CN109115484B - 一种水表表前阀自动测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水表表前阀自动测试系统及方法，包括进水电磁阀、排水电磁阀、玻璃转子流量计、电源模块、气缸电磁阀、气缸、PLC控制器、提示模块、气缸行程开关、表前阀前端水压传感器和表前阀后端水压传感器，表前阀前端水压传感器、表前阀后端水压传感器、气缸行程开关、提示模块与PLC控制器电连接，PLC控制器通过进水继电器与进水电磁阀电连接，通过排水继电器与排水电磁阀电连接，通过气缸第一、第二继电器与气缸电磁阀电连接，气缸电磁阀与气缸的进/排气系统电连接；气缸的活塞杆能伸长并将被测表前阀夹紧，能使被测表前阀的前端与进水管连通、后端与出水管连通。本发明能降低测试人员的劳动强度，提高测试效率，并且避免测试结果错误。

Description

一种水表表前阀自动测试系统及方法

技术领域

本发明属于水表相关设备测试领域，具体涉及一种水表表前阀自动测试系统及方法。

背景技术

水表表前阀是流体管路的控制装置，其基本功能是接通或切断管路介质的流通，改变介质的流通，改变介质的流动方向，调节介质的压力和流量，保护管路的设备正常运行。水表表前阀在使用过程中，如果防滴漏功能失灵，会导致表前阀后端的水表无法正常滴漏计量，给用户和管理部门带来麻烦；因此，水表表前阀在出厂前，必须进行灵敏度和防滴漏测试，以保证水表表前阀在使用时可以正常的开关和防滴漏。

现有的水表表前阀测试系统包括进水阀、排水阀、玻璃转子流量计、活塞杆内部具有水流通道的液压缸，进水阀连接在进水管上，排水阀连接在主排水管上，玻璃转子流量计（用于调节并计量支路排水管的水流量）安装在支路排水管上，支路排水管与主排水管并联，支路排水管、主排水管与出水管连通；被测表前阀的后端直接连接一个水表，液压缸的活塞杆能伸长并与带水流孔的夹块（该夹块处于固定状态且其水流孔与进水管连通）配合，将被测表前阀和水表夹紧，并能使被测表前阀的前端通过水流孔与进水管连通，使水表的后端通过前述水流通道与出水管连通。采用这种测试系统进行表前阀测试的方法为：先让液压缸的活塞杆伸长将被测表前阀和水表夹紧，并使被测表前阀的前端与进水管连通，使水表的后端通过前述水流通道与出水管连通；然后打开进水阀和排水阀，通过水流排出被测表前阀和水表以及水管中的气体后，关闭排水阀（即关闭主排水管），让水流从支路排水管流出至泄水箱，人工观察水表上的指针是否发生抖动来判断被测表前阀的灵敏度和防滴漏功能是否正常（即判断被测表前阀是否合格）。

现有的测试系统和方法存在如下问题：（1）测试时需要在被测表前阀的后端连接一个水表，测试完成后需要将水表从被测表前阀上取下，操作麻烦，测试人员劳动强度大，测试效率低；（2）采用人工观察水表上的指针是否发生抖动来判断被测表前阀的灵敏度和防滴漏功能是否正常，由于不同的测试人员观察可能会出现差异，从而导致误判的情况出现，使得表前阀的测试结果发生错误。

发明内容

本发明的目的是提供一种水表表前阀自动测试系统及方法，以降低测试人员的劳动强度，提高测试效率，并且避免测试结果错误。

本发明所述的水表表前阀自动测试系统，包括进水电磁阀、排水电磁阀、玻璃转子流量计（用于调节并计量支路排水管的水流量）和用于供电的电源模块，进水电磁阀连接在进水管上，排水电磁阀连接在主排水管上，玻璃转子流量计安装在支路排水管上，支路排水管与主排水管并联，且与出水管连通；该自动测试系统还包括气缸电磁阀、活塞杆内部具有水流通道的气缸、PLC控制器、提示模块、安装在气缸内中部的气缸行程开关、安装在进水管上且位于进水电磁阀之前的表前阀前端水压传感器和安装在出水管上的表前阀后端水压传感器，PLC控制器通过气缸第一继电器、气缸第二继电器与气缸电磁阀电连接，气缸电磁阀与气缸的进/排气系统电连接，PLC控制器通过控制气缸第一继电器、气缸第二继电器的接通/断开来使气缸电磁阀工作，从而实现气缸的活塞杆的伸长/缩短，气缸的活塞杆伸长并与带水流孔的夹块配合（该夹块处于固定状态且其水流孔与进水管连通），将被测表前阀夹紧，并能使被测表前阀的前端通过所述水流孔与进水管连通，使被测表前阀的后端通过所述水流通道与出水管连通；气缸行程开关与PLC控制器电连接，将气缸行程开关触发信号发送给PLC控制器，PLC控制器通过进水继电器与进水电磁阀电连接，PLC控制器通过控制进水继电器的接通/断开来实现进水电磁阀的打开/关闭，进水电磁阀打开可以实现进水，PLC控制器通过排水继电器与排水电磁阀电连接，PLC控制器通过控制排水继电器的接通/断开来实现排水电磁阀的打开/关闭，排水电磁阀打开可以实现主排水管排水，表前阀前端水压传感器与PLC控制器电连接，将采集的进水水压（也是进水电磁阀打开后表前阀前端水压）发送给PLC控制器，表前阀后端水压传感器与PLC控制器电连接，将采集的表前阀后端水压发送给PLC控制器，PLC控制器与提示模块电连接，在被测表前阀合格/不合格时通过提示模块提示测试人员。

