CN208109599U - 一种真空调节罐水压试验系统自动控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种真空调节罐水压试验系统自动控制装置，自动控制装置包括打压系统和电气控制系统，电气控制系统通过打压系统调节真空调节罐的压力和流量；打压系统包括感应装置和调节装置，电气控制系统包括控制器控制器接收感应装置感应真空调节罐的水流信号进一步地控制调节装置调节真空调节罐的压力和流量。本实用新型的自动控制装置可实现试验真空调节罐的恒压、恒流的自动控制，检验的自动化程度较高，更加安全同时试验精度较高。
Description
技术领域
本实用新型涉及水压试验领域，尤其涉及一种真空调节罐水压试验系统自动控制装置。
背景技术
目前，现有的压力容器无法模拟市政水压的波动及流量变化引起的负压，靠工人的实际经验和手工操作来控制水压的变化，需要花费长时间找出真空调节罐生产变形的真正原因，检测安全系数低，并且存在试验精度低等各方面的不足。
实用新型内容
为解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种真空调节罐水压试验系统自动控制装置，本实用新型的技术方案如下：
一种真空调节罐水压试验系统自动控制装置，所述自动控制装置包括打压系统和电气控制系统，所述电气控制系统通过打压系统调节真空调节罐的压力和流量；所述打压系统包括感应装置和调节装置，所述电气控制系统包括控制器，所述控制器接收所述感应装置感应真空调节罐的水流信号进一步地控制所述调节装置调节真空调节罐的压力和流量。
进一步地，所述电气控制系统还包括人机交互操作界面，所述人机交互操作界面与控制器串行连接。
进一步地，所述控制器为可编程控制器，所述可编程控制器与人机交互操作界面电性连接。
进一步地，所述感应装置包括压力传感器和流量传感器，所述压力传感器和流量传感器设置在真空调节罐的出水管处并用于测量真空调节罐的压力信号和流量信号。
进一步地，所述自动控制装置还包括供水装置，所述供水装置为外部水箱，所述外部水箱包括输水主管道和至少一个输水子管道。
进一步地，所述调节装置包括变频器和主水泵，所述输水主管道通过所述主水泵与真空调节罐的输水管道连通，所述可编程控制器通过所述变频器与主水泵电性连接。
进一步地，所述打压系统还包括至少一个备用水泵，所述输水子管道通过所述备用水泵与真空调节罐的输水管道连通，所述可编程控制器通过所述变频器与任一一个备用水泵电性连接。
进一步地，所述调节装置还包括电动比例调节阀，所述真空调节罐包括排水主管道，所述电动比例调节阀设置在所述排水主管道上并与可编程控制器电性连接。
进一步地，所述自动控制装置还包括排水电动阀和排水泵，所述真空调节罐还包括排水子管道，所述排水电动阀和排水泵设置在所述排水子管道上并与可编程控制器电性连接。
相比于现有技术的不足，本实用新型的有益效果是：本实用新型的自动控制装置可实现试验真空调节罐的恒压、恒流的自动控制，检验的自动化程度较高，更加安全同时试验精度较高。
附图说明
图1为本实用新型的系统原理图。
图2为本实用新型的电气连接图。
图中：1、截止阀；2、软接管；3、主水泵；4、止回阀；5、安全阀；6、压力传感器；7、流量调节阀；8、电动比例调节阀；9、比例减压阀；10、电动排水阀；11、排水泵；12、水位浮球；13、流量传感器；14、备用水泵。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
一种真空调节罐水压试验系统自动控制装置，该自动控制装置包括打压系统和电气控制系统，电气控制系统通过打压系统调节真空调节罐的压力和流量；
