网络化大型水泵测控系统

网络化大型水泵测控系统1、绪论水泵测试在生产研发中的作用水泵使用面广，种类繁多，广泛地应用于国民经济的各个部门。由于泵类产品在结构上和在运行过程中特有的复杂性，使得长期以来，水泵过流部件的水力设计和计算只能建立在某些假设理论的基础上，水泵专业设计人员常常利用现代优化设计技术(如直觉优化、试验优化、价值优化、数值计算优化等)，通过简化其边界条件，并结合水泵的各种试验进行修改、鉴别选择来完成比。因此，研制新型水泵，尤其是研制大型水泵，做水力原型或模型的测试试验仍然是水泵研发人员获取水泵技术数据的基本手段。2、主要应用技术简介及系统总体方案设计2．1网络化测控系统发展趋势、特点网络化测控系统是将测控系统中地域分散的基本功能单元，通过网络互连起来，构成一个分布式的测控系统。这类基于计算机网络通信的分布式测控系统成为网络化测控系统n盯。计算机技术、传感器技术、网络技术与测量技术、控制技术的结合，使得网络化、分布式测控系统的组建更为方便。以PC和工作站为基础，通过组建网络来形成实用的测控系统，提高生产效率和共享信息资源，已成为现代测控系统发展的方向。随着网络信道容量的扩大，网络速度将不再成为网络应用的障碍。随着测控网络和信息网络的互连技术的日臻完善，最终实现以Internet为代表大规模的网络互连，利用网络实现远程数据采集、测量、监控、故障诊断、医疗等的范围和广度，是一种必然的趋势。3、水泵测试系统的原理及前端采集节点设计3．1水泵试验装置3．1．1水泵试验概述水泵试验对于水泵的设计、生产和使用都具有非常重要的意义，是提高水泵技术水平的重要措施之一．水泵的试验种类有：①外特性试验：可靠性试验、能量试验、汽蚀试验和噪声振动试验等。⑦内特性试验：速度场测定、叶片表面压力测定、流动显示和压力脉动测定等。④强度试验：轴向力、径向力测定、水力矩测定、零件应力测定和可靠性试验等。④其它项目试验：密封性试验、材料试验和能量平衡试验等。外特性试验又分为型式试验和出厂试验。(1)型式试验型式试验是指详细、全面检查试验样机的各项性能指标是否达到了规定值的要求，并将测试结果提供给检查部分作为参考。它主要包括水泵的性能试验、运转试验、汽蚀试验和噪声试验。①水泵的性能试验：测量水泵的主要性能参数值，并确定各个性能参数之间的相互关系，即绘制泵的流量一扬程、流量一轴功率、流量一效率曲线，试验范围应从水泵关闭点(或称最小流量点)开始到至少高于泵最大流量的15％之间，而且流量测试点(一般不少于13点)要分布在整个流量坐标轴上。②水泵的运转试验：主要是检查水泵的工作能力，例如检查水泵轴承和填料的温升、密封部分的泄漏、密封环和轴承的磨损，水泵各部分的振动及其运转噪声等情况，并且在规定的转速及输送液体允许的最高温度等条件下进行，所选择的试验点应落在水泵规定的使用范围内，运转时间一般至少持续30分钟以上；⑦水泵的汽蚀试验：确定水泵在额定转速下，临界汽蚀余量与流量之间的关系，或者是验证泵的临界汽蚀余量是否小于或等于规定必需的汽蚀余量，并绘制流量一临界汽蚀余量曲线图，作水泵的汽蚀试验应在至少包括最小流量点至额定流量的120％点等三处不同试验点上进行。(2)出厂试验出厂试验是密封性试验，对水泵工作范围内，包括小流量点、规定流量点、大流量点三个以上的流量点进行试验，检查水泵的扬程和功率等。并与其规定值进行比较，判断是否达到规定的要求，确定产品的精度级别。3．1．2水泵试验装置水泵试验装置是用来进行水泵试验的主要手段之一，符合标准要求的试验装置，可以进行水泵的各项试验。水泵试验装置，必须采取一切有效措施来保证通过测量截面的液流有如下特性：①轴对称的速度分布；②等静压分布；③无装置引起的旋涡。此外，对直管段长度、圆度、同轴度、插入深度与水箱四壁和底部的距离，安装密封性和测压管、导压管、流量测量稳流段长度等均应满足标准规定的要求。水泵的试验装置，按照结构形式分为开式试验台和闭式试验台两种。统选用的是涡轮流量计测流量的方法。4、测控系统的下位机设计5．2监测系统的主要软件模块设计上位机软件的功能主要是完成与下位机的数据通信和对下位机节点管理和控制的协调，同时还要按着GB32l6．9l《离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法》等标准的规定完成水泵参数的测试和相关数据处理并实现网络化的分布监控功能。系统上位机软件采用模块化设计，如图5．1所示。管理模块主要完成用户的添加和删除，权限的管理、密码设定等。参数设置主要是完成测试时的人工干预即对测试参数的输入和修改等。水泵性能实验模块主要是按国家标准完成水泵参数的测控界面的设计。性能曲线主要是完成水泵的性能曲线即泵的扬程、轴功率、效率与流量之间的关系曲线。报表模块主要是对历史和实时报表的生成和管理。数据库模块，主要是采用ADO．NET技术完成数据的存储、查询和调用。通信模块主要的功能是实现上下位机之间，上位机与上位机之间的通信管理。5．2．1管理模块管理模块：具有用户管理、用户信息浏览、更改用户和修改密码四部分功能。5．2．3实时监测模块水泵的性能参数有：流量、压力、扬程、转速、轴功率、效率等，传感器采集输出的信号，经调理电路后的信号输入到采集装置通过RS．485总线按着MODBUS协议与上位机之间进行通讯。每个传感器自身都有一定的测量范围，对测量得到的数据进行处理后得到实际测量的要测的值并在界面上显示。7．1总结本文研究的主要工作成果是开发了一套适合水泵测试用的网络化的，低成本、多功能的测控系统。这一系统充分发挥了电子技术、计算机软硬件技术，网络技术在测控系统中的作用，减少硬件的投入，