作为优选，所述提示模块包括绿色指示灯和红色指示灯，绿色指示灯、红色指示灯与PLC控制器电连接，在被测表前阀合格时，PLC控制器控制绿色指示灯点亮并保持常亮，在被测表前阀不合格时，PLC控制器控制红色指示灯点亮并保持常亮或闪烁。

所述提示模块还包括蜂鸣器，蜂鸣器与PLC控制器电连接，在被测表前阀不合格时，PLC控制器控制蜂鸣器鸣叫。

作为优选，所述电源模块包括第一开关电源和第二开关电源，第一开关电源与PLC控制器、表前阀前端水压传感器、表前阀后端水压传感器、气缸行程开关、提示模块电连接，给PLC控制器、表前阀前端水压传感器、表前阀后端水压传感器、气缸行程开关和提示模块提供工作电源；第二开关电源与进水继电器、进水电磁阀、排水继电器、排水电磁阀、气缸第一继电器、气缸第二继电器、气缸电磁阀电连接，给进水继电器、进水电磁阀、排水继电器、排水电磁阀、气缸第一继电器、气缸第二继电器和气缸电磁阀提供工作电源。

本发明所述的水表表前阀自动测试方法，采用上述自动测试系统，包括：

第一步、PLC控制器根据表前阀前端水压传感器采集的进水水压进行判断，如果进水水压大于设定的水压阈值，则执行第二步，否则继续执行第一步。

第二步、PLC控制器控制气缸第一继电器接通，此时气缸第二继电器处于断开状态，气缸电磁阀工作，气缸的活塞杆由初始位置伸长至夹紧被测表前阀为止，然后执行第三步。

第三步、PLC控制器控制排水继电器接通，排水电磁阀打开，控制进水继电器接通，进水电磁阀打开，排气第一设定时间（即通过水流排出被测表前阀和水管中的气体），然后执行第四步。

第四步、PLC控制器控制排水继电器断开，排水电磁阀关闭，然后执行第五步。

第五步、PLC控制器设置压差变化次数等于零，并开始计时，然后执行第六步。

第六步、PLC控制器将进水水压与表前阀后端水压传感器采集的表前阀后端水压相减，得到压力差，并判断该压力差是否由小变大，再由大变小，且压力差大于设定的压差阈值，如果是，则执行第七步，否则执行第八步。

第七步、PLC控制器将压差变化次数累加1，然后执行第八步。

第八步、PLC控制器判断是否到达设定的时间阈值，如果是，则执行第九步，否则返回执行第六步。

第九步、PLC控制器判断压差变化次数是否大于或等于设定的次数阈值，如果是，则表示被测表前阀的灵敏度和防滴漏功能正常，被测表前阀合格，进而执行第十步，否则表示被测表前阀的灵敏度和防滴漏功能不正常，被测表前阀不合格，进而执行第十三步。

第十步、PLC控制器控制绿色指示灯点亮并保持常亮，然后执行第十一步。

第十一步、延时第二设定时间后，PLC控制器控制进水继电器断开，进水电磁阀关闭，控制排水继电器接通，排水电磁阀打开，然后执行第十二步。

第十二步、PLC控制器控制气缸第一继电器断开，控制气缸第二继电器接通，气缸电磁阀工作，气缸的活塞杆缩短，退回到初始位置，然后结束。

第十三步、PLC控制器控制红色指示灯点亮并保持常亮或闪烁，然后执行第十四步。

第十四步、PLC控制器控制排水继电器接通，排水电磁阀打开，控制进水继电器断开，进水电磁阀关闭，然后执行第十五步。

第十五步、PLC控制器控制气缸第一继电器断开，控制气缸第二继电器接通，气缸电磁阀工作，气缸的活塞杆缩短，然后执行第十六步。

第十六步、PLC控制器判断气缸行程开关是否触发，如果是，则执行第十七步，否则继续执行第十六步。

第十七步、PLC控制器控制气缸第二继电器断开，气缸的活塞杆停止缩短，然后结束。

另外，如果提示模块包括蜂鸣器，那么在PLC控制器控制红色指示灯点亮或闪烁的同时，PLC控制器也控制蜂鸣器鸣叫，在被测表前阀不合格时通过声音和灯光来提示测试人员，从而使提示效果更好。

