CN215767539U - 一种水压自动监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水压自动监测系统，涉及水压试验设备技术领域，包括通过管道依次连接的水泵、试验工件、压力传感器和控制阀组件，还包括PLC控制模块和上位机模块，水泵、试验工件、压力传感器和控制阀组件分别与PLC控制模块连接，PLC控制模块与上位机模块连接。本实用新型所提供的一种水压自动监测系统计量更精确，基于数据库的建立与运用使得系统能够达到完全自主运行的目的。

Description

一种水压自动监测系统

技术领域

本实用新型涉及水压试验设备技术领域，具体而言，涉及一种水压自动监测系统。

背景技术

水压试验检测是工业锅炉产品生产阶段中一项不可缺少的重要检验工序，产品水压试验有效性好坏直接决定产品现场安装和运行过程中的产品质量指标。

在水压试验过程中如胀塞，截止阀等出现的微渗漏时，系统会自动判定水压试验不合格造成系统出现误报、错报等情况。针对此种情况则必须进行人工干预才能使系统进入自主运行状态。而为使整套系统计量更精确，则最终消除系统误报、错报的成因，使系统在实际工作过程中拥有可靠的数据库作为工作基础，则需要对不同容积、不同压力、相同漏率情况下的被试验件进行针对性研究。

实用新型内容

为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本实用新型实施例提供一种水压自动监测系统，以提高系统运行的效率。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种水压自动监测系统，其包括通过管道依次连接的水泵、试验工件、压力传感器和控制阀组件，还包括PLC控制模块和上位机模块，上述水泵、试验工件、压力传感器和控制阀组件分别与上述PLC控制模块连接，上述PLC控制模块与上述上位机模块连接。

在本实用新型的一些实施例中，上述控制阀组包括调节阀，上述调节阀通过管道与上述试验工件连接。

在本实用新型的一些实施例中，上述控制阀组还包括减压阀，上述减压阀通过管道与上述试验工件连接。

在本实用新型的一些实施例中，还包括流量计，上述流量计设置在上述管道靠近进水口处，上述流量计的输出端与上述PLC的输入端连接。

在本实用新型的一些实施例中，还包括视频监控模块，上述视频监控模块与上述上位机模块连接。

在本实用新型的一些实施例中，还包括分别与上述PLC控制模块的输入端连接的环境温度传感器，和介质温度传感器。

在本实用新型的一些实施例中，上述环境温度传感器为红外温度传感器。

在本实用新型的一些实施例中，上述管道上还连接有用于保证系统安全运行的超压安全控制模块。

在本实用新型的一些实施例中，上述超压安全控制模块包括泄压阀。

在本实用新型的一些实施例中，上述水泵为变频泵。

本实用新型实施例至少具有如下优点或有益效果：

在本实施例中，压力传感器，用于采集试验工件内的压力数据并传送给PLC控制模块；PLC控制模块，用于接收上述压力传感器传回的数据并传送给上位机模块进行处理或显示，或用于向控制阀组件发出控制指令；上位机模块，用于接收上述PLC控制模块传回的数据，进行数据整合、建立数据库，以及向上述PLC控制模块下发指令；水泵，用于通过管道向试验工件内输送试验介质或对上述试验介质增压；控制阀组件，用于响应于上述PLC控制模块的控制指令，控制调节管道内试验介质的压力或流量。

压力传感器将测得的压力数据实时传送给PLC控制模块，由于PLC控制模块只能接受标准的电压信号(0-10V)或电流信号(4-20mA)，若压力传感器无法将压力由物理量转换为标准的电压或电流信号，则还需要变送器对电信号进行处理，优选的，可使用压力变送器代替压力传感器。PLC控制器用于接收压力传感器传回的数据，并将该数据上传至上位机进行处理或显示，示例性的，也可在PLC控制箱内设置显示屏，用于直接显示压力传感器传回的数据，方便技术人员现场控制。上位机模块，主要用于显示数据及生成数据库等。示例性的，可将采集到的压力数据、试验工件的各项参数信息、管道直径、不同容积试验工件在不同压力下的试验介质漏量数据等多组数据进行研究分析生成数据库，当后续测试试验工件时，则可对照数据库内的数据来判断是否为机械原因造成的误报和错报，如果试验误差数据在数据库中对应的数据允许范围内，则判断此试验工件合格。控制阀组件，用于响应于上述PLC控制模块的控制指令。示例性的，控制阀组件包括调节阀，上述调节阀为电磁流量调节阀，用于控制试验介质流通量，其开闭量程可在百分之一到百分之百间任意调节。用于系统中模拟标准漏孔，其优点是可对任意漏量进行模拟，可无限次重复使用。示例性的。控制阀组件还包括减压阀，减压阀起到对系统压力进行恒定输出的作用，由于要对系统漏量进行数据采集，在考虑到压力不等会直接影响漏量计量的前提下，在系统中设置了减压阀，减压阀可以将不同试验压力介质转化为恒定压力，恒定压力介质可以通过漏量计或量杯进行漏量精确计算，可提高数据采集的精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型一种水压自动监测系统一实施例的系统连接示意图；

