CN101482108A - 隔膜泵压力检测系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属隔膜泵检测领域，尤其涉及一种隔膜泵压力检测系统及其检测方法，检测系统包括供电电源、稳压滤波电路、电压变换部分、信号采集部分、隔离放大部分、中央处理器、信号隔离部分及判断信号输出部分；所述供电电源的输出端接稳压滤波电路的输入端；所述稳压滤波电路的输出端一路与电压变换部分的输入端相接，其另一路与中央处理器及信号隔离部分的输入端相接；中央处理器的一路端口经隔离放大部分与信号采集部分的端口相接；中央处理器的另一路端口经信号隔离部分与判断信号输出部分的端口相接。检测方法包括：1)信号输入；2)对所输入的信号进行滤波处理；3)设置基准点，将滤波后的数值与基准点数值进行比较判断；4)分析结果输出。

Description

隔膜泵压力检测系统及其检测方法

技术领域

本发明属隔膜泵检测领域，尤其涉及一种隔膜泵压力检测系统及其检测方法。

背景技术

目前，隔膜泵上应用的带电接点的压力检测仪表都是进口的优质仪表，但是在实际应用过程中，经常出现电接点损坏的现象，导致经常更换仪表，造成成本的流失，对隔膜泵产品的品质产生了不好的影响。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种检测结果精确，成本低廉，输出接点的动作频率较小，使用寿命长的隔膜泵压力检测系统。本发明同时提供一种与上述系统配套的检测方法。

为达到上述目的，本发明是这样实现的：

隔膜泵压力检测系统，包括供电电源、稳压滤波电路、电压变换部分、信号采集部分、隔离放大部分、中央处理器、信号隔离部分及判断信号输出部分；所述供电电源的输出端接稳压滤波电路的输入端；所述稳压滤波电路的输出端一路与电压变换部分的输入端相接，其另一路与中央处理器及信号隔离部分的输入端相接；所述中央处理器的一路端口经隔离放大部分与信号采集部分的端口相接；所述中央处理器的另一路端口经信号隔离部分与判断信号输出部分的端口相接；所述信号采集部分将工程物理量转化成电信号；所述中央处理器完成软滤波，对工艺条件进行处理并将结果输出。

本发明所述信号采集部分为压力传感器。

本发明所述稳压滤波电路包括UPS电源。

本发明所述中央处理器包括PLC及PLC扩展单元；所述PLC扩展单元的端口与PLC的端口相接；所述PLC扩展单元将输入信号传递给PLC。

上述隔膜泵压力检测系统所采用的检测方法，它包括如下步骤：

1)信号输入；

2)对所输入的信号进行滤波处理；

3)设置基准点，将滤波后的数值与基准点数值进行比较判断；

4)分析结果输出。

上述步骤2)包括如下步骤：

a)将采集的数据保存于寄存器a；

b)100ms时间脉冲开关判断，若为是，将寄存器a及寄存器b中的数值相加并存于寄存器b；

c)每进行一次数据传送就将寄存器c中的数值加1；

d)1s时间脉冲开关判断，若为是，则进入步骤3)。

上述步骤3)包括如下步骤：

A)将寄存器b中的累加值除以采集次数，并将结果存入寄存器b中；

B)将每次计算的平均值与设定数值m和n进行比较；其中m为超高报警界限，n为高报警界限；若产生报警后，没确认报警，则报警持续存在，若经人工确认，则报警指示复位，结束一个检测周期。

本发明检测结果精确，成本低廉，输出接点的动作频率较小，使用寿命长。本发明选用压力变送器作为检测元件，采用适当的算法，对物理扰动进行平滑处理，从而减少了输出接点的动作频率。在报警信号进入电控系统之前，就已经将不平稳的波动信号有效的平滑掉了。一方面，使波动信号不能引起突然停机，保护了设备的机械性能；另一方面，由于波动滤除了，使电接点的动作频率性大大降低，同时选用具有频繁动作特性的电接点元器件，使产生的警报更真实，更有实际意义。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。本发明的保护范围将不仅限于下列内容的表述。

图1为本发明的系统电路原理框图；

图2为本发明系统具体电路原理图；

图3为本发明检测方法程序框图；

图4为本发明检测方法滤波段及逻辑段程序框图。

具体实施方式

通过电气方式将空气压力、工作压力、推进液压变送器检测到的4-20mA电气信号，经过滤波技术和极限值偏差的办法处理后将警报信号输出。经过处理后的警报输出，尤其是工作压力高信号所反映的是消除了波动后真实的警报信息。隔膜泵工作压力的检测元件安装位置和隔膜泵类似正弦波的工作模式决定了所检测的信号具有波动性，其波动的幅度受管道压力，喂料压力和冲次频率、料浆状态、单向阀状态等多种条件影响，会有不同。因此，经常会出现波动的峰值超过极限值的现象，但是这种峰值不具代表性，没有实际意义。然而就是这样的波动在未改进的系统中经常引起隔膜泵系统故障停机。一方面满负荷运行中的设备突然停止能够引起设备的机械震动；另一方面，由于频繁的波动严重影响了检测元件的电接点的使用寿命，从而影响隔膜泵的品质。

如图1、2所示，隔膜泵压力检测系统，包括供电电源、稳压滤波电路、电压变换部分、信号采集部分、隔离放大部分、中央处理器、信号隔离部分及判断信号输出部分；所述供电电源的输出端接稳压滤波电路的输入端；所述稳压滤波电路的输出端一路与电压变换部分的输入端相接，其另一路与中央处理器及信号隔离部分的输入端相接；所述中央处理器的一路端口经隔离放大部分与信号采集部分的端口相接；所述中央处理器的另一路端口经信号隔离部分与判断信号输出部分的端口相接；所述信号采集部分将工程物理量转化成电信号；所述中央处理器完成软滤波，对工艺条件进行处理并将结果输出。本发明所述信号采集部分为压力传感器。本发明所述稳压滤波电路包括UPS电源。本发明所述中央处理器包括PLC及PLC扩展单元；所述PLC扩展单元的端口与PLC的端口相接；所述PLC扩展单元将输入信号传递给PLC。

