实验台说明书3

1、欧文托普阀门系统（北京）有限公司测试实验台Innovation+Quality Experimental set for valve system 多功能流体测控试验台使用说明书20 目 录一、试验台基本情况11.1基本测试功能11.2 管路系统11.3 测控系统41.4 测试软件51.5 主要设备列表6二、操作说明72.1被测阀门的安装72.2开机72.3进入操作界面72.4流量压差曲线测试92.5 流量开度曲线测试122.6 自力式压差控制阀测试134.7 对比测试实验152.8制作报表162.9阀门测试举例18三、注意事项20一、试验台基本情况多功能流体测控试验台，采用先进的虚拟仪器技术

2、和变频控制技术，实现全范围连续测量和测试过程全参数实时监控。不但加快了测量进程，提高了测量准确性，而且便于调试，降低了实验成本，同时具有自动化程度和信息化程度高的特点。阀门测试实验台主要由三大部分组成。一是测试管路系统，在管路内形成可控的流动，建立必要的测试条件；二是测控系统，负责测试参数信号的测量、信号的转化、数据的采集和传输，同时对管内流动进行控制和监测；三是软件系统，建立良好的人机界面，进行测试数据的存储、处理。整个实验台管路模拟阀门实际使用工况，准确采集处理管路中实时信号，能够更准确的测试显示出阀门的流量特性曲线。1.1基本测试功能（1）阀门流量-压差特性曲线；（2） 阀门流量-开度特

3、性曲线；（3） 减压阀及压差控制阀调压试验.1.2 管路系统管路系统由循环水泵、蓄水箱、稳压罐、电动阀、测试元件、管道等组成。应用变频调速技术控制泵的转速，可连续改变管道内流体的流量和压差。实验台系统长约22.5米，宽约6.3米，高约3.0米。测试管路及部件采用不锈钢304材质，回程管路采用PE管，是目前国内类似阀门测试系统中规模最大，功能最多的实验台之一。图1-1测试管路布置图（1）循环水泵根据测试要求，设置三台并联水泵。1#水泵：NLG200/315-75/4 ，流量/Q 600m3/h ，扬程/H 30m ，功率/P 75kw；2# 水泵：100DL*5， 流量/Q 100m3/h， 扬

4、程/H 100m， 功率/P 45kw；3# 水泵：SG125-200I， 流量/Q 175m3/h， 扬程/H 60m， 功率/P 45kw。采用变频驱动，可在宽广的流量范围内测试。（2）蓄水箱3000*2000*2000的不锈钢蓄水箱，配有水位自动检测及补水。（3）电动阀在测试管道两端安装电动蝶阀，通过计算机控制阀门的开启。测试过程中，保持阀门开通，更换被测阀门时，关闭电动阀。（4）测试管道实验台设计共有3条不同管径的测试管路，管路中设计最大工作压力为1.6Mpa。通过更换变径测试路的方法，可使实验台阀门测试范围DN15DN250。管路一基础管径为DN32，可测试DN15、DN20、DN2

5、5、DN32，DN40五种规格的阀门，管路二基础管径为DN80，主要用来测试DN50，DN65、DN80、DN100管径范围的阀门,管路三基础管径为DN80，用来测试DN125,DN150,DN200,DN250四种阀门规格。（5）自动伸缩夹具根据实验台设计使用要求，3条不同管路都要测试多个管径的阀门特性流量曲线。但是，不同管径阀门尺寸是不尽相同的，同时考虑到以往阀门装卸的不方便，在管路二和管路三较大管径管路中装有自主设计的液压自动伸缩夹具。该套液压系统有套筒式补偿器和高精度液压水缸组成。自主设计加工的套筒式补偿器的密封元件为石墨盘根。每个补偿器由两个液压水缸带动其来回伸缩。该套自动伸缩系统的

6、伸缩量为250mm，液压水站的默认工作压力为2Mpa，设计的最大工作压力为16Mpa。通过点动黄色按钮，可实现对其增压。本套液压系统以水作为液压传动介质，避免了液压油的泄漏污染，同时维护方便，可靠性高。系统中的配件的材质均为不锈钢304。通过如图1-2所示的操作手柄控制。相邻一组红/绿开关为一组，控制一条管路中一组液压缸。在更换管路时，点动对应管路的红色按钮，可实现套筒式补偿器的回缩。相对应的点动绿色开关，可实现其的伸张。（上述开关，除黑色开关外，均为点动开关）。 图示1-2黑色按钮为液压系统的电机开关，黄的按钮为液压系统的加压按钮。1.3 测控系统由流量传感器、压力传感器、压差传感器、调理模