图2为本实用新型一种水压自动监测系统一实施例的PLC控制模块及扩展模块示意图；

图3为本实用新型一种水压自动监测系统一实施例的部分控制电路连接示意图。

图标：1-压力传感器；2-PLC控制模块；21-PLC控制器；3-上位机模块；4-水泵；5-试验工件；6-调节阀；7-减压阀；8-流量计；9-视频监控模块；10-泄压阀；100-管道。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

请参照图1，本实施例提供一种水压自动监测系统，其包括通过管道100依次连接的水泵4、试验工件5、压力传感器1和控制阀组件，还包括PLC控制模块2和上位机模块3，上述水泵4、试验工件5、压力传感器1和控制阀组件分别与上述PLC控制模块2连接，上述PLC控制模块2与上述上位机模块3连接。

压力传感器1，用于采集试验工件5内的压力数据并传送给PLC控制模块2；PLC控制模块2，用于接收上述压力传感器1传回的数据并传送给上位机模块3进行处理或显示，或用于向控制阀组件发出控制指令；上位机模块3，用于接收上述PLC控制模块2传回的数据，进行数据整合、建立数据库，以及向上述PLC控制模块2下发指令；水泵4，用于通过管道100向试验工件5内输送试验介质或对上述试验介质增压；控制阀组件，用于响应于上述PLC控制模块2的控制指令，控制调节管道100内试验介质的压力或流量；上述试验工件5作为被检测对象通过管道100与上述压力传感器1、水泵4和控制阀组件连通；上述压力传感器1、水泵4、控制阀组件分别与上述PLC控制模块2连接，上述PLC控制模块2与上述上位机模块3连接。

在本实施例中，压力传感器1、水泵4和控制阀组件通过管道100连接，在管道100上引出一条分支管道100连通试验工件5。压力传感器1及控制阀组件设置于靠近管道100入水口一侧，管道100内试验介质的压力各处相等，压力传感器1测得的管道100内的压力即为试验工件5内的压力。压力传感器1将测得的压力数据实时传送给PLC控制模块2，由于PLC控制模块2只能接受标准的电压信号(0-10V)或电流信号(4-20mA)，若压力传感器1无法将压力由物理量转换为标准的电压或电流信号，则还需要变送器对电信号进行处理，优选的，可使用压力变送器代替压力传感器1。

PLC控制模块2包括PLC控制箱，控制箱内设有PLC控制器21及外围组件。PLC控制器21用于接收压力传感器1传回的数据，并将该数据上传至上位机进行处理或显示，示例性的，也可在PLC控制箱内设置显示屏，用于直接显示压力传感器1传回的数据，方便技术人员现场控制。示例性的，若PLC控制器21为西门子S7-200 SMART的SR40模块，由于SR40模块的不具备模拟量输入接口和模拟量输出接口，因此还需要增加扩展模块，即模拟量输入模块和模拟量输出模块(如图2所示)，示例性的，上述模拟量输入模块型号为AE08，模拟量输出模块型号为AQ04。(通过PLC控制模块2与各继电器配合，可实现对系统的远程控制，用户也可直接按压按钮实现现场控制(如图3所示)。

上位机模块3，主要用于显示数据及生成数据库等。示例性的，可将采集到的压力数据、试验工件5的各项参数信息、管道100直径、不同容积试验工件5在不同压力下的试验介质漏量数据等多组数据进行研究分析生成数据库。当后续测试试验工件5时，则可对照数据库内的数据来判断是否为机械原因造成的误报和错报，如果试验误差数据在数据库中对应的数据允许范围内，则判断此试验工件5合格。