如图2所示，Q1、Q2、Q3是控制电路的供电、配电开关。UPS为稳压滤波电路，其功能是由UPS电源完成的。一方面，能够对电网电源进行滤波；另一方面，能够在停电时继续为电路供电。E为电压变换，就是将交流220V的电源转换成直流的24V电源，供电器元件使用。选用朝阳电源开关厂生产的直流电源，5A的容量。隔离放大元件是瑞联电气的REB11S-222。在该模块内部信号输入和输出是隔离的。KA1、KA2是信号隔离元件，同时电接点将信号输出。中央处理单元由两个部分组成：一个是S7-200CPU224，另一个是S7-200EM231CN。其中前一个是CPU要完成所有的逻辑和计算工作，后一个EM231是信号输入的接口，它将模拟量信号接收到后传递给CPU进行逻辑计算，本身不具备任何计算功能。

如图3、4所示，隔膜泵压力检测系统所采用的检测方法，它包括如下步骤：

1)信号输入；

2)对所输入的信号进行滤波处理；

3)设置基准点，将滤波后的数值与基准点数值进行比较判断；

4)分析结果输出。

所述步骤2)包括如下步骤：

a)将采集的数据保存于寄存器a；

b)100ms时间脉冲开关判断，若为是，将寄存器a及寄存器b中的数值相加并存于寄存器b；

c)每进行一次数据传送就将寄存器c中的数值加1；

d)1s时间脉冲开关判断，若为是，则进入步骤3)。

所述步骤3)包括如下步骤：

A)将寄存器b中的累加值除以采集次数，并将结果存入寄存器b中；

B)将每次计算的平均值与设定数值m和n进行比较；其中m为超高报警界限，n为高报警界限；若产生报警后，没确认报警，则报警持续存在，若经人工确认，则报警指示复位，结束一个检测周期。

a/b/c分别是3个不同的寄存器，在程序执行之前，将它们初始化，一般采用的是第一次电信号作为初始化信号，初始值设定为0，初始化结束后，进行信号采集和逻辑处理。

滤波程序说明：

滤波程序计算的是1秒中以内的平均值。1s＝100msx10＝1000ms。因此，在这段程序中出现了两个时间脉冲开关。100ms脉冲开关表示每隔100ms将数据采集通道里的数据存入寄存器a中一次，然后将寄存器a中的数值与寄存器b中的数值相加，并将计算结果保存在寄存器b中。也就是说，寄存器b中的数值是每次采集数值的累加值。每进行一次数值传送就要把寄存器c中的值加1。寄存器c的初始值为0，因此寄存器c中的数值，就表示实际数值采集的次数。将数值采集的累加值除以采集次数就是平均数值，并且存入寄存器b中。

工艺逻辑处理：

将每次计算的平均值与设定数值m和n进行比较；其中m为超高报警界限，n为高报警界限；若产生报警后，没确认报警，则报警持续存在，若经人工确认，则报警指示复位，结束一个检测周期。

Claims (7)

1、隔膜泵压力检测系统，其特征在于，包括供电电源、稳压滤波电路、电压变换部分、信号采集部分、隔离放大部分、中央处理器、信号隔离部分及判断信号输出部分；所述供电电源的输出端接稳压滤波电路的输入端；所述稳压滤波电路的输出端一路与电压变换部分的输入端相接，其另一路与中央处理器及信号隔离部分的输入端相接；所述中央处理器的一路端口经隔离放大部分与信号采集部分的端口相接；所述中央处理器的另一路端口经信号隔离部分与判断信号输出部分的端口相接；所述信号采集部分将工程物理量转化成电信号；所述中央处理器完成软滤波，对工艺条件进行处理并将结果输出。

2、根据权利要求1所述的隔膜泵压力检测系统，其特征在于：所述信号采集部分为压力传感器。

3、根据权利要求1或2所述的隔膜泵压力检测系统，其特征在于：所述稳压滤波电路包括UPS电源。

4、根据权利要求3所述的隔膜泵压力检测系统，其特征在于：所述中央处理器包括PLC及PLC扩展单元；所述PLC扩展单元的端口与PLC的端口相接；所述PLC扩展单元将输入信号传递给PLC。

5、根据权利要求1所述隔膜泵压力检测系统所采用的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)信号输入；

2)对所输入的信号进行滤波处理；

3)设置基准点，将滤波后的数值与基准点数值进行比较判断；

4)分析结果输出。

6、根据权利要求5所述隔膜泵压力检测系统所采用的检测方法，其特征在于：所述步骤2)包括如下步骤：

a)将采集的数据保存于寄存器a；

b)100ms时间脉冲开关判断，若为是，将寄存器a及寄存器b中的数值相加并存于寄存器b；

c)每进行一次数据传送就将寄存器c中的数值加1；

d)1s时间脉冲开关判断，若为是，则进入步骤3)。

7、根据权利要求5或6所述隔膜泵压力检测系统所采用的检测方法，其特征在于：所述步骤3)包括如下步骤：

A)将寄存器b中的累加值除以采集次数，并将结果存入寄存器b中；

B)将每次计算的平均值与设定数值m和n进行比较；其中m为超高报警界限，n为高报警界限；若产生报警后，没确认报警，则报警持续存在，若经人工确认，则报警指示复位，结束一个检测周期。

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