一种用于间冷压缩机试验台的测控系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于间冷压缩机试验台的测控系统，包括数据采集模块、数据处理及分析模块、控制反馈模块以及安全联锁模块，所述数据采集模块与间冷压缩机试验台通过信号线连接，用于对压缩机的各项性能实验数据和状态进行实时采集和预处理，数据采集模块通过信号线与数据处理及分析模块连接，所述控制反馈模块包括本地监控和远程监控，所述安全联锁模块与数据处理及分析模块信号连接。基于高性能可编程逻辑控制器(PLC)实现控制和数据采集功能，以实现实时监控、显示设备运行状态、数据查询等功能，以测控系统PLC为主，通过Profibus‑DP或以太网与动力系统系统PLC、滑油系统PLC、真空系统PLC和冷却系统PLC相结合的控制方案，能够有效地增加间冷压缩机试验台测控系统可靠性和安全性。

A measurement and control system for the test bench of the intercooling compressor

【技术实现步骤摘要】
一种用于间冷压缩机试验台的测控系统
本专利技术属于压缩空气储能
，涉及多级离心或轴流式间冷压缩机测试相关
，具体是一种用于间冷压缩机试验台的测控系统。
技术介绍
压缩空气储能系统被认为是最具发展潜力的大规模物理储能技术之一，其所用压缩机通常选用多级离心或轴流式，由于需要考虑热回收等因素，需要开展间冷压缩机内部流动与传热耦合规律研究，以满足储能系统对高效宽工况的需求，从而解决相关的关键科学问题。间冷压缩机试验台通常采用变频器调速，可进行单/双级压缩机性能实验及与换热设备的耦合实验等，包含一套或多套动力系统。传统的试验台测控系统往往针对单级压缩机，并不能满足压缩空气储能系统用间冷压缩机的实验需求。因此需要针对间冷压缩机试验台特点，在传统试验台测控系统的基础上，开发新的测控系统，提高其安全性、操作性等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于间冷压缩机试验台的测控系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于间冷压缩机试验台的测控系统，该系统包括数据采集模块、数据处理及分析模块、控制反馈模块以及安全联锁模块，所述数据采集模块与间冷压缩机试验台通过信号线连接，用于对压缩机的各项性能实验数据和状态进行实时采集和预处理，数据采集模块通过信号线与数据处理及分析模块连接，所述数据处理及分析模块包括间冷压缩机试验台测控系统主PLC、动力系统PLC、滑油系统PLC、真空系统PLC和冷却系统PLC，所述动力系统PLC、滑油系统PLC、真空系统PLC和冷却系统PLC均通过工业以太网或ProfibusDP现场总线与间冷压缩机试验台测控系统主PLC进行数据交换，所述控制反馈模块包括本地监控和远程监控，其中本地监控通过测控系统主PLC触摸屏、开关按钮和电位器实现测控，远程监控通过操纵台利用以太网和测控系统主PLC进行通讯实现测控，所述安全联锁模块与数据处理及分析模块信号连接，其包括“紧急停车”按钮、机械运转自动保护停车功能和辅助设备自动保护停车功能。进一步的，所述测控系统还包括WINCC组态软件模块，其可分为压缩机独立实验、压缩机联动实验、公共系统三大子系统，其中压缩机独立实验子系统包括启停车、测量控制、轴系监测、性能分析、喘振监测操作模块，压缩机联动实验子系统包括启停车、测量控制、性能分析操作模块，公共系统子系统包括滑油系统、冷却系统、真空系统、参数设置、历史记录、实时报警操作模块。进一步的，所述数据采集模块包括压力传感器、流量传感器、温度传感器、调节阀、扭矩和转速传感器或振动传感器，以对实验数据进行采集和预处理。进一步的，所述动力系统PLC和变频器间通过工业以太网或ProfibusDP完成数据交换，变频器和间冷压缩机试验台测控系统主PLC通过信号线完成模拟信号、数字信号交换。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提出的测控系统，基于高性能可编程逻辑控制器(PLC)实现控制和数据采集功能，实现实时监控、显示设备运行状态、数据查询等功能，其可分为压缩机独立实验、压缩机联动实验、公共系统三大子系统，操作方便，能够进行扩展和再开发；具体以测控系统PLC为主，通过Profibus-DP现场总线或工业以太网与动力系统系统PLC、滑油系统PLC、真空系统PLC和冷却系统PLC相结合的控制方案，能够有效地增加间冷压缩机试验台测控系统可靠性和安全性。附图说明图1为本专利技术的间冷压缩机试验台测控系统总体架构示意图；图2为本专利技术的间冷压缩机试验台测控系统WinCC组态软件模块示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图对本专利技术进一步详细说明。