如图1所示，其中，电气控制系统时整个试验系统的核心，电气控制系统包括控制器，其控制器优选为可编程控制器即PLC，电气控制系统还包括模拟量模块，打压系统包括感应装置，感应装置为压力传感器和流量传感器，压力传感器和流量传感器设置在真空调节罐的出水管壁上，用于测量真空调节罐的压力和流量信号，通过模拟量模块进行A/D转换成数字信号并反馈至可编程控制器；电气控制系统还包括人机交互操作界面，通过人机交互操作界面实现试压过程的全自动控制和监测，同时，可通过人机交互操作界面设定系统参数，例如
1)试验压力：≤1.6MPa
2)试验介质：A级水
3)试验温度：20℃—80℃
4)真空调节罐容积：1—6m3
5)打压泵流量(可调)：≤1.6m3/h
6)保压精度：0.01MPa/min
7)升降压速率控制精度：±0.05MPa
8)排水泵流量：≥3m3/h。
自动控制装置还包括供水装置，供水装置为外部水箱，外部水箱包括输水主管道和多个输水子管道。
打压系统还包括调节装置，其中水泵包括主水泵，外部水箱的输水主管道通过主水泵与真空调节罐的输水管道连通，可编程控制器通过变频器与主水泵电性连接，打压系统还包括至少一个备用水泵，输水子管道通过所述备用水泵与真空调节罐的输水管道连通，可编程控制器通过变频器与任一一个备用水泵电性连接。调节装置还包括电动比例调节阀，真空调节罐包括排水主管道；电动比例调节阀设置在所述排水主管道上并与可编程控制器电性连接。PLC接收压力传感器和流量传感器的信号进一步控制调节装置调节真空调节罐的压力和流量。
进一步而言，可编程控制器包括信号比较模块和信号接收模块，信号比较模块通过信号接收模块与感应装置电性连接，信号接收模块通过接收压力传感器和流量传感器的信号，传递至信号比较模块与预设值作比较，可编程控制器进一步地进行地进行逻辑运算，对变频器和电动比例调节阀进行调整。
自动控制装置还包括机械安全阀，系统可以通机械安全阀预先设定压力自行安全泄压，并通过人机交互操作界面设定可调的超压保护数值，当系统出现超高压或紧急现象时，可以实现自动泄压和人工紧急停止。
自动控制装置还包括排水电动阀和排水泵，自动控制装置还包括排水电动阀和排水泵，真空调节罐还包括排水子管道，排水电动阀和排水泵设置在所述排水子管道上并与可编程控制器电性连接，实现自动排水操作。
自动控制装置具体电气连接方式如图2所示，外部水箱通过截止阀1通过软接管2与主水泵3和备用水泵14连接，真空调节罐的出水管的压力传感器6 通过安全阀5与泄压管连接，外部水箱通过流量调节阀7和流量传感器13与真空调节罐连接，并且通过止回阀4与主水泵3或备用水泵14连接，另一方面，真空调节罐的排水管上设置有电动比例调节阀8和比例减压阀9，在PLC的控制下用于保持真空调节罐的恒流量并调节压力，在另一根排水管上设置有电动排水阀10和排水泵11，在PLC控制下进行排水动作；在外部水箱内设置有水位浮球12用于测量水箱水位并反馈信息至PLC，当达到设定的低水位时，试压系统自动保护停机，通过人机交互操作界面控制可编程控制器控制各电气元件之间实现自动控制。
本装置的具体工作原理为：PLC首先读取将压力传感器的反馈信号的输入，并读取人机交互操作界面的目标压力的数据及预设值，PLC对反馈压力和目标压力进行逻辑运算，得到合适的频率值，输出给变频器，对变频器进行频率调整，此时水泵在变频器的频率调整下，水泵的转速、压力和流量也跟着变化，不断调整反馈压力，使得反馈压力接近目标压力以保证压力的稳定，精度在0.01MPA；当PLC读取到出水管的流量信号输入，并读取人机交互操作界面的目标流量的数据，PLC对反馈流量和目标流量进行逻辑运算，得到合适的开度数据对电动比例调节阀开度进行控制，以保证流量的稳定，精度在0.01m3，以此达到恒压力、恒流量的自动控制，并且系统可以通机械安全阀预先设定压力自行安全泄压，并通过人机交互操作界面设定可调的超压保护数值，当系统出现超高压或紧急现象时，可以实现自动泄压和人工紧急停止；当系统试验完成后，需进行排水操作时，可自动打开排水电动阀和启动排水泵，实现自动排水操作。
