山東國量儀器設(shè)備有限公司
1試驗臺總體設(shè)計方案
潤滑齒輪泵性能試驗臺是用于測試以輸出潤滑油的齒輪泵（包括轉(zhuǎn)子泵）總成綜合性能的一種專用測試設(shè)備; 試驗時,被試齒輪泵通過連接裝置安裝在試驗臺上,進(jìn)油口通過濾油器沉浸在油箱潤滑油內(nèi), 出油口經(jīng)試驗臺及管路(包括幾種測量儀器)再回油箱形成流體回路,由計算機控制電機驅(qū)動齒輪泵旋轉(zhuǎn)形成壓力油,通過設(shè)在出油管路的壓力傳感器,溫度傳感器, 流量傳感器及驅(qū)動裝置上的轉(zhuǎn)速扭矩傳感器對壓力,溫度,流量,轉(zhuǎn)速,輸入扭矩進(jìn)行測量, 出油口經(jīng)閥門調(diào)節(jié)潤滑油的壓力, 通過數(shù)據(jù)的采集和處理由計算機對轉(zhuǎn)速和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，同時對加熱系統(tǒng)進(jìn)行加溫（自然冷卻）并進(jìn)行適時控制,實現(xiàn)齒輪泵性能試驗自動化。
2.試驗臺硬件布置
試驗臺硬件系統(tǒng)布置方框圖如下圖所示：
計
開式試驗回路原理圖
1.驅(qū)動電機,2.扭矩-轉(zhuǎn)速傳感器,3.被試泵,4.壓力傳感器,5.10.溫度傳感器,6.調(diào)節(jié)閥, 7.換向閥,8.流量傳感器,9.溢流閥,11.壓力傳感器(真空度),12.濾油器,13. 油箱，14.加熱器
2.1主要零部件選配
⑴ 機械零部件(試驗臺機架,機座,聯(lián)軸器,傳動軸)
⑵ 變頻電機及變頻器:轉(zhuǎn)速范圍: 50-4500r/min
變頻電機：YVP90L-4 1.5kw,電流:3.7A,同步轉(zhuǎn)速1500r/min,
變頻器: VF80-3022, 輸出: 2.2kw ,5A, 0.5-150HZ.
⑶.扭矩測速傳感器:3N338型-5A, DC±12V,0-2.5N.m,轉(zhuǎn)速范圍: 50-4500r/min,精度±1%
⑷ 壓力傳感器: JYB,0-1Mpa精度±0.5%,溫度范圍-25℃∽150℃
⑸ 溫度傳感器: JWB-P23,DC24V,溫度范圍-25℃∽140℃,精度±1℃,
⑹ 流量傳感器: LWGY-A-10, DC24V,0-10L/min,精度±1%,
⑺ 加熱器:3kw
⑻ 液壓元件(節(jié)流閥,換向閥,溢流閥,濾油器,系統(tǒng)管路,)
⑼.油箱:3箱組成(1熱油箱,2冷油箱),
⑽.電氣線路零部件
⑾.PCL數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng),
⑿.計算機控制顯示系統(tǒng)(主顯-1G)
⒀.設(shè)備控制處理系統(tǒng)(CPU-P4,內(nèi)存-512M,硬盤-40G,外接鍵盤鼠標(biāo),USB接口,打印機)
2.2試驗裝置測量范圍及測量精度
測量參量 測量范圍 測量精度
壓力 ∽0.2Mpa ±3.0kPa
壓力 0.2Mpa∽2.5 Mpa ±1.2%
流量 0∽10L/min ±1.5%
轉(zhuǎn)矩 0∽2.5N.m ±1.0%
轉(zhuǎn)速 50∽4500r/min ±1.0%
溫度 -25∽140℃ ±1.0℃
3.電氣系統(tǒng)
電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成如下圖所示：
3.1系統(tǒng)軟件選擇要求
任何數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)都要軟件的配合,軟件影響了系統(tǒng)的啟動時間,自身的執(zhí)行效率,應(yīng)用的適用型修改的難易程度. 系統(tǒng)軟件選擇要求:
⑴ 包含所需要用來構(gòu)建并執(zhí)行應(yīng)用的所有組件.
⑵ 對硬件的完全支持.
⑶ 需求改變時能夠作出相應(yīng)改變.
⑷ 易于使用.
⑸ 能夠提供配合開發(fā)風(fēng)格的用戶界面.