7、块、数据采集卡、通讯串口、计算机、变频控制柜等组成。主要工作原理：根据实验要求，由变频器控制水泵的转速，规定和调节管路内流体走向和流动参数，传感器获取实验件的状态信息，输出信号4-20mA，信号经过放大、滤波、隔离等预处理工作后，经A/D转换输入到控制器中；通讯串口完成对变频的控制信号输出。本方案测控系统具备如下功能：（1）具备手动/自动两种模式下的变频器控制功能，以在测试压差范围内连续测试流量变化曲线，包括进程和回程曲线，同时可选择变频速率，控制测试速度和精度。手动模式即可以在计算机界面上拖动频率调节按钮，设置电机转速等，而自动模式指的是设定一个最高频率和加速时间，开启该模式之后变频器可以在

8、加速时间内逐渐的增加到所设定的最高频率；（2）实现电动调节阀开度自动控制，实验台具有电流电压等信号的输出及控制功能，可供各种执行器使用，且该类信号可控；同时反馈信号被准确快速测量并实时显示在测试界面上，随时掌握被测阀门开度信息。（3）测量压差控制。本实验系统具有两种测量压差控制方式，一是设置一压差范围，测量压差以预定的速度自动连续变化，测试流量-压差变化曲线；二是可以根据需要控制管路阀门两侧的压差，测定特定压差下流量点。多功能流体控制实验台的电气设备比较众多，涉及1台ABB ACS510变频器、3台不同型号水泵、3个科隆流量计、3个麦克压差变通器、多个麦克等6个压力变通器、6个电动蝶阀。实验台

9、中连接电气设备和控制柜的信号线采用2芯带屏蔽的信号线。实验台中有12个传感器采集管路中的流量、压差、压力信号，控制管路流通开关的6个电动蝶阀需要控制柜输出信号。整个实验台需要12根信号线传输采集信号，6根信号线传输输出信号，实验台中1台ABB变频器带动3台不同型号水泵运行，实现远程控制选择水泵运行的3个固态继电器需要3根信号线传输输出信号。实验台中21根信号线大约500m，如图1-3所示。图1-3信号采集与电气控制示意图1.4 测试软件此实验系统软件在美国NI的“LabVIEW”平台上进行开发。LabVIEW是虚拟仪器领域中最具代表性的图形化编程开发平台，是目前国际上首推并应用最广的数据采集和

10、控制开发环境之一，主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示等领域，具有强大的数据可视化分析和仪器控制能力。以此为平台开发的测试程序具有人机交互界面直观友好、容易操作，显示内容清楚直观等特点。可通过界面控制整个实验过程，就像直接操纵仪器一样，可在界面上看到以数据和图形方式显示的控制信息和测试结果。软件还有各种控制及监控功能，如所有测点，如流量测点、压差测点等参数的实时监控；系统运行状态、变频器运行状态、电动调节阀和传感器工作状态的实时监控；自动选择测试管路和数据传输通道；自动生成测量数据表格和有关性能曲线.1.5 主要设备列表表1-1设备名称规格型号数量备注不锈钢水箱3000*2000*

11、20001循环水泵1#水泵NLG200/315-75/4 流量/Q 600m3/h 扬程/H 30m 功率/P 75kw；2# 水泵100DL*5 流量/Q 100m3/h 扬程/H 100m 功率/P 45kw；3# 水泵SG125-200I 流量/Q 175m3/h 扬程/H 60m 功率/P 45kw3ABB变频器ACS5101稳压罐1#罐R=750mm，2#罐R=500mm2压力变送器01.6Mpa61压差变送器0-400kpa, 0-1Mpa5流量计科隆流量计DN32,DN80,DN2003电动蝶阀OVENTROP电动蝶阀DN32,DN80,DN2006套筒式补偿器DN80,DN20

12、02波纹管补偿器DN321自动补水系统蓄水箱1管路支架、升降台14水压系统1二、操作说明2.1被测阀门的安装在确定被测阀门后，根据被测阀门的种类及规格型号选择测试管路，连接相应管径的测试管段，调整自动伸缩节，将被测阀门安装在测试管路上。将压差传感器快速接管连接在相应管段的取压接口上。2.2开机检查测试管路连接完好后，开通电源，开启工控机，进入测试界面。2.3进入操作界面（1）主界面图示2-1测试主界面点击阀门测试EXE文件，启动Labview2011，进入软件测试主界面，单击界面左上角实验设置选项，选择实验参数设置将进入参数设置界面。（2）参数设置界面图示2-2参数设置界面在参数设置界面如图2

13、-2所示，可以对测试阀门试验编号、阀门类型、阀门名称、管路选择、实验部门等参数进行设置。右击各个相应的选项，弹出下拉菜单，选择相应的选项。在实验管路选择栏目内，选择测试管路，界面上被选测试管路绿灯亮起。界面右下角为测试曲线测试类型选择，如图1-5所示，共有流量-压差曲线测试实验，流量-开度曲线测试实验，自力式压差控制阀测试实验,对比测试实验曲线4种不同功能选项。将实验台的曲线测试的参数设置完整，单击任意选项将进入相应曲线的测试界面。否则，将出现提示框提示参数设置不完整。单击回主菜单将返回主界面。选择不同的测试曲线，测试界面有所不同。下面将对4种不同曲线的测试界进行介绍。2.4流量压差曲线测试如

