CN102734148B - 水泵型式检验方法 - Google Patents

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CN102734148B CN201210231899.9A CN201210231899A CN102734148B CN 102734148 B CN102734148 B CN 102734148B CN 201210231899 A CN201210231899 A CN 201210231899A CN 102734148 B CN102734148 B CN 102734148B
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范翔
章威军
何川
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Abstract

本发明涉及水泵检验技术,旨在提供一种水泵型式检验方法。包括:向PLC控制系统输入被测水泵的基本数据以及测试参数,PLC控制系统自动判断系统是否正常、各参数是否满足启动条件,根据被测水泵的最小流量点、最大流量点和测试点数将测试流量点等分,并调节水泵出口的流体控制阀,调整流量到达指定流量点;记录各流量点的参数,并且计算获得泵扬程、电动机输入功率、泵的有效功率、泵的轴功率参数,生成性能试验的性能曲线。本发明能自动完成水泵型式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、结果准确可靠、过程可视化,对异常情况反映迅速。

Description

水泵型式检验方法
技术领域
[0001] 本发明涉及水泵型式检验方法,确切的说,是涉及一种可远程操作的自动控制的 水泵型式检验方法。
背景技术
[0002] 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。
[0003] 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
[0004] 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 泵型式检验方法。
[0005] 为解决技术问题,本发明的技术方案是:
[0006] 提供一种水泵型式检验方法,包括以下步骤:
[0007] (1)根据水泵的测试要求,向PLC控制系统输入被测水泵的基本数据以及测试参 数:最小流量点、最大流量点和测试点数;PLC控制系统自动判断系统是否正常、各参数是 否满足启动条件;
[0008] (2)PLC控制系统根据被测水泵的最小流量点、最大流量点和测试点数将测试流量 点等分,并调节水泵出口的流体控制阀,调整流量到达指定流量点;
[0009] (3) PLC控制系统自动记录各流量点的入口压力、出口压力、轴扭矩、输入电压、电 流、输入功率和转速,并且利用内置的计算模块根据下述公式获得泵扬程、电动机输入功 率、泵的有效功率、泵的轴功率参数,生成性能试验的性能曲线;
[0010] A、扬程公式:
Figure CN102734148BD00041
[0011] 其中,Pi为入口压力;p2为出口压力;p为液体密度;g为重力加速度;ViS入口流 速,v2为出口流速,流速
Figure CN102734148BD00042
,流量为输入数据,入口和出口截面积属于水泵自带参 数;
[0012] B、电动机输入功率公式:
Figure CN102734148BD00043
[0014] 其中,U为输入电压;I为输入电流;cos〇为功率因素;
[0015] C、泵的有效功率:
[0016] PppgHXKT3
[0017] 其中,P为液体密度;g为重力加速度;H为扬程;
[0018] D、泵的轴功率:
[0019] 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;
[0020] Pa=P〇xne
[0021] 其中,pa为轴功率,Pc)为电机输入功率,n e为电机的效率,属于水泵自带参数;
[0022] E、转速换算公式:
[0023] 测试过程中,被测水泵的实际转速和额定转速可能并不一致,因此需要把测量所 得的各种数据换算到额定转速下,默认的换算公式如下:
Figure CN102734148BD00051
[0025] Q :流量;H :扬程;P :功率;n :转速,公式中标记了下标1、2的各符号分别表不实际 转速和额定转速情况下的数据
[0026] 但是实际水泵测试的过程中,有些特殊水泵(如轴流泵、混流泵或斜流泵)并不完 全按照上述公式进行换算,为了保证测试平台的通用性,满足不同用户的需求,根据以下的 公式对转速进行换算:
Figure CN102734148BD00052
[0030] 其中,a, b, c, d, e, f, g,h, i都为可变系数,可从上位软件上根据水泵的基本参数进 行设定。
[0031] (4)上位软件获得泵扬程、泵效率、泵的轴功率参数及泵的转速后,可由上位软件 生成流量-扬程、流量-效率、流量_轴功率等性能曲线,及与测试水泵相对应的流量、压 力、扬程、电流、电压、功率、转速等性能参数表格。性能曲线图和性能表格,可作为水泵性能 鉴定的参考,附于产品说明书等。
[0032] 本发明中,所述步骤(2)中,测试点数不少于13个。
[0033] 本发明中,所述步骤(2)中,如果所选的测试点流量波动太大无法稳定,自动将该 流量点进行适当偏移,偏移量取该测试点的±2~5%。
[0034] 用于实现前述方法的水泵型式检验装置,包括通过管路接至被测水泵出入口的储 水箱,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。该检验装置还包括接于PLC控制系统的上位操作站,上位操作站包括显示器。
[0035] 本发明的有益效果在于:
[0036] 本发明能自动完成水泵型式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