如图1所示，该系统包括数据采集模块、数据处理及分析模块、控制反馈模块以及安全联锁模块，所述数据采集模块与间冷压缩机试验台通过信号线连接，用于实时采集并处理压缩机性能实验相关的气动参数，机械运转状态以及辅助设备的运行状态等，数据采集模块通过信号线与数据处理及分析模块连接；所述间冷压缩机试验台测控系统中滑油系统、真空系统、冷却系统和动力系统具备独立的PLC，是一种以测控系统主PLC为主，通过Profibus-DP现场总线或工业以太网与动力系统系统PLC、滑油系统PLC、真空系统PLC和冷却系统PLC相结合的控制方案；所述动力系统PLC、滑油系统PLC、真空系统PLC和冷却系统PLC均通过工业以太网或ProfibusDP与间冷压缩机试验台测控系统主PLC进行数据交换；所述控制反馈模块用于实现压缩机启停车、阀门精确动作、操作辅助设备等，完成性能实验，其包括本地监控和远程监控，其中本地监控通过测控系统主PLC触摸屏、开关按钮和电位器实现测控，远程监控通过操纵台利用以太网和测控系统主PLC进行通讯实现测控，本地和远程监控具有相同的功能；所述安全联锁模块与数据处理及分析模块信号连接，安全联锁模块用于保证压缩机运行安全，突发状况下能够联锁停车。具体地，所述测控系统数据采集模块通过对布置在试验台的振动传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器等测得的相关数据进行信号采集和预处理，其中传感器输出信号为4-20mA或0-10V标准信号；气动参数包括压缩机进出口气体温度、压力和流量，换热器进出口循环水温度、流量等；机械运转状态包括压缩机、齿轮箱、电机等轴承温度、位移、振动，变频器输出电流、转速等；辅助设备运行状态包括滑油系统、冷却系统和真空系统中的温度、压力、流量等参数。所述测控系统安全联锁模块包括“紧急停车”按钮、机械运转自动保护停车功能和辅助设备自动保护停车功能，试验过程中通过监测压力、温度、振动、转速等参数，全面监控试验台运行状态，对于影响到试验顺利进行的问题，能够以正常的逻辑顺序自动停止试验，保证被试件和设备的安全，同时在画面做出提示；现场PLC柜和远程操纵台均设置“紧急停车”按钮，具有最高的优先级，并紧急情况下使用；试验台出现停机故障，应在排除故障，并按下复位按钮后，才能重新启动系统。所述测控系统控制反馈模块中具有本地、远程两种控制方式，两种方式可以切换，且只能在系统运行前进行；电机具备正向或反向旋转功能，在运行前选择确定转向(具有明确信号指示，不允许在运行过程中改变转向)，在正反两个旋转方向具有长时间试验的能力、功能、精度一致；本地控制方式通过调节电位器旋钮，实现试验台阀门开度的变化。如图2所示，所述间冷压缩机试验台测控系统还包括WinCC组态软件模块，其可分为压缩机独立实验、压缩机联动实验、公共系统三大子系统，独立实验子系统包括启停车、测量控制、轴系监测、性能分析、喘振监测操作模块；压缩机联动实验子系统包括启停车、测量控制、性能分析操作模块；公共子系统包括滑油系统、冷却系统、真空系统、参数设置、历史记录、实时报警操作模块。具体地，所述测控系统压缩机独立实验和联动实验子系统中，启停车模块具备压缩机启车检查、启车操作、停车、复位等功能，其中启车检查包括试验台调节阀自检、手动阀门人工确认、供油压力和温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于间冷压缩机试验台的测控系统，其特征在于：该系统包括数据采集模块、数据处理及分析模块、控制反馈模块以及安全联锁模块，所述数据采集模块与间冷压缩机试验台通过信号线连接，用于对压缩机的各项性能实验数据和状态进行实时采集和预处理，数据采集模块通过信号线与数据处理及分析模块连接，所述数据处理及分析模块包括间冷压缩机试验台测控系统主PLC、动力系统PLC、滑油系统PLC、真空系统PLC和冷却系统PLC，所述动力系统PLC、滑油系统PLC、真空系统PLC和冷却系统PLC均通过工业以太网或ProfibusDP现场总线与间冷压缩机试验台测控系统主PLC进行数据交换，所述控制反馈模块包括本地监控和远程监控，其中本地监控通过测控系统主PLC触摸屏、开关按钮和电位器实现测控，远程监控通过操纵台利用以太网和测控系统主PLC进行通讯实现测控，所述安全联锁模块与数据处理及分析模块信号连接，其包括“紧急停车”按钮、机械运转自动保护停车功能和辅助设备自动保护停车功能。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于间冷压缩机试验台的测控系统，其特征在于：该系统包括数据采集模块、数据处理及分析模块、控制反馈模块以及安全联锁模块，所述数据采集模块与间冷压缩机试验台通过信号线连接，用于对压缩机的各项性能实验数据和状态进行实时采集和预处理，数据采集模块通过信号线与数据处理及分析模块连接，所述数据处理及分析模块包括间冷压缩机试验台测控系统主PLC、动力系统PLC、滑油系统PLC、真空系统PLC和冷却系统PLC，所述动力系统PLC、滑油系统PLC、真空系统PLC和冷却系统PLC均通过工业以太网或ProfibusDP现场总线与间冷压缩机试验台测控系统主PLC进行数据交换，所述控制反馈模块包括本地监控和远程监控，其中本地监控通过测控系统主PLC触摸屏、开关按钮和电位器实现测控，远程监控通过操纵台利用以太网和测控系统主PLC进行通讯实现测控，所述安全联锁模块与数据处理及分析模块信号连接，其包括“紧急停车”按钮、机械运转自动保护停车功能和辅助设备自动保护停车功能。

【专利技术属性】
技术研发人员：梁奇，陈海生，左志涛，汤宏涛，孙建亭，郭文宾，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11