水泵闭式试验台测控系统与测试方法技术方案

本发明专利技术属于水泵测试技术领域，具体涉及一种水泵闭式试验台测控系统与测试方法；本发明专利技术的水泵闭式试验台测控系统包括测试装置和控制系统，其中测试装置包括储水罐、排出罐、抽气罐和气液分离器以及各连接管路；控制系统包括控制箱和工控机，控制箱和工控机之间通过以太网联接实现通讯；本发明专利技术解决了现在水泵的综合性能测试和汽蚀测试需要人工进行测试或者自动化测试水平不高的现状，全部测试过程由本测控系统自动完成，所测数据也能及时反馈，使水泵的测试过程完全自动化、智能化，本发明专利技术不仅显著地提高了测试结果的准确性，而且减小了测试人员的劳动强度，改善了测试人员的工作环境，显著提高测试效率，降低测试成本。

Measurement and control system and test method of pump closed test bed

The invention belongs to the technical field of pump test, in particular to measurement and control system for a pump test bench and closed test method; the invention of the pump control system of closed type test bench test device and the control system, the test device includes a tank, pumping tank and liquid separator and the connecting pipe from a storage tank, a control system includes a control; box and IPC, between the control box and IPC communication through Ethernet; the invention solves the pump comprehensive performance test and cavitation test now requires manual or automated test status of test level is not high, all the test process is done automatically by the control system, the measured data can be timely feedback, make the test the process of water pump are fully automated and intelligent, the invention not only significantly improve the accuracy of test results, but also reduces the measurement The labor intensity of the test personnel has improved the working environment of the testers, significantly improved the testing efficiency and lowered the test cost.

