打压泵微机高压测试系统

来源：本站 添加时间：2016-1-7点击量：

电动打压泵微机高压测试系统概述
微机高压测试系统是一套机电一体化的智能型压力容器专用测试设备，它的主要功能是对各类压力容器的水压静压、抗疲劳强度（可扩展）、抗屈服强度（可扩展）、爆破压力峰值等进行精确检测、试验，为各类压力容器的设计提供高精准的、稳定可靠的技术数据和实验数据。本设备数据采集系统采用精度为满量程千分之一的压力传感器，精度误差控制在千分之三以内；控制系统采用专用的微机控制试压软件，对相关参数进行预置和修订；采用变频变流量技术、PLC工控技术和微机控制技术相结合的设计方案，使其达到控制自动化。运算方法采用自动控制模型和算法，对采集到的数据进行自动分析计算，直接读出所需测试项目的数据，使其达到智能化。
微机高压测试系统测试数据的显示采用多表互校的原则：即系统软件显示、数显仪表显示、指针式压力表显示。指针式压力表与其他两者之间数值误差在千分之五以内。数显仪表的显示精度，可根据用户需要设置小数点位数（0-3位）。这些仪表可以互相校验，确保了测试数据真实客观准确无误。
本打压泵系统具有输出压力高、流量稳定无波动。保压稳定不降压，响应快且能耗低等特点。通过压缩空气驱动高压气控阀卸荷高压，控制简单精度高，使用安全可靠。免润滑结构，对于水等介质的适应性更好，且不会产生污染。
系统管路安装遵循横平竖直原则，布局合理，水电分离，结构简单，维护方便。全部管路采用不锈钢管汇连接，美观耐用。试压泵泵组通过电源线、数据线与微机控制系统相连接，脱离微机控制后仍通过手动按钮来控制整个试验过程，独立进行压力试验，通过指针式压力表来观测试验压力，不能进行数据运算与打印报表。
微机高压测试系统中的高清视频监控系统由目前国内最先进的硬盘录像机与高清摄像系统组成，还可连入局域网或国际互联网，可实现车间、办公室以及有互联网接入的任何地方远程登陆进行操控（甚至在手机上都可完成），通过计算机控制试压软件及高清摄像系统实现了对压力测试及监控的远程操控和异常诊断。

三、电动打压泵微机高压测试系统的组成

微机高压测试系统由：压力容器专用试压泵泵组(控制阀高压管汇)、微机控制系统及高清视频监控系统三部分组成。
微机高压测试系统微机操作台与试压泵泵组分别安装与，车间大门两侧的工作间内，试压泵泵组通过电源线、数据线与微机操作台相连接。

高压阀门专用试压泵泵组
该泵组主要包括一套自动供水系统、一台三柱塞高压往复泵、一台大流量低压注水泵（低压泵）、必要的高压阀门管汇以及由泵到被测容器间的管路系统、变频变流量控制系统等组成，是我公司为各类高压阀门生产厂家设计生产的一套专用于高压阀门水压试验、抗疲劳强度（可扩展）、抗屈服强度（可扩展）的测试泵组。该泵组应用了目前国际流体控制系统中最先进的零泄漏技术，配有高压零泄漏单向阀，从而实现了水压试验中真正意义上的零泄漏。所选择的三柱塞高压往复泵、阀门、管汇等都可满足液压250MPa的要求。
压力容器专用测试泵组控制阀汇连接原理图：

压力容器专用试压泵泵组的主要技术参数：
（1）主机：（变频电机，固定式底座）
高压小流量泵（3D-SY250型）额定排出压力：250MPa 流量：180L/h 变频电机功率：15KW
低压大流量泵（3D-SY6.3型）额定排出压力：6.3MPa 流量：600L/h 电机功率：1.5KW
（2）结构和功能简介：
该泵组选择的试压泵均为卧式三柱塞往复泵,分为动力端和液力端。2.1）动力端：由箱体、曲轴、连杆、十字头、皮带轮等组成。通过曲柄连杆机构将旋转运动变为十字头的往复直线运动。
2.2）液力端：由集液体、高压缸体、吸入阀，排出阀，柱塞副和安全阀等组成，高压缸体固定在箱体上，由十字头带动柱塞在高压缸体内做往复运动，使缸体内的工作容积产生周期性的变化。当柱塞为吸入行程时，缸体内的容积增大，排出阀关闭，形成局部真空，工作介质在大气压下由吸入阀进入缸体；反之，吸入阀关闭，工作介质由排出阀进入与高压缸体相连的集水体，再输送到被测容器形成高压水。

