水泵自动测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于自动控制技术领域，涉及一种水泵自动测试系统。
【背景技术】
[0002] 水泵被广泛应用于工业，农业，国防建设等领域中，特别是在工业领域，水泵的性 能好坏直接影响着生产的过程，生产的效率以及生产的安全，因此，对水泵进行测试具有重 要的意义。
[0003] 国外一些发达国家，如美国、英国，对水泵测试的研究起步较早，水泵计算机辅助 性能测试系统的使用较普遍，其测试精度、自动化程度较高。这些国家水泵性能检测和处 理技术比较先进，水泵性能测试系统呈现出高集成、设备全、体积小和易操作等特点。国内 的水泵测试系统技术相对落后。目前，国内大部分水泵测试系统采用半自动化形式，这种测 试系统采用分立式的模拟测量仪表或数字测量仪表对水泵的各种参数进行测量。采用这种 测试系统需要很多的测试人员，并且测试强度大，测试过程耗费大量的时间。由于测量仪表 的测试部位相对分散，并且不能对各种测试信号集中处理，加上人为因素的影响，导致测试 精度和测试效率都比较低。部分水泵测试系统采用智能测试仪器或标准化仪器与计算机组 成的测试系统，这种测试系统具有较高的精度和较好的实时性，但大多存在系统庞大，接口 复杂，人机交互界面差等不足，而且测试系统中被检泵进口压力值一般确定不变，只检测一 定压力值下的水泵性能，无法得到被检泵在不同进口压力下的性能参数，导致被检泵存在 测试盲区，从而缩小了水泵的应用范围，造成资源浪费。
[0004] 随着工业技术的发展和计算机技术的进步，当前的测试系统很难满足现代水泵测 试的要求，因此急需设计一个测试精度高，系统稳定，自动化程度高，功能完善的水泵自动 测试系统。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种水泵自动测试系统，可实现水泵在恒压、恒流和比例三 种方式下的自动测试，提高水泵参数的测试精度和测试效率，降低系统测试的成本。
[0006] 本发明解决技术问题所采取的技术方案为： 本发明包括被检泵、调压泵、第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀、第四电动阀、第五 电动阀、第一压力传感器、第二压力传感器、第一流量传感器、第二流量传感器、第一调节 阀、第二调节阀、第一手动阀、第二手动阀、放水阀、水箱、进水阀、排水阀和控制系统。
[0007] 进水阀和排水阀分别连接水箱的顶端和低端，阀门采用手动阀或电动阀，测试系 统采用恒压模式，恒流模式和比例模式三种方式测试被检泵，由两个并联的管路分别切换 实现，通过第一手动阀所在管路使水流由水箱直接流入被检泵，当需要调节水流压力时，则 由第二手动阀、调压泵、第一调节阀和第五电动阀所在的管路流入，其中第二手动阀、调压 泵和第一调节阀组成流量调压系统，调压泵调节被检泵进口压力，第一调节阀对压力和流 量进行小范围调节，第五电动阀选择是否需要压力条件；第一压力传感器和第二压力传感 器分别被安装在被检泵的进水口和出水口，放水阀安装在被检泵的出水口并通过三通接口 连接到水槽，第一流量传感器和第二流量传感器通过并联方式连接于放水阀至第二调节阀 的管路上，实现不同量程流量的精确测量，第一流量传感器的前后位置分别装有第一电动 阀和第二电动阀，第二流量传感器前后位置分别装有第三电动阀和第四电动阀，第二调节 阀直接连接水箱，用于调节流量。
[0008] 所述的控制系统包括工控机、PLC、AD模块和DA模块，PLC通过AD转换模块采集流 量传感器和压力传感器测量得到的水泵性能参数，传输给工控机处理和反馈，同时通过DA 转换模块输出调节信号给测试装置中的调节阀，调节阀门的开度，改变管道流量，并通过阀 门驱动电路控制测试装置中各个电动阀的开启和关闭；PLC和工控机之间通过485通信协 议进行数据传输；工控机采集PLC数据，对测试装置中的各个阀门进行调节和控制；调压泵 和被检泵由工控机控制，两者之间通过RS485接口进行通信。
[0009] 进一步说，所述的PLC选用三菱FX2N-40MT，这款PLC通过FX2N-485-BD与工控机 实现通讯，PLC的编程软件为GXDeveloper，测试程序主要包括初始化、通讯模块、流量调节 模块、压力采样模块、流量采样模块。 进一步说，所述工控机的编程软件采用NI提供的可视化图形用户界面开发软件LabVIEW。
