(yīng)參數(shù)，使其滿足精度要求。
根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的需要，考慮其設(shè)備的相關(guān)性與實(shí)際工況，本系統(tǒng)決定采用分布式結(jié)構(gòu)及RS485/PROFIBUS總線。測(cè) 控 系 統(tǒng)設(shè)測(cè)控計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)兩套，需設(shè)置投影屏幕及多媒體演示。采用兩臺(tái)工控計(jì)算機(jī)分別控制不同的試驗(yàn)臺(tái)位，試驗(yàn)的控制集中在中心控制室。試驗(yàn)參數(shù)的調(diào)節(jié)通過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥及西門子MM440變頻器的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)顯示系統(tǒng)的運(yùn)行情況，包括水流流動(dòng)的方向，控制閥門的開閉，系統(tǒng)運(yùn)行是否正常等，并用大屏幕顯示泵的運(yùn)行工況點(diǎn)的有關(guān)參數(shù)，便于現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)控。數(shù) 據(jù) 的采 集與處理通過傳感器及有關(guān)二次儀表與數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)相連，數(shù)據(jù)采集全部自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集、自動(dòng)處理及打印輸出。系統(tǒng)主體控制設(shè)備由西門子CPU315-2DP+數(shù)字/模擬量采集模塊組成。上位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用西門子WinCC軟件。
該套系統(tǒng)可以精確的采集各種檢測(cè)數(shù)據(jù)，并且可以通過變頻器控制水泵運(yùn)行在各種不同的工作頻率下，從而使水泵的測(cè)試更加全面。
該套系統(tǒng)已經(jīng)成功地運(yùn)用在國(guó)內(nèi)某著名軍工設(shè)計(jì)院的水泵測(cè)試系統(tǒng)中，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，實(shí)現(xiàn)了水泵測(cè)試的自動(dòng)化。該通信程序也可同樣使用在PLC與其他設(shè)備的通信過程中，對(duì)類似工程的應(yīng)用具有一定的借鑒意義。
本測(cè)試系統(tǒng)以國(guó)標(biāo)規(guī)定的B級(jí)以上精度為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。其主要功能有:進(jìn)行水泵的外特性試驗(yàn)和水泵內(nèi)特性試驗(yàn)，相應(yīng)的外特性試驗(yàn)主要包括原型泵和模型泵的能量試驗(yàn)、汽蝕試驗(yàn)、振動(dòng)和噪聲試驗(yàn)等。
相關(guān)物理量參數(shù)的測(cè)量采用相應(yīng)設(shè)備。流量的測(cè)量采用電磁場(chǎng)流量計(jì)和流量轉(zhuǎn)速儀實(shí)現(xiàn)。揚(yáng)程的測(cè)量采用壓力變送器、大氣壓力變送器、液位變送器來進(jìn)行測(cè)量。采用壓力校準(zhǔn)儀來對(duì)壓力儀表進(jìn)行校準(zhǔn)。功率的測(cè)量采用扭矩測(cè)功和電測(cè)功法。可通過智能扭矩傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換柜、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x、轉(zhuǎn)速變送器、溫度傳感器、直流數(shù)字電壓電流表、三電參數(shù)測(cè)量?jī)x等來實(shí)現(xiàn)。采用交直流校表儀對(duì)電參數(shù)儀表進(jìn)行校準(zhǔn)。振動(dòng)、噪聲的測(cè)量分別采用測(cè)振儀和噪聲儀進(jìn)行，電動(dòng)機(jī)溫升的測(cè)量采用三通帶電測(cè)量溫升儀。具體型號(hào)的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇計(jì)算以滿足相應(yīng)參數(shù)，使其滿足精度要求。
根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的需要，考慮其設(shè)備的相關(guān)性與實(shí)際工況，本系統(tǒng)決定采用分布式結(jié)構(gòu)及RS485/PROFIBUS總線。測(cè) 控 系 統(tǒng)設(shè)測(cè)控計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)兩套，需設(shè)置投影屏幕及多媒體演示。采用兩臺(tái)工控計(jì)算機(jī)分別控制不同的試驗(yàn)臺(tái)位，試驗(yàn)的控制集中在中心控制室。試驗(yàn)參數(shù)的調(diào)節(jié)通過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥及西門子MM440變頻器的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)顯示系統(tǒng)的運(yùn)行情況，包括水流流動(dòng)的方向，控制閥門的開閉，系統(tǒng)運(yùn)行是否正常等，并用大屏幕顯示泵的運(yùn)行工況點(diǎn)的有關(guān)參數(shù)，便于現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)控。數(shù) 據(jù) 的采 集與處理通過傳感器及有關(guān)二次儀表與數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)相連，數(shù)據(jù)采集全部自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集、自動(dòng)處理及打印輸出。系統(tǒng)主體控制設(shè)備由西門子CPU315-2DP+數(shù)字/模擬量采集模塊組成。上位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用西門子WinCC軟件。
該套系統(tǒng)可以精確的采集各種檢測(cè)數(shù)據(jù)，并且可以通過變頻器控制水泵運(yùn)行在各種不同的工作頻率下，從而使水泵的測(cè)試更加全面。
該套系統(tǒng)已經(jīng)成功地運(yùn)用在國(guó)內(nèi)某著名軍工設(shè)計(jì)院的水泵測(cè)試系統(tǒng)中，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，實(shí)現(xiàn)了水泵測(cè)試的自動(dòng)化。該通信程序也可同樣使用在PLC與其他設(shè)備的通信過程中，對(duì)類似工程的應(yīng)用具有一定的借鑒意義。
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