CN102562565B - 水泵出厂检验方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水泵检验技术，旨在提供一种水泵出厂检验方法及装置。该方法包括：(1)向PLC控制系统中输入水泵检测规定点的流量、扬程、效率数据，由PLC控制系统自动调节水泵出口的流体控制阀，使水泵出口达到规定的流量点；同时，PLC控制系统自动记录相应的水泵运行参数；(2)PLC控制系统中内置的计算模块获得水泵的扬程与效率数据；(3)PLC控制系统将计算获得水泵的扬程与效率数据与输入的数据进行运算和判断。本发明能自动完成各项性能检测，中间无须人工干预，大大缩短了检验时间。检验装置精确度高，检验结果准确可靠，检验过程可视化，对异常情况反映迅速。检验装置测试台功能齐全，集成度高，操作简单方便，且设计灵活、扩展性强。

Description

水泵出厂检验方法及装置

技术领域

本发明涉及一种水泵出厂检验方法及装置，确切的说，是涉及一种可远程操作的自动控制的水泵出厂检验方法及装置。

背景技术

随着科技高速发展的时代，水泵已算不上是高科技产品，但水泵在国民经济发展中却一直发挥着十分重要的作用，仅在关系到国家经济和国防安全的能源、石化、航空、航天、钢铁、军工等重要领域就有大量应用。

水泵的性能参数关系到工艺能否安全运行，一些用在关键工艺上的水泵在出厂前必须进行检测。一套精度高、操作方便的全自动测试系统不仅可以提高水泵厂的检测效率，而且可以避免人工操作带来的误差，是水泵生产厂家走向现代化的一个重要标志。但是目前水泵厂的测试系统普遍比较老旧，几乎全部采用手动的方式进行测试，效率偏低，精度不高，已经无法满足水泵厂的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有水泵性能检测技术中的不足，提供一种水泵出厂检验方法及装置。

为解决技术问题，本发明的技术方案是：

提供一种水泵出厂检验方法，包括以下步骤：

(1)向PLC控制系统中输入水泵检测规定点(一般是指小流量点、额定流量点、大流量点)的流量、扬程、效率数据，由PLC控制系统自动调节水泵出口的流体控制阀，使水泵出口达到规定的流量点；同时，PLC控制系统自动记录相应的水泵入口压力、出口压力、输入电压、输入电流参数；

(2)PLC控制系统中内置的计算模块根据下述公式获得水泵的扬程与效率数据：

A、扬程公式： $H=H_2-H_1=\frac{p_2-p_1}{\mathrm{\ρg}}+\frac{V_1^2-V_2^2}{2g}$

其中，P₁为入口压力；P₂为出口压力；ρ为液体密度；g为重力加速度；

水泵的入口流速V₁和出口流速V₂根据下述公式获得：

式中，流量Q为输入数据，入口和出口的截面积A系水泵自带参数；

B、电动机输入功率公式：

$P_0=\sqrt{3}\×U\×I\×\cos \mathrm{\Φ}$

其中，U为输入电压；I为输入电流；cosΦ为功率因素；

C、泵的有效功率：

P₁＝ρgH×10^-3

其中，ρ为液体密度；Q为流量；g为重力加速度；H为扬程；

D、泵的轴功率：

首先计算得出水泵电机的输入功率，然后根据水泵电机铭牌上的效率，计算得到水泵的轴功率；

P_a＝P₀×η_e

其中，P_a为轴功率，P₀为电机输入功率，η_e为电机的效率，属于水泵自带参数；

E、水泵效率公式：

$\mathrm{\η}=\frac{P_1}{P_a}\×100\%$

(3)PLC控制系统内置的运算模块将计算获得水泵的扬程与效率数据与输入的数据进行运算和判断：

扬程判断：如果ε≤α，则水泵扬程检验合格；

效率判断：如果ε≤α，则水泵效率检验合格；

其中，H_测为测量所得的扬程，H_标为输入的扬程，η_测为测量所得的效率，η_标为输入的效率。

本发明中，如果扬程与效率数据符合检验合格要求，则对数据进行保存，生成相应检测报告；如果某流量点数据不符要求，则对该流量点的数据重新采集；如在规定的采集次数内仍无法满足要求，则判定该水泵不合格。水泵型号不同，设定点的选择不同，设定数据所允许的标准范围α也会有不同，标准范围α以具体型号和设定点为准。

本发明中，在开始出厂检验前，先检查被测水泵在规定时间内的基本运行参数是否存在异常现象，如果一切正常才进行检验。

本发明还提供了一种用于实现前述方法的水泵出厂检验装置，包括通过管路接至被测水泵出入口的储水箱，其特征在于，该装置还包括：设于被测水泵出口管路上的流量计和流体控制阀、分别设于被测水泵出入口的两个压力传感器、用于检测被测水泵电机电压和电流的电表，所述流量计、流体控制阀、两个压力传感器、电表均通过电缆连接至PLC控制系统，PLC控制系统内置所述运算模块。

作为一种改进，该装置还包括接于PLC控制系统的上位操作站。

作为一种改进，所述上位操作站包括显示器。

本发明的有益效果在于：

本发明能自动完成水泵出厂检验的各项性能检测，中间无须人工干预，大大缩短了检验时间。检验装置精确度高，检验结果准确可靠，检验过程可视化，对异常情况反映迅速。检验装置测试台功能齐全，集成度高，操作简单方便，且设计灵活、扩展性强。