[0010] 进一步说，所述AD模块采用三菱公司的FX2N-4AD装置，DA模块采用三菱公司的 FX2N-4DA装置。
[0011] 进一步说，所述阀门驱动电路是通过对继电器的开、关控制，实现电流放大，驱动 电动阀动作的电路。
[0012] 本发明的有益效果在于：本发明测量精度高，自动化程度好，解决了半自动化测试 导致的费时费力，工作效率低，测试精度差，不能进行入口压力调节，测试模式单一等问题， 同时本发明具有人机交互界面友好，操作简单，反馈及时准确，使用和管理方便等优点。
【附图说明】
[0013] 图1是本发明控制系统原理框图； 图2是本发明测试装置结构图； 图3是本发明阀门驱动电路原理图； 图4是本发明软件LabVIEW编程流程图。
【具体实施方式】
[0014] 本发明是一种用于水泵性能检测的自动测试系统，配置如下：
【主权项】
1. 水泵自动测试系统，其特征在于：包括被检泵、调压泵、第一电动阀、第二电动阀、第 三电动阀、第四电动阀、第五电动阀、第一压力传感器、第二压力传感器、第一流量传感器、 第二流量传感器、第一调节阀、第二调节阀、第一手动阀、第二手动阀、放水阀、水箱、进水 阀、排水阀和控制系统； 进水阀和排水阀分别连接水箱的顶端和低端，阀门采用手动阀或电动阀，测试系统采 用恒压模式，恒流模式和比例模式三种方式测试被检泵，由两个并联的管路分别切换实现， 通过第一手动阀所在管路使水流由水箱直接流入被检泵，当需要调节水流压力时，则由第 二手动阀、调压泵、第一调节阀和第五电动阀所在的管路流入，其中第二手动阀、调压泵和 第一调节阀组成流量调压系统，调压泵调节被检泵进口压力，第一调节阀对压力和流量进 行小范围调节，第五电动阀选择是否需要压力条件；第一压力传感器和第二压力传感器分 别被安装在被检泵的进水口和出水口，放水阀安装在被检泵的出水口并通过三通接口连接 到水槽，第一流量传感器和第二流量传感器通过并联方式连接于放水阀至第二调节阀的管 路上，实现不同量程流量的精确测量，第一流量传感器的前后位置分别装有第一电动阀和 第二电动阀，第二流量传感器前后位置分别装有第三电动阀和第四电动阀，第二调节阀直 接连接水箱，用于调节流量； 所述的控制系统包括工控机、PLC、AD模块和DA模块，PLC通过AD转换模块采集流量 传感器和压力传感器测量得到的水泵性能参数，传输给工控机处理和反馈，同时通过DA转 换模块输出调节信号给测试装置中的调节阀，调节阀门的开度，改变管道流量，并通过阀门 驱动电路控制测试装置中各个电动阀的开启和关闭；PLC和工控机之间通过485通信协议 进行数据传输；工控机采集PLC数据，对测试装置中的各个阀门进行调节和控制；调压泵和 被检泵由工控机控制，两者之间通过RS485接口进行通信。
2. 根据权利要求1所述的水泵自动测试系统，其特征在于：所述的PLC选用三 菱FX2N-40MT，这款PLC通过FX2N-485-BD与工控机实现通讯，PLC的编程软件为GX Developer，测试程序主要包括初始化、通讯模块、流量调节模块、压力采样模块、流量采样 模块。
3. 根据权利要求1所述的水泵自动测试系统，其特征在于：所述工控机的编程软件采 用NI提供的可视化图形用户界面开发软件LabVIEW。
4. 根据权利要求1所述的水泵自动测试系统，其特征在于：所述AD模块采用三菱公司 的FX2N-4AD装置，DA模块采用三菱公司的FX2N-4DA装置。
5. 根据权利要求1所述的水泵自动测试系统，其特征在于：所述阀门驱动电路是通过 对继电器的开、关控制，实现电流放大，驱动电动阀动作的电路。
【专利摘要】本发明涉及一种水泵自动测试系统。该测试系统采用恒压、恒流和比例三种检测模式，通过控制调压泵频率，改变流入被检泵的进口压力值，实现不同进口压力条件下水泵性能的测试。由压力传感器和流量传感器测量被检泵的入口、出口压力值和流量值，根据能量方程可以得到被检泵扬程大小，同时得出扬程和流量之间的关系。控制部分采用工控机和PLC，实现对测试装置数据的采集、分析和处理，同时控制调节阀的开度和开关阀的启停。通过该测试系统，可实现水泵在恒压、恒流和比例三种方式下的自动测试，提高了水泵参数的测试精度和测试效率，降低了系统的成本。
【IPC分类】F04B51-00
【公开号】CN104595172
【申请号】CN201410712958
【发明人】赵伟国, 周浩杰, 廉晨龙, 朱家顺, 高科
【申请人】中国计量学院
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年11月28日