作为优选，所述设定的水压阈值等于0.4Mpa，所述第一设定时间等于5s，所述第二设定时间等于5s，所述设定的压差阈值等于20Kpa，所述设定的时间阈值等于30s，所述设定的次数阈值等于3。

本发明利用PLC控制器配合表前阀前端水压传感器、表前阀后端水压传感器、气缸行程开关来实现表前阀合格/不合格的自动测试，其不需要连接水表，操作方便，降低了测试人员的劳动强度，提高了测试效率，并且也避免了测试结果错误的情况出现。

附图说明

图1为本发明中水表表前阀自动测试系统的组装示意图。

图2为本发明中水表表前阀自动测试系统的电路框图。

图3为本发明中水表表前阀自动测试方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。

如图1、图2所示的水表表前阀自动测试系统，包括进水电磁阀11、排水电磁阀13、玻璃转子流量计18，气缸电磁阀16、活塞杆内部具有水流通道的气缸17、PLC控制器1、提示模块、表前阀前端水压传感器2、表前阀后端水压传感器3、安装在气缸内中部的气缸行程开关4和用于供电的电源模块，电源模块包括第一开关电源8和第二开关电源9，提示模块包括绿色指示灯5、红色指示灯6和蜂鸣器7。第一开关电源8与PLC控制器1、表前阀前端水压传感器2、表前阀后端水压传感器3、气缸行程开关4、绿色指示灯5、红色指示灯6和蜂鸣器7电连接，给PLC控制器1、表前阀前端水压传感器2、表前阀后端水压传感器3、气缸行程开关4、绿色指示灯5、红色指示灯6和蜂鸣器7提供工作电源；第二开关电源9与进水继电器10、进水电磁阀11、排水继电器12、排水电磁阀13、气缸第一继电器14、气缸第二继电器15、气缸电磁阀16电连接，给进水继电器10、进水电磁阀11、排水继电器12、排水电磁阀13、气缸第一继电器14、气缸第二继电器15和气缸电磁阀16提供工作电源。

进水电磁阀11连接在进水管20上，排水电磁阀13连接在主排水管21上，玻璃转子流量计18安装在支路排水管22上，支路排水管22与主排水管21并联，支路排水管22、主排水管21与出水管23连通，表前阀前端水压传感器2安装在进水管20上且位于进水电磁阀11之前，表前阀后端水压传感器3安装在出水管23上。PLC控制器1通过气缸第一继电器14、气缸第二继电器15与气缸电磁阀16电连接，气缸电磁阀16与气缸17的进/排气系统电连接，PLC控制器1通过控制气缸第一继电器14、气缸第二继电器15的接通/断开来使气缸电磁阀16工作，从而实现气缸17的活塞杆的伸长/缩短，气缸17的活塞杆能伸长并与带水流孔的夹块24配合（该夹块24处于固定状态且其水流孔与进水管20连通），将被测表前阀19夹紧，并能使被测表前阀19的前端通过该水流孔与进水管20连通，使被测表前阀19的后端通过活塞杆内部的水流通道与出水管23连通。气缸行程开关4与PLC控制器1电连接，将气缸行程开关触发信号发送给PLC控制器1，PLC控制器1通过进水继电器10与进水电磁阀11电连接，PLC控制器1通过控制进水继电器11的接通/断开来实现进水电磁阀12的打开/关闭，进水电磁阀12打开可以实现进水，PLC控制器1通过排水继电器12与排水电磁阀13电连接，PLC控制器1通过控制排水继电器12的接通/断开来实现排水电磁阀13的打开/关闭，排水电磁阀13打开可以实现主排水管排水，表前阀前端水压传感器2与PLC控制器1电连接，将采集的进水水压（也是进水电磁阀打开后表前阀前端水压）发送给PLC控制器1，表前阀后端水压传感器3与PLC控制器1电连接，将采集的表前阀后端水压发送给PLC控制器1， PLC控制器1与绿色指示灯5、红色指示灯6、蜂鸣器7电连接，在被测表前阀合格时，PLC控制器1控制绿色指示灯5点亮并保持常亮，在被测表前阀不合格时，PLC控制器1控制红色指示灯6闪烁（也可以是点亮并保持常亮），且控制蜂鸣器7鸣叫。