其中电气元器件的选型至关重要，主要元器件采用一流元件，使得整套系统具有很高的可靠性和抗干扰性，其自带的标准串行通讯口和网络通信接口，使得系统与计算机的通信十分方便，整个设备极容易地并入智能化管理系统。根据设计参数和控制精度的要求，优选的如下：PLC采用西门子的Smart-200 系列SR20，人机交互操作界面的触摸屏采用西门子的Smart 700ie v3，变频器采用富士的VP系列，压力传感器采用0-40MPA的丹佛斯品牌，流量传感器采用0-300m3的北京昆仑工控品牌，其他主要低压元器件采用施耐德的C65N系列。
同时，电气控制系统可直接通过PPI电缆和上位机进行通信，上位机可通过通信单元对系统进行实时监控，上位机可对系统进行给定、起/停、监控报警、读取参数等操作。用户可通过人工干预参数设置，实现人机对话；同时系统采用可编程控制器特别装备的PID控制技术软件，使得系统的响应快速、精度高、稳定性好，可靠性极高能长期保持稳定。
除此之外，系统还有自动复位功能，即停电后复电时或水位恢复时系统自动启动；爆管保护功能，即出水管网爆裂，压力下降到下限值，系统自动停机；故障泵屏蔽功能，故障泵屏蔽后直接退出运作程序，由备用泵接替工作；同时还有过载、过流、短路、缺相、超压、欠压及缺水停机等自动保护功能。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种真空调节罐水压试验系统自动控制装置，其特征在于:所述自动控制装置包括打压系统和电气控制系统，所述电气控制系统通过打压系统调节真空调节罐的压力和流量；所述打压系统包括感应装置和调节装置，所述电气控制系统包括控制器，所述控制器接收所述感应装置感应真空调节罐的水流信号进一步地控制所述调节装置调节真空调节罐的压力和流量。
2.如权利要求1所述的真空调节罐水压试验系统自动控制装置，其特征在于:所述电气控制系统还包括人机交互操作界面，所述人机交互操作界面与控制器串行连接。
3.如权利要求2所述的真空调节罐水压试验系统自动控制装置，其特征在于:所述控制器为可编程控制器，所述可编程控制器与人机交互操作界面电性连接。
4.如权利要求1所述的真空调节罐水压试验系统自动控制装置，其特征在于:所述感应装置包括压力传感器和流量传感器，所述压力传感器和流量传感器设置在真空调节罐的出水管处并用于测量真空调节罐的压力信号和流量信号。
5.如权利要求3所述的真空调节罐水压试验系统自动控制装置，其特征在于:所述自动控制装置还包括供水装置，所述供水装置为外部水箱，所述外部水箱包括输水主管道和至少一个输水子管道。
6.如权利要求5所述的真空调节罐水压试验系统自动控制装置，其特征在于:所述调节装置包括变频器和主水泵，所述输水主管道通过所述主水泵与真空调节罐的输水管道连通，所述可编程控制器通过所述变频器与主水泵电性连接。
7.如权利要求6所述的真空调节罐水压试验系统自动控制装置，其特征在于:所述打压系统还包括至少一个备用水泵，所述输水子管道通过所述备用水泵与真空调节罐的输水管道连通，所述可编程控制器通过所述变频器与任一一个备用水泵电性连接。
8.如权利要求6所述的真空调节罐水压试验系统自动控制装置，其特征在于:所述调节装置还包括电动比例调节阀，所述真空调节罐包括排水主管道，所述电动比例调节阀设置在所述排水主管道上并与可编程控制器电性连接。
9.如权利要求3所述的真空调节罐水压试验系统自动控制装置，其特征在于:所述自动控制装置还包括排水电动阀和排水泵，所述真空调节罐还包括排水子管道，所述排水电动阀和排水泵设置在所述排水子管道上并与可编程控制器电性连接。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112382422A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-02-19 | 中国核动力研究设计院 | 压水堆压力容器密封性能检测的打压专用系统及检测方法 |
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