（4）打压泵泵组主要组成
（4.1）自动供水系统水箱及管路一套
（4.2）三柱塞高压往复泵3D-SY250型一套(含手动泄压阀、安全阀)；
（额定排出压力：250MPa 流量：180L/h功率：15KW）
（4.3）三柱塞高压往复泵3D-SY6.3型一套(含手动泄压阀、安全阀)；
（额定排出压力：6.3MPa 流量：600L/h，功率：1.5KW）
（4.4）高低压泵阀门链接管汇一套；
（4.5）固定式底座一台；
（4.6）电接点压力表两块；
（4.7）防震压力表一块；
（4.8）压力传感器、二次仪表一套；
（4.9）高压过滤器三套（进口）；
（4.10）气动泄压阀一套（进口）；
（4.11）气动截止阀一套（进口）；
（4.12）高压单向阀两套（进口）：
（4.13）手动高压卸荷阀一套：
（4.14）PLC可编程控制器
（4.15）22KW松下变频器1台
（4.16）高压管汇一套
（4.17）配电系统


4、附件
（1）高压金属硬管；6套加管汇接头备件；
（2）两泵动力端备件、液力端备件、安全阀备件、手动高压卸荷阀备件各一套。
5、试压泵泵组性能特点：
考虑到用户的水源与微机高压测试系统距离较远，试压泵泵组中的供水方式应用了目前国内最先进的无塔供水技术，可实现只要水源池内有水即可对水压循环系统中的水箱无间断供水，无需人工干预省时省力。另外该水压循环系统中的水箱采用了多层过滤系统，能有效地过滤试验用水中的杂质，只需定期清理过滤系统即可，从而有效地防止了污物杂质堵塞水循环系统造成的水压试验故障。

（1）控制精度高，能耗低：
1.1保压精度：
被试容器（钢制容器）容积≥2000L，被试容器受压无渗漏、无明显变形时：测试压力10-110MPa,保压10分钟，压降不超过0.1 MPa ；注：在测试过程中由于被试件存在空气排除不干净及被试容器变形膨胀等因素，可能会造成对测试结果的误判。为此在计算保压压降时，为排除上述因素影响，应扣除“容器变形期”的压降值和保压时间。
1.2压力测控精度：
压力测控精度是指设定压力值与保压开始值之间的允许误差。为了克服控制精度偏差值对压力测试带来的影响，本系统允许采用设置“提前量”方式对偏差进行修正，使系统控制精度尽可能提高。
试压泵泵组采用变频变流量控制技术，可根据升压速度实时调整泵组电机的转速，达到降低泵的流量从而提高测控精度，采用变频变流量控制,当升压时间≥10秒时,可以使测试控制精度在±0.5MPa内。该泵组采用低压大流量电动试压泵与高压小流量电动试压泵相互配合应用变频变流量技术，通过变频器调节泵组的工作频率且高低压、大流量小流量泵配合使用，控制升压速度和流量，保证系统升压稳定且精确、可靠、无过冲现象。试压泵组中的两台3D泵可根据被测容器的大小同时开启或单独开启，可最大限度的在节约试验时间与试验精准度进行平衡，用最短的时间最低的能耗达到更高的测试精准度。