[0037] 图1为检验装置结构图。
具体实施方式
[0038] 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。
[0039] 下面结合附图,对本发明的实施方式进行详细表述。
[0040] 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。
[0041] 被测水泵4安装在装置测试台后,先对被测水泵4进行运转试验,如果泵的基本参 数没有异常,则开始进行型式检验。测试人员在操作站7输入最小流量点、最大流量点和测 试点数(点数不少于13个)系统自动将流量点等分。PLC控制系统自动调节水泵出口的流 体控制阀,调整流量到达指定流量点。如果所选的测试点流量波动太大,无法稳定,系统自 动将该流量点进行适当偏移,偏移量取规定点的±2~5%。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、轴扭矩、输入电压、电流、输入功率、转速等参数。
[0042] 根据这些参数,利用内置于系统的计算模块中的相关数学模型计算出泵扬程、轴 功率、输入功率、振动等参数,生成性能试验的性能曲线。
Figure CN102734148BD00061
[0045] 其中,Pi为入口压力;P2为出口压力;P为液体密度;g为重力加速度;ViS入口流
[0043] 数学模型:
[0044] 1)扬程公式: 速,V2为出口流速,流速
Figure CN102734148BD00062
,流量为输入数据,入口和出口截面积属于水泵自带参 数。
[0046] 2)电动机输入功率公式:
Figure CN102734148BD00063
[0048] 其中,U为输入电压;I为输入电流;cos巾为功率因素;
[0049] 3)泵的有效功率:
[0050] PppgHXKT3
[0051] 其中,P为液体密度;g为重力加速度;H为扬程;
[0052] 4)泵的轴功率:
[0053] 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;
[0054] Pa=P〇Xne
[0055] 其中,Pa为轴功率,P。为电机输入功率,n e为电机的效率,属于水泵自带参数;
[0056] 5)转速换算公式:
[0057] 测试过程中,被测水泵的实际转速和额定转速可能并不一致,因此需要把测量所 得的各种数据换算到额定转速下,系统默认的换算公式如下:
Figure CN102734148BD00071
[0059] Q :流量;H :扬程;P :功率;n :转速,公式中标记了下标1、2的各符号分别表不实际 转速和额定转速情况下的数据。
[0060] 但是实际水泵测试的过程中,有些特殊水泵(如轴流泵、混流泵或斜流泵)并不完 全按照上述公式进行换算,为了保证测试平台的通用性,满足不同用户的需求,我们将根据 以下的公式对转速进行换算:
Figure CN102734148BD00072
[0064] 其中,a, b, c, d, e, f, g, h, i都为可变系数,可从上位软件上根据水泵的基本参数进 行设定。
[0065] 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. 一种水泵型式检验方法,其特征在于,包括以下步骤: ⑴根据水泵的测试要求,向PLC控制系统输入被测水泵的基本数据以及测试参数:最 小流量点、最大流量点和测试点数;PLC控制系统自动判断系统是否正常、各参数是否满足 启动条件; (2) PLC控制系统根据被测水泵的最小流量点、最大流量点和测试点数将测试流量点等 分,并调节水泵出口的流体控制阀,调整流量到达指定流量点;如果所选的测试点流量波动 太大无法稳定,自动将该流量点进行适当偏移,偏移量取该测试点的±2~5% ;测试点数 不少于13个; (3) PLC控制系统自动记录各流量点的入口压力、出口压力、轴扭矩、输入电压、电流、输 入功率和转速,并且利用内置的计算模块根据下述公式获得泵扬程、电动机输入功率、泵的 有效功率、泵的轴功率参数,生成性能试验的性能曲线; A、 扬程公式
Figure CN102734148BC00021
其中,Pi为入口压力;P2为出口压力;P为液体密度;g为重力加速度;ViS入口流 速,v2为出口流速,
Figure CN102734148BC00022
流量为输入数据,入口和出口截面积属于水泵自带参 数; B、 电动机输入功率公式:
Figure CN102734148BC00023
其中,U为输入电压;I为输入电流;cos〇为功率因素; C、 泵的有效功率: P1=pgHX10_3 其中,P为液体密度;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; Pa= P0X^e 其中,pa为轴功率,Po为电机输入功率,n e为电机的效率,属于水泵自带参数; E、 转速换算公式: 测试过程中,为避免被测水泵的实际转速和额定转速不一致,需要把测量所得的各种 数据换算到额定转速下,默认的换算公式如下:
Figure CN102734148BC00024
Q :流量;H :扬程;P :功率;n :转速,公式中标记了下标1、2的各符号分别表示实际转速 和额定转速情况下的数据; 但是实际水泵测试的过程中,轴流泵、混流泵或斜流泵这些特殊水泵并不完全按照上 述公式进行换算,为了保证测试平台的通用性,满足不同用户的需求,根据以下的公式对转 速进行换算:
Figure CN102734148BC00031
其中,a,b,c,d,e,f,g,h,i都为可变系数,由上位软件根据水泵的基本参数设定; (4)在获得泵扬程、泵效率、泵的轴功率参数及泵的转速后,由上位软件生成流量-扬 程、流量-效率、流量-轴功率性能曲线,以及与测试水泵相对应的流量、压力、扬程、电流、 电压、功率、转速性能参数表格。
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