水泵自動測試系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于自動控制技術領域，涉及一種水泵自動測試系統。
【背景技術】
[0002] 水泵被廣泛應用于工業，農業，國防建設等領域中，特別是在工業領域，水泵的性 能好壞直接影響著生產的過程，生產的效率以及生產的安全，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 理技術比較先進，水泵性能測試系統呈現出高集成、設備全、體積小和易操作等特點。國內 的水泵測試系統技術相對落后。目前，國內大部分水泵測試系統采用半自動化形式，這種測 試系統采用分立式的模擬測量儀表或數字測量儀表對水泵的各種參數進行測量。采用這種 測試系統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，這種測試系統具有較高的精度和較好的實時性，但大多存在系統龐大，接口 復雜，人機交互界面差等不足，而且測試系統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，導致被檢泵存在 測試盲區，從而縮小了水泵的應用范圍，造成資源浪費。
[0004] 隨著工業技術的發展和計算機技術的進步，當前的測試系統很難滿足現代水泵測 試的要求，因此急需設計一個測試精度高，系統穩定，自動化程度高，功能完善的水泵自動 測試系統。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種水泵自動測試系統，可實現水泵在恒壓、恒流和比例三 種方式下的自動測試，提高水泵參數的測試精度和測試效率，降低系統測試的成本。
[0006] 本發明解決技術問題所采取的技術方案為： 本發明包括被檢泵、調壓泵、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、第一調節 閥、第二調節閥、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。
[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，由兩個并聯的管路分別切換 實現，通過第一手動閥所在管路使水流由水箱直接流入被檢泵，當需要調節水流壓力時，則 由第二手動閥、調壓泵、第一調節閥和第五電動閥所在的管路流入，其中第二手動閥、調壓 泵和第一調節閥組成流量調壓系統，調壓泵調節被檢泵進口壓力，第一調節閥對壓力和流 量進行小范圍調節，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方式連接于放水閥至第二調節閥 的管路上，實現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，第二調節 閥直接連接水箱，用于調節流量。
[0008] 所述的控制系統包括工控機、PLC、AD模塊和DA模塊，PLC通過AD轉換模塊采集流 量傳感器和壓力傳感器測量得到的水泵性能參數，傳輸給工控機處理和反饋，同時通過DA 轉換模塊輸出調節信號給測試裝置中的調節閥，調節閥門的開度，改變管道流量，并通過閥 門驅動電路控制測試裝置中各個電動閥的開啟和關閉；PLC和工控機之間通過485通信協 議進行數據傳輸；工控機采集PLC數據，對測試裝置中的各個閥門進行調節和控制；調壓泵 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、流量調節 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，所述閥門驅動電路是通過對繼電器的開、關控制，實現電流放大，驅動 電動閥動作的電路。
[0012] 本發明的有益效果在于：本發明測量精度高，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節，測試模式單一等問題， 同時本發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點。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發明控制系統原理框圖； 圖2是本發明測試裝置結構圖； 圖3是本發明閥門驅動電路原理圖； 圖4是本發明軟件LabVIEW編程流程圖。
【具體實施方式】
[0014] 本發明是一種用于水泵性能檢測的自動測試系統，配置如下：
【主權項】
1. 水泵自動測試系統，其特征在于：包括被檢泵、調壓泵、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、第一調節閥、第二調節閥、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； 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，由兩個并聯的管路分別切換實現， 通過第一手動閥所在管路使水流由水箱直接流入被檢泵，當需要調節水流壓力時，則由第 二手動閥、調壓泵、第一調節閥和第五電動閥所在的管路流入，其中第二手動閥、調壓泵和 第一調節閥組成流量調壓系統，調壓泵調節被檢泵進口壓力，第一調節閥對壓力和流量進 行小范圍調節，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方式連接于放水閥至第二調節閥的管 路上，實現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，第二調節閥直 接連接水箱，用于調節流量； 所述的控制系統包括工控機、PLC、AD模塊和DA模塊，PLC通過AD轉換模塊采集流量 傳感器和壓力傳感器測量得到的水泵性能參數，傳輸給工控機處理和反饋，同時通過DA轉 換模塊輸出調節信號給測試裝置中的調節閥，調節閥門的開度，改變管道流量，并通過閥門 驅動電路控制測試裝置中各個電動閥的開啟和關閉；PLC和工控機之間通過485通信協議 進行數據傳輸；工控機采集PLC數據，對測試裝置中的各個閥門進行調節和控制；調壓泵和 被檢泵由工控機控制，兩者之間通過RS485接口進行通信。
2. 根據權利要求1所述的水泵自動測試系統，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、流量調節模塊、壓力采樣模塊、流量采樣 模塊。
3. 根據權利要求1所述的水泵自動測試系統，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軟件LabVIEW。
4. 根據權利要求1所述的水泵自動測試系統，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. 根據權利要求1所述的水泵自動測試系統，其特征在于：所述閥門驅動電路是通過 對繼電器的開、關控制，實現電流放大，驅動電動閥動作的電路。
【專利摘要】本發明涉及一種水泵自動測試系統。該測試系統采用恒壓、恒流和比例三種檢測模式，通過控制調壓泵頻率，改變流入被檢泵的進口壓力值，實現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系。控制部分采用工控機和PLC，實現對測試裝置數據的采集、分析和處理，同時控制調節閥的開度和開關閥的啟停。通過該測試系統，可實現水泵在恒壓、恒流和比例三種方式下的自動測試，提高了水泵參數的測試精度和測試效率，降低了系統的成本。
【IPC分類】F04B51-00
【公開號】CN104595172
【申請號】CN201410712958
【發明人】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