在实际使用过程中应根据被测试容器容积的大小和测试压力来确定使用3D-SY250泵还是3D-SY6.3泵，或者是两泵同时给水试压。如在给小容器试压时，使用3D-SY250型泵进行压力测试时压力控制精度较大流量泵更高，小流量试压泵在微机控制下，通过改变电机频率，使得压力控制的灵敏度更高，整个控制过程为柔性控制，当给大体积容器试压时，可将两泵同时开动，流量可达780L/h，当泵组压力在达到操作系统设定压力前（例如距设定压力有6MPa时，此压力差距可自行设定），低压3D-SY6.3泵将自动停止，而继续由高压小流量3D-SY250泵注水升压，当泵压力继续升高距系统设定压力更近时（例如具系统设定压力还有1MPa时，此压力也可自行设定），低压小流量泵通过变频调速降低流量，流量逐渐降至最小，升压速率更加稳定，对于待测工件的压力测试起到了很好的保护作用。
当给较大容积容器做测试时才开启低压大流量注水泵（离心泵），小容积容器测试时，只需打开小流量3D-SY250泵即可，流量较小且稳定，电机功率功率仅为15KW消耗低，通过变频器及PLC控制改变频率，从而调节在逐渐接近设定压力时试压泵的流量大小，对被试容器本身起到保护作用。在控制精度提高的同时将电机功率消耗降到了最低，提高经济效益。
（3）安全系数高
3.1本泵组过水管路、阀汇均采用不锈钢件，避免了腐蚀性介质对泵及管、阀的锈蚀，极大的提高了泵组的使用寿命。在高精度阀路处安装了高压过滤器，从而有效的防止了试压介质中的杂质对阀路产生的危害，有效的保障了待测容器在压力测试过程的正常运行。
3.2本泵组试压泵端与被测容器端高压压力卸荷，应用了目前国际流体控制系统中最先进的气控阀卸荷技术，采用德国进口的高压气控阀以一台小型空气压缩机为动力源，通过水压循环中的高压管汇系统，可通过微机内置的试压软件进行控制，当到达试验预设保压时间后，高压气控阀自动打开，卸除被测容器中的高压压力，全程无需人工干预安全可靠。当水压循环系统脱离计算机控制试压系统时高压气控阀也可通过手动按钮远程控制。
3.3本测试泵组输出压力高，流量稳定，保压稳定，不降压，响应快且能耗低。压缩空气驱动高压气控泄压阀，控制简单精度高，使用安全可靠，免润滑结构，对于水等介质的适应性更好，且无污染。系统升压、泄压、保压等过程均通过远程微机终端进行控制，系统故障报警等安全措施均对操作人员提供了安全可靠的工作环境。
3.4系统具有超压保护功能，对现场提供过载、超压等压力异常自动停止并自动卸压保护；对试验过程的全程监控，设有异常报警装置如出现：泄漏、超压、压力波动异常等情况进行报警提示，最大限度的保护人员及系统的安全。
3.5超压保护装置；被试管路卸压安全保护；系统限压安全保护。
本试压泵泵组具有掉电保护功能，停电后系统自动卸压，中止试验，最大限度保证操作人员和设备的安全。系统出现紧急故障试压泵自动停机，能够手动泄除试样及设备内部压力。
3.6试压泵泵组在出现意外情况时可采用安全阀超压自动起跳和或手动卸压阀泄压，并采用防震电接点压力表来进行系统限压安全保护。通过对远程压力表的设置可实现超压自动停泵不通过微机进行最高优先级停泵有效地防止了电脑死机时对设备的误操控造成的损坏。使设备增强了系统的安全系数以确保人机安全。
（4）操作实用性强
本泵组的微机操作系统在满足使用环境和使用者功能要求的基础上，采用实用的方案，特别是功能操作方法力求简单，软件界面力求友好，数据处理均采用模块化，特别是方便相关管理人员的使用。
本泵组集三泵与一体，结构紧凑、设计合理、拆装方便、单泵体积小、重量轻、搬运方便，试压泵各组件重量轻，拆装或更换备件简便、轻松，极大的降低了对操作者的身体强度的要求。
（5）使用范围广
本泵组最大流量为780L/h，最小流量为180L/h，在容器试压、自动补压过程中灵敏度更高。无论是对小型容器还是大型容器试压均稳定可靠，不会对容器造成冲击与破坏，适用于大中小各种容积容器的压力测试试验。
6、微机控制附件、控制阀及高压管汇（250MPa）
控制阀功能及工作原理简述：
微机控制附件在整个系统中起着关键的作用,它是系统实现全自动控制的执行机构。高压泵自动升压、自动卸压、容器自动卸压、自动保压、分段试压、人机分离等功能都主要靠微机控制附件来执行。控制阀汇由单向阀、泵端卸荷阀、容器卸荷阀、气动高压截止阀、高压过滤器、手动卸荷阀、电接点压力表等构成（所有过流件采用不锈钢材料）。
四、微机控制系统
该控制系统主要由微机操作台、UPS电源、工控机、液晶显示器、显示仪表、PLC程序逻辑控制器、手动控制系统、各种专业控制组件及专业系统控制软件等构成，全套测控和监视工作均可直接在主控台上完成。控制系统通过电源线及数据线与试压泵泵组相连。本系统可连入局域网或国际互联网，能实现车间、办公室以及与互联网接入的任何地方，远程登陆进行操控微机控制软件（甚至在手机上都可完成）和异常诊断。
控制系统基于微机的控制，为整套设备的关键核心，采用专门根据客户需求开发的软件，增加了系统的灵活性，将控制、人机界面、数据处理、通讯等功能集成在一台PC中的解决方案，减少了PLC、CPU 处理的信息量，优化了处理性能，提高了整体的运行速度，扩充了整体的存储量和数据的处理量。人性化的操作界面，全闭环的控制方式，高速的采样频率和高精度的传感器高度集成，小于等于0.05ms的响应频率，稳定的提高了系统输出压力的可控精度。自动控制由微机来发出指令，通过PLC来控制系统中的阀门，通过传感器实时反馈，来控制压力，对试压泵泵组、被测容器、试压现场等采用集中化的控制，方便操作；可实现对卸压阀、急停开关、排气阀等安全装置迅速开启，方便操作人员在出现异常情况下第一时间采取对策。整个过程实现闭环控制。微机和PLC通过串口通信，实现各种参数的设定和数据的处理均在电脑中完成，利用电脑强大的数据处理功能，保证PLC的运行速度。实验完成后可以按照客户需求来生成实验报告，完成数据储存打印等功能。