14、果您在参数设置界面选择了流量-压差曲线测试实验，将进入如图2-3所示的流量-压差曲线测试界面，界面左上角图表显示的信息是您在参数设置界面的设置参数。 图2-3 流量-压差曲线测试界面如图2-3所示，在界面右上角管路上的6个开关，控制3条不同管路6个电动蝶阀开关。绿色ON表示该电动蝶阀处于开通状态，红色OFF表示其处于关闭状态。单击6个开关，可实现其ONOFF来回切换，控制电动蝶阀开通与关闭。在进入曲线测试界面时，电动蝶阀默认是处于关闭状态，测试时，需要单击选择管路对应的电动蝶阀，使其处于绿色ON 状态。图2-3中间位置控制回程压差表示在水泵频率还未达到设定值，但是管路中阀门前后压差已到达设定值

15、，水泵频率将按设计频率加速时间递减。在右侧的文本框可以输入控制回程压差的具体数值。绿色ON 表示控制回程压差处于开启状态，红色OFF表示其处于关闭状态。变频器运行控制分为：自动和手动两个控制模式。自动状态表示变频器按照内置默认的加速时间将频率升至50Hz，手动状态表示变频器按照测试者自己设置的加速时间将变频器的频率升至测试者设置的频率。开机键是曲线测试开始按钮，一次曲线测试结束后再次单击开始按钮，将进行下一次的曲线测试。前后2次的曲线将为不同颜色曲线显示图中。测试界面上显示了21种不同颜色的曲线，但是，实际测试曲线颜色的数量可以是任意值，右击坐标图，打开取色板，测试曲线的颜色可以取到取色板上任

16、何一种颜色。在开启变频器之前，单击初始化按钮，初始化按钮是将变频器初始化。自由停机是将变频器的当前频率瞬间降低到0 Hz，而积分停机则是按照之前设置的加速时间使变频器从当前频率降低为0 Hz。曲线测试频率加速时间和频率设定分别为： 加速时间为水泵频率从0升至50Hz所需要的时间。 加速时间和频率都可以通过拉动滑杆上箭头粗略设定，也可以通过右边文本框输入，精确设定。测试界面右下角的数字表盘则为变频器输出频率，实时显示水泵电机的运行频率。测试指示灯则表示水泵是否处在运行状态，水泵运行为绿色，水泵停止则为红色。检测阀门控制电压可以控制测试阀门的开度，文本框内数值设置最小数值为0v，对应测试阀门的关闭

17、状态，最大10v，对应测试阀门的开通状态，数值每增加或减少1，表示将阀门开度增大或减少10%的开度。水泵一水泵二水泵三分别对应管路中系统中的三台水泵，实验台由内向外编号。测试时要选择测试需要运行的水泵，按钮处于绿色状态表示水泵处于选定状态。测试开始后，水泵的三个按钮将全部处于灰色禁用状态，在测试过程中不得更换水泵。为了监测系统的运行的最高压力点，我们在分水器的位置安装压力传感器，在界面的右上角的系统前端压力会动态显示系统压力的变化。在观察曲线测试结果时，可以单击横坐标或者竖坐标的数值可以改变坐标的数值，同时，在图1-6界面显示的图表位置右击，可以将显示结果在点线点和线几种模式切换。单击测试界面

18、右上角曲线放大，单击按钮，可将曲线显示界面放大。如图2-4显示。点击返回测试界面，将返回图1-6所示界面。图2-4流量-压差测试曲线2.5 流量开度曲线测试如果您在参数设置界面选择了流量-开度曲线测试实验，将进入如图2-5所示的流量-开度曲线测试界面，界面左上角图表显示的信息是您在参数设置界面的设置参数。按照国家标准流量开度曲线的测试时应当测试不同开度时被测阀门阀体压差为100Kpa所对应流量。由于水泵的变频控制不能那么精确的稳定在100Kpa，所以在测试时，应当对阀体压差值进行设定一个范围，即上限压差、下限压差，软件默认的上线压差和下限压差分别为102kpa、98kpa。当阀门前后压差值在9