附图说明

图1为检验装置结构图。

具体实施方式

首先需要说明的是，本发明涉及PLC控制系统(可编程控制器)在工业控制中的应用。在本发明的实现过程中，会涉及到内置于PLC控制系统中的多个软件功能模块的应用。申请人认为，如在仔细阅读申请文件、准确理解本发明的实现原理和发明目的以后，在结合现有公知技术的情况下，本领域技术人员完全可以运用其掌握的软件编程技能实现本发明。前述软件功能模块包括但不限于运算模块等，凡本发明申请文件提及的均属此范畴，申请人不再一一列举。而PLC控制系统则是一种很常见的在工业环境下应用的数字运算操作的电子装置，其选型可由使用者根据实际情况完成。

下面结合附图，对本发明的实施方式进行详细表述。

图1中，流量计1和流体控制阀2安装在被测水泵4出口管路，用来测量和控制管路流量；两个高精度压力传感器3和6分别安装在被测水泵两端，用来获取被测水泵4两端的压差；多功能电表5连接至被测水泵4，用来获取被测水泵4的电流和电压；上述信号都接进PLC控制系统8，同时传送到上位操作站7进行相关处理。储水箱9为整个测试装置提供水源。

被测水泵4安装在装置测试台后，先检查被测水泵4在规定时间内各种基本运行参数是否有异常现象，如果一切正常，则开始进行出厂检验。测试人员在操作站7输入规定点的流量、扬程、效率数据(一般为小流量点，额定流量点，大流量点的数据)。PLC控制系统8根据给定信息自动调节出口流体控制阀2达到规定的流量点，各检测仪表记录在此流量点的入口压力、出口压力、输入电压、输入电流参数。

根据这些参数，利用相关数学模型计算出扬程、效率等参数。

数学模型：

1)扬程公式： $H=H_2-H_1=\frac{p_2-p_1}{\mathrm{\ρg}}+\frac{V_1^2-V_2^2}{2g}$

其中，P₁为入口压力；P₂为出口压力；ρ为液体密度；g为重力加速度；

水泵的入口流速V₁和出口流速V₂根据下述公式获得：

式中，流量Q为输入数据，入口和出口的截面积A系水泵自带参数；

2)电动机输入功率公式：

$P_0=\sqrt{3}\×U\×I\×\cos \mathrm{\Φ}$

其中，U：输入电压；I：输入电流；cosΦ：功率因素。

3)泵的有效功率：

P₁＝ρgH×10^-3

其中，ρ：液体密度；Q：流量；g：重力加速度；H：扬程。

4)泵的轴功率：

首先计算得出水泵电机的输入功率，然后根据水泵电机铭牌上的效率，计算得到水泵的轴功率。

P_a＝P₀×η_e

其中，P_a为轴功率，P₀为电机输入功率，η_e为电机的效率，属于水泵自带参数。

5)水泵效率公式：

$\mathrm{\η}=\frac{P_1}{P_a}\×100\%$

运算所得的扬程、效率等数据，与测试人员输入规定测试点的数据进行运算判断，判断运算所得数据是否落在设定数据所允许的标准范围α内。水泵型号不同，设定点的选择不同，设定数据所允许的标准范围α也会有不同，标准范围α以具体型号和设定点为准。判断可用以下数学模型：

扬程判断：如果ε≤α，则水泵扬程检验合格。同理，效率判断：如果ε≤α，则水泵效率检验合格。其中，H_测为测量所得的扬程，H_标为输入的扬程，η_测为测量所得的效率，η_标为输入的效率。

检验过程中，如果数据达到合格水泵的要求，则对数据进行保存，生成相应检测报告。如果某流量点数据不符要求，则对该流量点进行数据重新采集，在规定的采集次数内，仍无法满足要求，则判定该被测水泵4不合格。

显然，本发明不限于上述实施方法，还可以有许多相关方法，尤其是软件控制程序，相似的可以有许多种。本领域的普通技术人员能够从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有相关方法，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种水泵出厂检验方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)向可编程逻辑控制系统中输入水泵检测规定点的流量、扬程、效率数据，由可编程逻辑控制系统自动调节水泵出口的流体控制阀，使水泵出口达到规定的流量；同时，可编程逻辑控制系统自动记录相应的水泵入口压力、出口压力、输入电压、输入电流参数；

(2)可编程逻辑控制系统中内置的计算模块根据下述公式获得水泵的扬程与效率数据：

A、扬程公式：                                                

其中，p ₁为入口压力；p ₂为出口压力；ρ为水的密度；g为重力加速度；

水泵的入口流速V ₁和出口流速V ₂根据下述公式获得：

式中，流量Q为输入数据，入口和出口的截面积A系水泵自带参数；

B、电动机输入功率公式：

其中，U为输入电压；I为输入电流；cosΦ为功率因数；

C、泵的有效功率：

P₁＝ρgH×10^-3

其中，ρ为水的密度；g为重力加速度；H为扬程；

D、泵的轴功率：

首先计算得出水泵电机的输入功率，然后根据水泵电机铭牌上的效率，计算得到水泵的轴功率；

P_a＝P₀×η_e

其中，P_a为轴功率，P₀为电机输入功率，η_e为电机的效率，属于水泵自带参数；

E、水泵效率公式：

(3)可编程逻辑控制系统内置的运算模块将计算获得水泵的扬程与效率数据与输入的数据进行运算，判断所得数据是否落在设定数据所允许的标准范围α内，标准范围α以具体型号和设定点为准；

扬程判断： ，如果ε≤α，则水泵扬程检验合格；

效率判断： ，如果ε′≤α，则水泵效率检验合格；

其中，H为计算所得的扬程，H_标为输入的扬程，η为计算所得的效率，η_标为输入的效率；

如果扬程与效率数据符合检验合格要求，则对数据进行保存，生成相应检测报告；如果某流量点数据不符要求，则对该流量点的数据重新采集；如在规定的采集次数内仍无法满足要求，则判定该水泵不合格；

在开始出厂检验前，先检查被测水泵在规定时间内的基本运行参数是否存在异常现象，如果一切正常才进行检验。