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1、 基于PLC的高压往复泵试验台研究 孟昭兴焦玉寒王小等摘 要：为了解决传统泵检测的弊端，在满足用户求的前提下，遵循水泵测试的国家标准，研究基于PLC和MCGS的高压往复泵试验台测试系统。关键词：基于PLC和MCGS；高压往复泵；测试系统高压往复泵是高压水射流设备的主机，对系统的可靠性有很大影响1。而高压往复泵的性能测试是检验产品质量的重要手段。由于高压往复泵性能测试具有控制变量多、参数多的特性，传统测试系统由于测量仪器简单连接、无抗干扰措施导致测试精度低，系统响应慢，难以实现数据分析，需要运用现代的测试技术进行改造和完善2。随着生产检测自动化水平的提高，高压泵测试技术发展方向朝着测量仪器的自动
2、控制、测量范围宽、智能方便的网络控制和数据共享的方向改进3。基于 PLC 控制技术、计算机网络技术、通讯技术和数据库技术开发了一套功能完善、性能稳定和操作方便的可对高压往复泵性能参数进行测试计算机采集与分析系统，来实现信号采集、传输与分析处理一体化和系统网络化。1 总体方案设计依据国家标准GB7784-875机动往复泵试验方法，通过上位测试软件对测试系统采集的高压往复泵的出厂性能进行检测，采集高压泵进出水流量、进出口压力、电动机转速、功率、扭矩等参数进行数据分析处理得到反映高压泵使用性能实验曲线。整个测试系统能够完成实验过程中参数的采集、存储、试验报表生成和试验曲线绘制等功能4-6。按照机动往
3、复泵试验方法的要求，高压往复泵试验台的搭建主要包括硬件与软件两个方面。试验台硬件方面主要包括试验台的总体布局设计，压力变送器、流量计、声级仪、测振仪、功率仪、转矩转速传感器、测温仪的选型。测试系统需要编制的软件主要实现测试系统控制程序、实时监控、数据分析与处理、实验结果输出与打印等功能。2 硬件系统的设计高压往复泵综合性能测试系统由多传感器集成的自动测试系统。硬件设备主要包括：压力变送器、流量计、声级仪、测振仪、功率仪、转矩转速传感器、测温仪、数据采集模块、工控机及显示器。单台超高压往复泵试验台硬件系统如图1所示。高压往复泵负载运转试验过程中，按照额定排出压力分四个压力等级进行试验来确定流量、
4、功率、泵效率、泵速与压差的关系。通过上位机控制压力的输入。采用计算机控制软件通过PID调节试验压力，实现对试验过程中实时压力和流量的平稳控制。通过传感器、功率仪、工业噪声检测仪、转速表等工业仪表测量泵的压力、流量、转速、功率、温度、噪声等性能参数。变频控制及数据采集系统主要由变频器、工控机、PLC、电机等组成。在测试系统中，电动机通过西门子MM440变频器驱动，并采集电流、电压、功率等参数传送到S7-300 PLC中。MM440 由 PROFIBUS模块实现CB通讯，并通过RS485串口与西门子 S7-300PLC建立通讯。综合考虑实际生产需求，根据所需测试高压泵的额定功率分布范围，在控制成本
5、的同时，提高测试效率，高压往复泵试验台设定为四套相对独立的测试管路，且共用一个循环水箱，水箱设定容量为50m3。四套相对独立的测试系统通过独立的SIMATIC 300PLC采集数据，通过以太网与上位机建立通讯。以太网通讯组态如图2所示。3 软件设计系统采用STEP7 BasisV5.3编程，以MCGS6.2 组态软件为平台开发试验台测试软件系统。如图3所示。主要包括：测试准入界面设计、监控界面设计、数据采集、分析与管理、自动加载及测试过程的控制等。装有组态软件MCGS的PC机通过建立以太网与S7-300 PLC 连接进行通讯。同步进行四台往复泵的监控，实时监控输入压力、输出压力、压差、泵速、输
6、入功率、输出功率、润滑油温和介质温度，进行数据处理，得到超高压往复泵的实时性能曲线进行打印报表输出。4 结论基于 PLC 控制技术、计算机网络技术、通讯技术和数据库技术开发了一套功能完善、性能稳定和操作方便的可对高压往复泵性能参数进行测试计算机采集与分析系统。实现了高压泵性能参数的自动测试、采集、分析和处理。与传统的测试方法相比，该测试系统采用多传感器同步采集、自动加载系统等提高了测试过程的自动化程度测试效率和精度，使企业能够自主进行型式检验，抽样检验和出厂检验，提高出厂产品的质量水平，并且可以共享硬件资源降低成本，扩展测试系统和提高测试效率和精度。参考文献：1薛胜雄.高压水射流技术工程M.合肥：合肥工业大学出版社，2006：15-18.2杨森.机动往复泵综合性能自动测试系统的设计和实现J.科技信息，2011，21：34-35.3陈清华，关维娟，李松.往复泵性能参数计算机采集与分析系统的设计J.工矿自动化，2005，01：30-32.4中国国家标准GB/T7784-2006机动往复泵实验方法S.5冯平法，徐道春，陆冠玉，周西杰，李雪伟.乳化液泵综合性能自动测试系统设计与实现J.器仪表学报，2007，12：2218-2221.6万汶灵.基于PLC的螺杆泵试验台测试系统研究D.兰州理工大学，2012. -全文完-