如图3所示的水表表前阀自动测试方法，采用如图1、图2所示的自动测试系统，包括：

第一步、PLC控制器1根据表前阀前端水压传感器2采集的进水水压进行判断，如果进水水压大于0.4Mpa，则执行第二步，否则继续执行第一步。

第二步、PLC控制器1控制气缸第一继电器14接通，此时气缸第二继电器15处于断开状态，气缸电磁阀16工作，气缸17的活塞杆由初始位置伸长至夹紧被测表前阀19为止，然后执行第三步。

第三步、PLC控制器1控制排水继电器12接通，排水电磁阀13打开，控制进水继电器10接通，进水电磁阀11打开，排气5s（即通过水流排出被测表前阀和水管中的气体），然后执行第四步。

第四步、PLC控制器1控制排水继电器12断开，排水电磁阀13关闭，主排水管停止排水，让水流通过被测表前阀19以8L/h的流量（该流量通过调节玻璃转子流量计18实现）从支路排水管22流出至泄水箱25，然后执行第五步。

第五步、PLC控制器1设置压差变化次数等于零，并开始计时，然后执行第六步。

第六步、PLC控制器1将进水水压与表前阀后端水压传感器3采集的表前阀后端水压相减，得到压力差，并判断该压力差是否由小变大，再由大变小，且压力差大于20Kpa，如果是，则执行第七步，否则执行第八步。

第七步、PLC控制器1将压差变化次数累加1，然后执行第八步。

第八步、PLC控制器1判断是否到达30s，如果是，则执行第九步，否则返回执行第六步。

第九步、PLC控制器1判断压差变化次数是否大于或等于3，如果是，则表示被测表前阀19的灵敏度和防滴漏功能正常，被测表前阀19合格，进而执行第十步，否则表示被测表前阀19的灵敏度和防滴漏功能不正常，被测表前阀19不合格，进而执行第十三步。

第十步、PLC控制器1控制绿色指示灯5点亮并保持常亮，然后执行第十一步。

第十一步、延时5s后，PLC控制器1控制进水继电器10断开，进水电磁阀11关闭，控制排水继电器12接通，排水电磁阀13打开，然后执行第十二步。

第十二步、PLC控制器1控制气缸第一继电器14断开，控制气缸第二继电器15接通，气缸电磁阀16工作，气缸17的活塞杆缩短，退回到初始位置，然后结束，合格的被测表前阀自动掉进下方的合格周转箱内。

第十三步、PLC控制器1控制红色指示灯6闪烁，也控制蜂鸣器7鸣叫，然后执行第十四步。

第十四步、PLC控制器1控制排水继电器12接通，排水电磁阀13打开，控制进水继电器10断开，进水电磁阀11关闭，然后执行第十五步。

第十五步、PLC控制器1控制气缸第一继电器14断开，控制气缸第二继电器15接通，气缸电磁阀16工作，气缸的活塞杆缩短，然后执行第十六步。

第十六步、PLC控制器1判断气缸行程开关4是否触发（即活塞杆缩短过程中是否触碰到气缸行程开关），如果是，则执行第十七步，否则继续执行第十六步。

第十七步、PLC控制器1控制气缸第二继电器15断开，气缸17的活塞杆停止缩短，然后结束，测试人员取下不合格的被测表前阀。

Claims (4)

1.一种水表表前阀自动测试方法，采用的自动测试系统包括进水电磁阀（11）、排水电磁阀（13）、玻璃转子流量计（18）和用于供电的电源模块，进水电磁阀（11）连接在进水管（20）上，排水电磁阀（13）连接在主排水管（21）上，玻璃转子流量计（18）安装在支路排水管（22）上，支路排水管（22）与主排水管（21）并联，且与出水管（23）连通；其特征在于：还包括气缸电磁阀（16）、活塞杆内部具有水流通道的气缸（17）、PLC控制器（1）、绿色指示灯（5）、红色指示灯（6）、蜂鸣器（7）、安装在气缸内中部的气缸行程开关（4）、安装在进水管（20）上且位于进水电磁阀（11）之前的表前阀前端水压传感器（2）和安装在出水管（23）上的表前阀后端水压传感器（3），表前阀前端水压传感器（2）、表前阀后端水压传感器（3）、气缸行程开关（4）、绿色指示灯（5）、红色指示灯（6）、蜂鸣器（7）与PLC控制器（1）电连接，PLC控制器（1）通过进水继电器（10）与进水电磁阀（11）电连接，PLC控制器（1）通过排水继电器（12）与排水电磁阀（13）电连接，PLC控制器（1）通过气缸第一继电器（14）、气缸第二继电器（15）与气缸电磁阀（16）电连接，气缸电磁阀（16）与气缸（17）的进/排气系统电连接；气缸（17）的活塞杆能伸长并与带水流孔的夹块（24）配合，将被测表前阀（19）夹紧，并能使被测表前阀（19）的前端通过所述水流孔与进水管（20）连通、后端通过所述水流通道与出水管（23）连通；所述自动测试方法包括：

