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水泵是现代工农业中必须使用的关键设备之一，针对水泵进行的相关研究也是我国现代化研究中的一个重要课题。水泵性能的测试是其中的一个关键性领域。我国的水泵测试系统有两种类型:一种是20世纪80年代研制的以单板机为核心，外加许多分立元件组成的测试系统，另一种是90年代以来采用智能型测试仪器或标准化仪器与计算机组成的系统。前者自动化程度不高，大部分已经淘汰，后者由于造价较高，广大厂校无法接受。为此，我们提出了基于S7-300PLC的水泵测试系统，该系统适应性强、操作简便、功能强大。 本测试系统以国标规定的B级以上精度为设计标准。其主要功能有:进行水泵的外特性试验和水泵内特性试验，相应的外特性试验主要包括原型泵和模型泵的能量试验、汽蚀试验、振动和噪声试验等。 相关物理量参数的测量采用相应设备。流量的测量采用电磁场流量计和流量转速仪实现。扬程的测量采用压力变送器、大气压力变送器、液位变送器来进行测量。采用压力校准仪来对压力仪表进行校准。功率的测量采用扭矩测功和电测功法。可通过智能扭矩传感器、信号转换柜、转矩转速测量仪、转速变送器、温度传感器、直流数字电压电流表、三电参数测量仪等来实现。采用交直流校表仪对电参数仪表进行校准。振动、噪声的测量分别采用测振仪和噪声仪进行，电动机温升的测量采用三通带电测量温升仪。具体型号的选择应根据实际情况进行选择计算以满足相应参数，使其满足精度要求。 根据实际系统的需要，考虑其设备的相关性与实际工况，本系统决定采用分布式结构及RS485/PROFIBUS总线。测 控 系 统设测控计算机和数据处理计算机两套，需设置投影屏幕及多媒体演示。采用两台工控计算机分别控制不同的试验台位，试验的控制集中在中心控制室。试验参数的调节通过电动调节阀及西门子MM440变频器的调节来实现。同时显示系统的运行情况，包括水流流动的方向，控制阀门的开闭，系统运行是否正常等，并用大屏幕显示泵的运行工况点的有关参数，便于现场的调控。数据采集与处理通过传感器及有关二次仪表与数据采集计算机相连，数据采集全部自动化，实现自动采集、自动处理及打印输出。系统主体控制设备由西门子CPU315-2DP+数字/模拟量采集模块组成。上位数据采集系统使用西门子WinCC软件。 该套系统可以精确的采集各种检测数据，并且可以通过变频器控制水泵运行在各种不同的工作频率下，从而使水泵的测试更加全面。 该套系统已经成功地运用在国内某著名军工设计院的水泵测试系统中，运行稳定可靠，实现了水泵测试的自动化。该通信程序也可同样使用在PLC与其他设备的通信过程中，对类似工程的应用具有一定的借鉴意义。 |