【技术实现步骤摘要】
水泵闭式试验台测控系统与测试方法
本专利技术属于水泵测试
，具体涉及一种水泵闭式试验台测控系统与测试方法。
技术介绍
水泵测试对于水泵的理论研究和设计的完善有着不可替代的作用。目前，水泵测试装置主要有闭式回路试验装置和开式池试验装置两类。就闭式回路试验装置在水泵测试中的应用而言，目前主要是由人工来操作的。人工操作的测试(以下简称为人工测试)存在测量误差大、测试系统稳定性较难判断、数据计算量大、测试人员的劳动强度大和工作环境差等缺陷。为了克服人工测试的技术缺陷，多年来，水泵测试
的研发人员一直在现有的闭式回路试验装置的基础上研究水泵的自动测试系统及方法(以下简称为自动测试)，并且取得了一些成果。然而，现有的自动测试仍存在集成化程度低、数据传输同步性差以及测量精度较低等缺陷。而这些缺陷也极大地限制了自动测试在水泵测试
的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有的自动测试所存在的集成化程度低、数据传输同步性差以及测量精度较低等缺陷。为达到上述功能，本专利技术提供的技术方案是：一种水泵闭式试验台测控系统包括测试装置和控制系统，其中：所述测试装置包括储水罐、排出罐、抽气罐和气液分离器，所述储水罐和待测泵之间设置有1路以上的进水管路，沿着所述进水管路水流的方向在所述进水管路上依次设置电动闸阀、压力传感器、电机和转矩转速传感器，所述电机由变频器控制；待测泵与所述排出罐之间设置有1路以上的排水管路，沿着所述排水管路水流的方向在所述排水管路上依次设置电动闸阀和压力传感器；所述排出罐和所述储水罐之间通过1路以上的流量调节管路连接，沿着所述流量调节管路水流的方向在所述流量调节管路上依次设置电动闸阀、流量计和气动调节阀；所述抽气罐安装在所述储水罐的项部，所述抽气罐安装有抽气管路，所述抽气管路上设置有气动开关阀并与真空泵吸气口连接，所述真空泵的出气口通过管路与所述气液分离器相连接，所述抽气管路上连接有空气抽气管路，所述空气抽气管路上安装有气动开关阀；所述真空泵和气液分离器之间还通过供水管路连接，所述气液分离器和所述储水罐上分别连接有液位计；所述储水罐上安装有用于测试储水罐内水温的温度变送器；所述储水罐、所述排出罐、所述气液分离器和所述抽气罐的补液管路上分别设置有气动开关阀；所述控制系统包括控制箱和工控机，所述控制箱和所述工控机之间通过以太网联接；所述控制箱包含模拟量数据采集卡、模拟量数据信号控制卡、数字信号采集卡和数字信号控制卡，所述控制箱通过所述模拟量数据采集卡采集所述压力传感器、所述流量计、所述转矩转速传感器和所述温度变送器测量到的数据以及所述变频器频率反馈数据，传输给所述工控机处理和反馈，并通过模拟量数据信号控制卡输出控制信号给所述测试装置中的气动调节阀和变频器以调节流量调节管路中的水流量和设定变频器的转速；所述控制箱通过数字信号采集卡采集所述电动闸阀的状态信号、所述变频器的运行状态信号以及所述液位计的液位指示信号，传输给所述工控机处理和反馈，并通过所述数字信号控制卡输出信号控制所述电动闸阀和所述气动开关阀的开关以及所述变频器和所述真空泵的启停。优选地，所述测试装置的进水管路上还设置有手动常闭开关阀，所述手动常闭开关阀位于所述电动闸阀和所述压力传感器之间。优选地，所述抽气罐上设置有手动补气管路所述手动补气管路上安装有手动常闭开关阀。优选地，所述测试装置包含管径不同的3路进水管路、3路排水管路和6路流量调节管路。优选地，所述控制箱为NIcDAQ机箱。本专利技术还提供了一种采用上述水泵闭式试验台测控系统的测试方法，包括以下步骤：(1)将待测泵与进水管路和排水管路连接；(2)打开工控机上的测试程序，填写相关参数，包括待测泵的型号，额定转速，额定流量，叶轮直径，试运行气动调节阀开度；(3)运行测试程序，初始化测试界面，测试程序根据待测泵的型号，额定转速及叶轮直径，自动选择本次试验所用到的进水管路、排水管路和流量调节管路，并发送信号到各电动闸阀的信号接收器，则本次试验所用到的管路上的电动闸阀自动打开，非本次试验用的电动闸阀自动关闭；电动闸阀带有工作状态反馈功能，通过测试界面则可以及时发现测试管路的选择是否正确；同时，测试程序自动根据测试装置液位情况，决定是否进行补液和补气操作；(4)启动待测泵，工控机发出控制信号到变频器，所述信号包括启动开关量控制信号和转速设定模拟量控制信号，变频器根据控制信号输出相应的动力从而驱动待测泵；(5)进行试运行，人工对比工控机所采集到的参数值和现场仪表显示的参数值，确保各传感器信号传输正常，待待测泵运行稳定后，打开排气阀，对管路进行排气；(6)进行性能测试实验，工控机上的测试程序自动对比流量目标值和流量实际值，输出控制信号，气动调节阀根据控制信号值大小自动调节开度，使测控系统达到目标工况状态，工控机记录待测泵在不同工况下的转速、功率、进口压力、出口压力和流量值，并对这些数据进行处理，以判断待测泵是否符合设计要求；(7)性能测试试验结束后，若需要进行汽蚀试验，则通过工控机启动真空泵，待真空泵正常运转后，开始汽蚀试验，工控机上的测试程序输出控制信号控制待测泵的流量和进口压力，气动调节阀根据控制信号值大小自动调节开度，而进口压力通过真空泵抽真空的方式，测试程序自动对比进口压力目标值和进口压力实际值，选择启动抽气罐抽气管路上的气动开关阀或空气抽气管路上的气动开关阀，调节流量及进口压力值均达到预设目标值后，待测试系统稳定后，记录待测泵在不同工况下的转速、功率、进口压力、出口压力和流量值，并对这些数据进行处理，以判断待测泵是否符合设计要求；(8)测试结速，关闭待测泵、真空泵和工控机。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的水泵闭式试验台测控系统和测试方法解决了现在水泵的综合性能测试和汽蚀测试需要人工进行测试或者自动化测试水平不高的现状，全部测试过程由本测控系统自动完成，所测数据也能及时反馈，使水泵的测试过程完全自动化、智能化，本专利技术不仅显著地提高了测试结果的准确性，而且减小了测试人员的劳动强度，改善了测试人员的工作环境，显著提高测试效率，降低测试成本。附图说明图1为本专利技术的测控系统原理框图；图2为测试装置的结构示意图；图3为本专利技术的测试流程图。具体实施方式下面结合附图1至附图3对本专利技术作进一步阐述：如图1和图2所示的一种水泵闭式试验台测控系统，包括测试装置和控制系统，图2为测试装置的俯视图，测试装置包括储水罐5、排出罐4、抽气罐6、真空泵2、气液分离器3，以及各连接管路，其中连接管路包括连接待测泵1和储水罐5的进水管路，待测泵1后端和排出罐4之间的排水管路，以及排水罐4和储水罐5之间的流量调节管路。整个测试装置一共有三路进水管路，三路排水管路，以及六路流量调节管路。试验时，根据待测泵1的型号规格及额定转速和额定流量等参数选择一路进水管路，一路排水管路和一路流量调节管路，进水管路，排水管路，流量调节管路构成整个试验管路。启动待测泵1后，水流从储水罐5流经进水管路后进入待测泵1获得能量后从排水管路排入排出罐4，再经过流量调节管路流回储水罐5，从而形成一个闭式回路。气液分离器3与真空泵2的排出口连接，抽气罐6通过抽气管路与真空泵2的进口连接，气液分离器3顶端有一个敞开的小口，在汽蚀测试试验过程中，需启动真空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泵闭式试验台测控系统，其特征在于：包括测试装置和控制系统，其中：所述测试装置包括储水罐、排出罐、抽气罐和气液分离器，所述储水罐和待测泵之间设置有1路以上的进水管路，沿着所述进水管路水流的方向在所述进水管路上依次设置电动闸阀、压力传感器、电机和转矩转速传感器，所述电机由变频器控制；待测泵与所述排出罐之间设置有1路以上的排水管路，沿着所述排水管路水流的方向在所述排水管路上依次设置电动闸阀和压力传感器；所述排出罐和所述储水罐之间通过1路以上的流量调节管路连接，沿着所述流量调节管路水流的方向在所述流量调节管路上依次设置电动闸阀、流量计和气动调节阀；所述抽气罐安装在所述储水罐的项部，所述抽气罐安装有抽气管路，所述抽气管路上设置有气动开关阀并与真空泵吸气口连接，所述真空泵的出气口通过管路与所述气液分离器相连接，所述抽气管路上连接有空气抽气管路，所述空气抽气管路上安装有气动开关阀；所述真空泵和气液分离器之间还通过供水管路连接，所述气液分离器和所述储水罐上分别连接有液位计；所述储水罐上安装有用于测试储水罐内水温的温度变送器；所述储水罐、所述排出罐、所述气液分离器和所述抽气罐的补液管路上分别设置有气动开关阀；所述控制系统包括控制箱和工控机，所述控制箱和所述工控机之间通过以太网联接；所述控制箱包含模拟量数据采集卡、模拟量数据信号控制卡、数字信号采集卡和数字信号控制卡，所述控制箱通过所述模拟量数据采集卡采集所述压力传感器、所述流量计、所述转矩转速传感器和所述温度变送器测量到的数据以及所述变频器频率反馈数据，传输给所述工控机处理和反馈，并通过模拟量数据信号控制卡输出控制信号给所述测试装置中的气动调节阀和变频器以调节流量调节管路中的水流量和设定变频器的转速；所述控制箱通过数字信号采集卡采集所述电动闸阀的状态信号、所述变频器的运行状态信号以及所述液位计的液位指示信号，传输给所述工控机处理和反馈，并通过所述数字信号控制卡输出信号控制所述电动闸阀和所述气动开关阀的开关以及所述变频器和所述真空泵的启停。...