第一步、PLC控制器（1）根据表前阀前端水压传感器（2）采集的进水水压进行判断，如果进水水压大于设定的水压阈值，则执行第二步，否则继续执行第一步；

第二步、PLC控制器（1）控制气缸第一继电器（14）接通，气缸电磁阀（16）工作，气缸的活塞杆由初始位置伸长至夹紧被测表前阀（19）为止，然后执行第三步；

第三步、PLC控制器（1）控制排水继电器（12）接通，排水电磁阀（13）打开，控制进水继电器（10）接通，进水电磁阀（11）打开，排气第一设定时间，然后执行第四步；

第四步、PLC控制器（1）控制排水继电器（12）断开，排水电磁阀（13）关闭，然后执行第五步；

第五步、PLC控制器（1）设置压差变化次数等于零，并开始计时，然后执行第六步；

第六步、PLC控制器（1）将进水水压与表前阀后端水压传感器（3）采集的表前阀后端水压相减，得到压力差，并判断该压力差是否由小变大，再由大变小，且压力差大于设定的压差阈值，如果是，则执行第七步，否则执行第八步；

第七步、PLC控制器（1）将压差变化次数累加1，然后执行第八步；

第八步、PLC控制器（1）判断是否到达设定的时间阈值，如果是，则执行第九步，否则返回执行第六步；

第九步、PLC控制器（1）判断压差变化次数是否大于或等于设定的次数阈值，如果是，则执行第十步，否则执行第十三步；

第十步、PLC控制器（1）控制绿色指示灯（5）点亮并保持常亮，然后执行第十一步；

第十一步、延时第二设定时间后，PLC控制器（1）控制进水继电器（10）断开，进水电磁阀（11）关闭，控制排水继电器（12）接通，排水电磁阀（13）打开，然后执行第十二步；

第十二步、PLC控制器（1）控制气缸第一继电器（14）断开，控制气缸第二继电器（15）接通，气缸的活塞杆缩短，退回到初始位置，然后结束；

第十三步、PLC控制器（1）控制红色指示灯（6）点亮并保持常亮或闪烁，然后执行第十四步；

第十四步、PLC控制器（1）控制排水继电器（12）接通，排水电磁阀（13）打开，控制进水继电器（10）断开，进水电磁阀（11）关闭，然后执行第十五步；

第十五步、PLC控制器（1）控制气缸第一继电器（14）断开，控制气缸第二继电器（15）接通，气缸的活塞杆缩短，然后执行第十六步；

第十六步、PLC控制器（1）判断气缸行程开关（4）是否触发，如果是，则执行第十七步，否则继续执行第十六步；

第十七步、PLC控制器（1）控制气缸第二继电器（15）断开，气缸的活塞杆停止缩短，然后结束。

2.根据权利要求1所述的水表表前阀自动测试方法，其特征在于：所述电源模块包括第一开关电源（8）和第二开关电源（9），第一开关电源（8）与PLC控制器（1）、表前阀前端水压传感器（2）、表前阀后端水压传感器（3）、气缸行程开关（4）、绿色指示灯（5）、红色指示灯（6）、蜂鸣器（7）电连接，第二开关电源（9）与进水继电器（10）、进水电磁阀（11）、排水继电器（12）、排水电磁阀（13）、气缸第一继电器（14）、气缸第二继电器（15）、气缸电磁阀（16）电连接。

3.根据权利要求1或2所述的水表表前阀自动测试方法，其特征在于：在PLC控制器（1）控制红色指示灯（6）点亮或闪烁的同时也控制蜂鸣器（7）鸣叫。

4.根据权利要求3所述的水表表前阀自动测试方法，其特征在于：所述设定的水压阈值等于0.4Mpa，所述第一设定时间等于5s，所述第二设定时间等于5s，所述设定的压差阈值等于20Kpa，所述设定的时间阈值等于30s，所述设定的次数阈值等于3。

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