系統(tǒng)編程采用驅(qū)動程序編程技術(shù)
3.1.1驅(qū)動軟件:
驅(qū)動軟件支持Windows7平臺,DLL驅(qū)動計算機和數(shù)據(jù)采集控制之間的通信,其功能強大,易于擴展,可自由與數(shù)據(jù)采集控制硬件結(jié)合.
初始化配置軟硬件,添加數(shù)據(jù)采集卡,設(shè)定其地址及屬性,即可監(jiān)控當(dāng)前數(shù)據(jù)采集卡的信號狀態(tài).
3.1.2軟件包:
界面設(shè)計及系統(tǒng)控制選用的軟件包能夠方便地構(gòu)造適應(yīng)自己需要的”數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”, 易于使用,擁有豐富的工具箱,圖庫和操作向?qū)?可節(jié)約大量時間,提高系統(tǒng)性能.
軟件包的組成:工程管理器, 工程瀏覽器,畫面運行系統(tǒng),信息窗口.
3.1.3 系統(tǒng)功能模塊
⑴ 初始化模塊: 硬件初始化,軟件初始化.
⑵ 溫度控制模塊
⑶ 轉(zhuǎn)速控制模塊
⑷ 溫度,壓力,扭矩,流量采集模塊
⑸ 試驗項目選擇控制模塊
⑹ 試驗數(shù)據(jù)記錄,顯示及打印模塊
⑺ 試驗數(shù)據(jù)處理模塊
⑻ 性能曲線顯示模塊
⑼ 自定義函數(shù)模塊
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3.2軟件界面
⑴ ”封面”畫面
封面主畫面是本公司名稱和圖案及幫助”?” 按鈕,頁眉是”潤滑齒輪泵性能試驗臺”,頁底有六個(封面.試驗臺.曲線.儀表.報表.退出)圖案按鈕,用來打開需顯示的畫面及退運行系統(tǒng)
⑵ ”試驗臺”畫面
試驗臺畫面動態(tài)摸擬試驗臺的工作過程,畫面中設(shè)定溫度,按”加熱’按鈕接通加熱器.控制溫度在試驗范圍, 控制加熱器的加熱與切除工作狀態(tài).用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)按鈕來設(shè)定電機轉(zhuǎn)速.在畫面中還可顯示轉(zhuǎn)速,扭矩,溫度,壓力,流量的數(shù)值,右下角有幫助”?” 按鈕.
⑶ “曲線”畫面
曲線畫面由”轉(zhuǎn)速特性曲線”,”壓力特性曲線”,”通用特性曲線”三個畫面組成
在畫面中有一下拉式組合框控件, 用來選試驗項目,以轉(zhuǎn)速特性曲線為例,畫面上有”清除曲線”,”繪制曲線”按鈕,按下”清除曲線”按鈕清除當(dāng)前繪制的曲線, 按下”繪制曲線”按鈕允許繪制特性曲線.用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)按鈕設(shè)置所需轉(zhuǎn)速值, 按計時按鈕開始計時, 計時到記錄試驗數(shù)值,用游標(biāo)動態(tài)顯示轉(zhuǎn)速和流量,用文本精確顯示轉(zhuǎn)速和流量的值.
⑸ “儀表”畫面
儀表畫面用儀表直觀顯示”轉(zhuǎn)速”,”壓力”,”溫度”,”流量”,”扭矩”的值
⑹ “報表”畫面
報表畫面用”報表窗口”繪制兩張表:”齒輪泵試驗記錄”及”齒輪泵性能試驗數(shù)據(jù)”
”齒輪泵試驗記錄” 用來記錄不同工況點上的各參數(shù)值; ”齒輪泵性能試驗數(shù)據(jù)”主要是按照試驗要求, 記錄轉(zhuǎn)速在100-4500r/min時,閥門在全開和全關(guān)時的參數(shù)值.
在報表保存時先要設(shè)好報表名,報表存儲后,會顯示存儲成功.
報表畫面中有報表菜單按鈕, 菜單內(nèi)容如下:
a.打印試驗報表
b.打印性能報表
c.保存試驗報表
d.保存性能報表
e.打印預(yù)覽試驗報表
f.打印預(yù)覽性能報表
g.試驗報表頁面設(shè)置
h.性能報表頁面設(shè)置
i.修改試驗報表名
j.修改性能報表名
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