水泵4是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体。而在本实施例中，为能够更加精准的控制管道100内的试验介质的压力，可采用变频泵，变频是对电机进行的一个频率变换过程，通过对电机的变频来改变电机的转速，从而达到对水泵4的流量等技术参数的调整，起到控制的作用。而普通水泵4无法调速，难以达到系统对试验介质压力控制精准度的要求。

控制阀组件，用于响应于上述PLC控制模块2的控制指令。示例性的，控制阀组件包括调节阀6，上述调节阀6为电磁流量调节阀6，用于控制试验介质流通量，其开闭量程可在百分之一到百分之百间任意调节。用于系统中模拟标准漏孔，其优点是可对任意漏量进行模拟，可无限次重复使用。

示例性的。控制阀组件还包括减压阀7，减压阀7起到对系统压力进行恒定输出的作用，由于要对系统漏量进行数据采集，在考虑到压力不等会直接影响漏量计量的前提下，在系统中设置了减压阀7，减压阀7可以将不同试验压力介质转化为恒定压力，恒定压力介质可以通过漏量计或量杯进行漏量精确计算，可提高数据采集的精确度。

实施例2

请参照图2，在本实用新型一些实施例中，还包括流量计8，上述流量计8设置在上述管道100靠近进水口处，上述流量计8的输出端与上述PLC的输入端连接。示例性的，为便于采集管道100内试验介质的流量的数据，还可在管道100上设置流量计8，示例性的，可以为电磁流量计8，电磁流量计8是应用电磁感应原理，根据导电流体通过外加磁场时感应的电动势来测量导电流体流量的一种仪器。在本实施例中，使用电磁流量计8可用于对试验介质的流量进行测算，流量可以是瞬时流量或者是固定压降比情况下试验介质的总的体积。

将上述电磁流量计8测得的数据传送至上位机，上位机通过时间与流量测定计算后可以得出试验体的压降比。上位机将单位时间内，压降比数据与漏量进行记录对比，在被测试工件容积以及漏率相同的情况下的试验数据进行分析处理，建立专有数据库。

之后将数据库与水压自动监控系统进行关联，通过读取被测工件容积、试验压力等相关数据，确定水压试验过程中的各项参数，如试验压力、保压时间及压降比。从而实现对试验过程进行精确微控制。

实施例3

请参照图2，在本实用新型一些实施例中，还包括视频监控模块9，上述视频监控模块9与上述上位机模块3连接。

在本实施例中，上述视频监控模块9用于实时监控上述试验工件5的状态并进行视频记录，同时视频监控模块9实时将图像数据传送回上述上位机模块3，以便于技术人员实时了解现场试验工件5的状态。

实施例4

在本实用新型一些实施例中，还包括环境温度传感器，上述环境温度传感器用于采集上述试验工件5外的温度，并将采集的第一温度数据传送回上述PLC控制模块2；介质温度传感器，上述介质温度传感器用于采集上述试验工件5内试验介质的温度，并将采集的第二温度数据传送回上述PLC控制模块2。

考虑到，管道100内外的温度也是影响试验的结果的因素，在本实施例中，管道100外和进水口处还设有环境温度传感器和介质温度传感器。PLC控制模块2负责采集环境温度变送器及介质温度变送器上传的数据，对产品试验过程的保压时间进行设定。通过水压泵集控器控制压力泵的启停运转过程。试验过程中PLC控制器21读取压力传感器1试验过程中的实时数据并与上位机所下载数据进行比较、分析、判定，并上传试验结果，进一步提高分析结果的准确性。

进一步的，环境温度传感器可以为红外温度传感器。在自然界中，当物体的温度高于绝对零度时，由于它内部热运动的存在，就会不断地向四周辐射电磁波，其中就包含了波段位于0.75～100μm的红外线，红外温度传感器就是利用这一原理制作而成的。与热电偶、热电阻等常规温度传感器相比，红外温度计具有测温范围宽、寿命长、性能可靠、反应极快和非接触性等诸多优点。另外，红外温度计还特别适合测量运动物体的温度，而且不会破坏到被测对象的温度场。