19、8-102范围之内,选点指示灯就会处于高亮状态，即可选取参考点。修正后流量即是选取的参考点自动换算100Kpa对应流量。在此应注意，在下一次选点之前修正后流量将显示上一次选点对应的流量。本测试功能的选点方式分为自动选点和手动选点是2种不同的选点方式，选择手动选点时，当选点指示灯处于高亮时，单击下侧选取参数点将手动选取相应的参数点。在没有单击选取参数点之前，变频器将控制频率，使阀门前后的压差一直在98-102范围之内。相对于手动选点，自动选点则是在选点指示灯处于高亮时，自动选择参数点，然后按照自动开度增幅设置值增加阀门开度。每增幅1，表示增加阀门的10%开度。变频器的控制模式同样分为自动和手动两

20、种控制模式：，当选择自动模式时，变频器则会通过自动调节频率来维持阀体压差恒定在98-102范围之内，每一次频率递增的步长则为，当选择手动变频控制模式时，变频器的运行频率则是根据设定频率值来决定电机的运行频率，此时变频器的变频控制方式与测试流量压差曲线试验的控制方式相同。在此功能测试界面中，如果结束测试，应当将变频器的控制模式转换到手动控制模式，如即手动指示灯处在高亮状态，此时点击积分停机或者自由停机，将水泵的电机减速停机。图2-5流量-开度曲线测试界面报表制作过程与流量压差曲线测试相同，只是显示的图像各不相同而已。注意事项： 频率递增步长，0.2为默认值，禁止擅自更改，修改之前请咨询系统设计方

21、。 当测试结束后，必须将变频器转换到手动控制模式，然后才能选择停机方式。2.6 自力式压差控制阀测试如果您在参数设置界面选择了自力式压差控制阀测试实验，将进入如图2-6所示的测试界面，界面左上角图表显示的信息是您在参数设置界面的设置参数。管路中有5个压差变送器分2层放置，底层3个压差变送器测试压差自东向西分别是管路三管路一管路二阀门前后压差。上层2个压差控制阀测试压差自东向西分别是管路三管路二自力式压差控制阀的控制压差。压差控制阀性能测试时，要选择上层相应的控制压差的压差变送器。应注意压差变送器有HL2个不同接头，H端对应控制压差的高压端，管路一管路二的高亚端接头通过取压口处的球阀转换。L对应

22、控制压差的低压端，管路一管路二的低压端街头通过插拔对应下层压差变送器的接头转换。2个透明的导压管中缠有黑色胶带的导压管对应L端。图2-6自力式压差控制阀测试界面压差控制阀性能测试的测试界面如图2-6所示，点击图表上方的控制压差外界压差测试曲线阀体压差流量可以实现2种不同曲线的切换。由于压差控制阀独特的控制原理，此时实时显示的参数值也有所变化，如图所示：控制压差值、外界压差值。本测试功能可以实现调节控制压差范围内的阀门的开度，监测控制压差是否发生变化，同时还可以改变变频器的运行频率使外界压差发生变化，测试压差阀的屏蔽外界干扰，维持系统控制压差恒定的作用。改变控制压差范围内的电动阀门的开度，可以通

23、过开启被测管道上阀门的开关，并设定对应管道上阀门的开度，用以保证外界压差>2倍的控制压差。变频器控制及报表制作方法与前面功能测试操作过程相同。4.7 对比测试实验对比测试实验是指选择3条不同管路中2条管路，在2条不同管路中同时测试相同管径的阀门，以便将其性能参数进行对比。对比测试实验参数设置与上述几种测试曲线的参数设置大同小异，如图2-7所示，只是在参数设置界面上要多选择一个，然后在单击，进入测试界面。图2-7 对比测试实验参数设置界面对比测试实验的测试界面如图2-8所示，不难发现，对比测试实验的测试界面与流量压差曲线测试界面布局大致相同。只是在管路简图下方文本框 显示有所不同。其中，数

24、值1文本框内显示的是测试管路测试阀门的流量和压差，而数值2文本框内显示则是对比管路测试阀门的流量和压差。图2-8 对比测试实验测试界面对比测试实验测试在同一坐标系中显示2条不同管路上相同管径阀门2种不同颜色的流量压差曲线。测试时应注意区分不同颜色曲线的意义，每次测试显示右侧plot上的2种不同的颜色，自上而下分别是实验管路和对比管路2种不同管路上对应阀门的流量压差曲线。测试界面上其他按钮用法与意义跟流量压差曲线测试界面上的按钮一致，在此不再一一重复介绍2.8制作报表测试完毕后，单击制作报表将进入报表制作界面。如图2-9所示。图2-9报表制作界面在报表制作界面，显示图像的大小可以通过设定显示界面的横纵坐标的大小来进行相应的调整，单击数据存储位置、word储存位置右侧的小文件夹，可以对实验测试excel数据，word报表的保存位置进行设定。单击打印，点击生成报表，将自动生成并打印检测产品的报表。Word报表形式如图2-10所示。而excel数据将保存实验测试中所有测试采集的数据。图2-10报表打印页面2.9阀门测试举例在此以一个DN80