【技术特征摘要】
1.一种水泵闭式试验台测控系统，其特征在于：包括测试装置和控制系统，其中：所述测试装置包括储水罐、排出罐、抽气罐和气液分离器，所述储水罐和待测泵之间设置有1路以上的进水管路，沿着所述进水管路水流的方向在所述进水管路上依次设置电动闸阀、压力传感器、电机和转矩转速传感器，所述电机由变频器控制；待测泵与所述排出罐之间设置有1路以上的排水管路，沿着所述排水管路水流的方向在所述排水管路上依次设置电动闸阀和压力传感器；所述排出罐和所述储水罐之间通过1路以上的流量调节管路连接，沿着所述流量调节管路水流的方向在所述流量调节管路上依次设置电动闸阀、流量计和气动调节阀；所述抽气罐安装在所述储水罐的项部，所述抽气罐安装有抽气管路，所述抽气管路上设置有气动开关阀并与真空泵吸气口连接，所述真空泵的出气口通过管路与所述气液分离器相连接，所述抽气管路上连接有空气抽气管路，所述空气抽气管路上安装有气动开关阀；所述真空泵和气液分离器之间还通过供水管路连接，所述气液分离器和所述储水罐上分别连接有液位计；所述储水罐上安装有用于测试储水罐内水温的温度变送器；所述储水罐、所述排出罐、所述气液分离器和所述抽气罐的补液管路上分别设置有气动开关阀；所述控制系统包括控制箱和工控机，所述控制箱和所述工控机之间通过以太网联接；所述控制箱包含模拟量数据采集卡、模拟量数据信号控制卡、数字信号采集卡和数字信号控制卡，所述控制箱通过所述模拟量数据采集卡采集所述压力传感器、所述流量计、所述转矩转速传感器和所述温度变送器测量到的数据以及所述变频器频率反馈数据，传输给所述工控机处理和反馈，并通过模拟量数据信号控制卡输出控制信号给所述测试装置中的气动调节阀和变频器以调节流量调节管路中的水流量和设定变频器的转速；所述控制箱通过数字信号采集卡采集所述电动闸阀的状态信号、所述变频器的运行状态信号以及所述液位计的液位指示信号，传输给所述工控机处理和反馈，并通过所述数字信号控制卡输出信号控制所述电动闸阀和所述气动开关阀的开关以及所述变频器和所述真空泵的启停。2.如权利要求1所述的水泵闭式试验台测控系统，其特征在于：所述测试装置的进水管路上还设置有手动常闭开关阀，所述手动常闭开关阀位于所述电动闸阀和所述压力传感器之间。3.如权利要求1所述的水泵闭式试验台测控系统，其特征在于：所述抽气罐上设置有手动补气管路所述手动补气管路上安装有手动常闭开关阀。4.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：区国惟，林彦英，易亚军，邬江，叶志标，张展发，招广志，
申请(专利权)人：广东肯富来泵业股份有限公司，遵义肯富来泵业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44