实施例5

请参照图1，在本实用新型一些实施例中，上述管道100上还连接有保证系统运行安全的超压安全控制模块。

为保证系统运行安全，在本实施例中还设有超压安全控制模块，当管道100内的压力超过一定值时，自动开启保护机制。示例性的，超压安全控制模块可以泄压阀10，泄压阀10能够根据系统的工作压力能自动启闭，通过PLC控制器21上的预先设定，在系统压力到预设值时强制对水压泵集控器进行控制，并强制启动卸压阀用以保证系统安全。

综上，本实用新型的实施例提供一种水压自动监测系统具有如下有益效果：

在本实施例中，压力传感器1将测得的压力数据实时传送给PLC控制模块2，由于PLC控制模块2只能接受标准的电压信号(0-10V)或电流信号(4-20mA)，若压力传感器1无法将压力由物理量转换为标准的电压或电流信号，则还需要变送器对电信号进行处理，优选的，可使用压力变送器代替压力传感器1。PLC控制器21用于接收压力传感器1传回的数据，并将该数据上传至上位机进行处理或显示，示例性的，也可在PLC控制箱内设置显示屏，用于直接显示压力传感器1传回的数据，方便技术人员现场控制。上位机模块3，主要用于显示数据及生成数据库等。示例性的，可将采集到的压力数据、试验工件5的各项参数信息、管道100直径、不同容积试验工件5在不同压力下的试验介质漏量数据等多组数据进行研究分析生成数据库。当后续测试试验工件5时，则可对照数据库内的数据来判断是否为机械原因造成的误报和错报，如果试验误差数据在数据库中对应的数据允许范围内，则判断此试验工件5合格。

控制阀组件，用于响应于上述PLC控制模块2的控制指令。示例性的，控制阀组件包括调节阀6，上述调节阀6为电磁流量调节阀6，用于控制试验介质流通量，其开闭量程可在百分之一到百分之百间任意调节。用于系统中模拟标准漏孔，其优点是可对任意漏量进行模拟，可无限次重复使用。

示例性的。控制阀组件还包括减压阀7，减压阀7起到对系统压力进行恒定输出的作用，由于要对系统漏量进行数据采集，在考虑到压力不等会直接影响漏量计量的前提下，在系统中设置了减压阀7，减压阀7可以将不同试验压力介质转化为恒定压力，恒定压力介质可以通过漏量计或量杯进行漏量精确计算，可提高数据采集的精确度。

另外，管道100外和进水口处还设有环境温度传感器和介质温度传感器。PLC控制模块2负责采集环境温度变送器及介质温度变送器上传的数据，对产品试验过程的保压时间进行设定。通过水压泵集控器控制压力泵的启停运转过程。试验过程中PLC控制器21读取压力传感器1试验过程中的实时数据并与上位机所下载数据进行比较、分析、判定，并上传试验结果，进一步提高分析结果的准确性。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种水压自动监测系统，其特征在于，包括通过管道依次连接的水泵、试验工件、压力传感器和控制阀组件，还包括PLC控制模块和上位机模块，所述水泵、试验工件、压力传感器和控制阀组件分别与所述PLC控制模块连接，所述PLC控制模块与所述上位机模块连接。

2.根据权利要求1所述的水压自动监测系统，其特征在于，所述控制阀组包括调节阀，所述调节阀通过管道与所述试验工件连接。

3.根据权利要求2所述的水压自动监测系统，其特征在于，所述控制阀组还包括减压阀，所述减压阀通过管道与所述试验工件连接。

4.根据权利要求3所述的水压自动监测系统，其特征在于，还包括流量计，所述流量计设置在所述管道靠近进水口处，所述流量计的输出端与所述PLC的输入端连接。

5.根据权利要求1所述的水压自动监测系统，其特征在于，还包括视频监控模块，所述视频监控模块与所述上位机模块连接。

6.根据权利要求1所述的水压自动监测系统，其特征在于，还包括分别与所述PLC控制模块的输入端连接的环境温度传感器，和介质温度传感器。

7.根据权利要求6所述的水压自动监测系统，其特征在于，所述环境温度传感器为红外温度传感器。

8.根据权利要求1所述的水压自动监测系统，其特征在于，所述管道上还连接有用于保证系统安全运行的超压安全控制模块。

9.根据权利要求8所述的水压自动监测系统，其特征在于，所述超压安全控制模块包括泄压阀。

10.根据权利要求1所述的水压自动监测系统，其特征在于，所述水泵为变频泵。

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