试压泵控制系统控制软件操作界面说明：
本系统内置本公司自主研发的专用控制软件，操作界面人性化，软件性能成熟稳定无缺陷，可以任意设定试验项目、压力值、保压时间等各种试验参数。完善的人机交互界面，制定试压方案后会通过弹出窗口的形式引导操作员完成实验。通过对话框上“确定”，“取消”按钮对相对危险（例如爆破实验）的试验项目，让程序员进行确认，确定实验的准确与安全。软件可根据用户技术要求更改功能，可按照用户自定义界面及功能编制，以双方最终沟通需方认可的界面为准。

电动试压泵系统控制软件的使用者有各自的帐户和密码。此功能非WINDOWS的系统的登陆权限密码。在微机控制软件中可以设置使用者各自的用户名和密码。该密码机制有助于防止未经授权的操作员进入系统或进行与其权限不符合的操作和参数设置。软件使用者密码只有在系统授权的情况下由操作人员进行修改。
系统控制软件设有试验参数配置界面与试验操作两个界面，可根据用户的不同需求，对控制软件进行多项嵌入，以供用户选择使用，针对不同容积、不同压力等级的试压，每个试验项目一个编程。系统可以根据这些设置自动判断是否开启低压大流量注水泵进行预充、或是直接启动高压电动试压泵直接加压，也可先开启低压大流量注水泵进行预充、再开启高压电动试压泵来增压等方式进行试验。硬件和软件的结合使整个系统满足各种的容器的试压需求。

靠系统控制软件控制
微机控制软件的功能及技术指标：
1:静压试验；（最大试验压力250MPa）；
2:爆破试验；（最大试验压力250MPa）；

试验程序及参数预输入功能按照被测容器设定典型的试验程序有：
1:恒速升压—保压—泄压
2:恒速升压—直至爆破。
3、梯度升压功能：即恒速升压—保压—恒速升压—保压—恒速升压直至达到试验标准压力；多段恒速升压保压试验过程（可程序选择范围1-10段，将某段测试压力分为一至十段，如将100MPa测试压力分为：0-20、20-40、40-80、80-100几段进行测试。高压测试系统开机后达到第一段20MPa停泵压力点时，系统自动停泵进入保压状态；保压时间到，系统自动启动试压泵达到下一阶段后压力点后，系统自动停泵，以此类推）--恒速升压直至达到试验标准压力；
4、压力补偿功能：恒速升压—保压—被测容器出现压降时(水压循环系统由于各种因素，造成容器压力下降)，系统可自动开泵或在不停机状态下进行压力补偿，进行自动补压—保压—泄压。

5、本试验压力在试验过程中可以任意设定单段或者多段保压测试，升压速度能保持恒定，可实现测试试验压力无级调节，升压速度可显示、可控制；试验数据和曲线参数能实时显示、并有预设理论曲线做为试验的参考数据，能自动保存存贮试验结果、并可任意打印试验报表；能直接编制、保存、调用编制好的程序，并设有系统审核功能防止试验参数输入的错误；试验数据能直接以模板形式生成，基本信息完整，只需要做一些备注、判断即可，同时试验结果可编辑，可联网，可与OFFICE办公软件兼容，其模板可重新编制，并设定。

6、强大的数据库功能：可任意检索以前做过的试验曲线数据及报表。
试压泵厂家专用计算机试压软件功能还有很多，不再一一叙述。

五、试压泵厂家专用高清视频监控系统
高清视频监控系统：该系统由海康高清硬盘录像机，三星液晶显示器，索尼高清一体摄像机及高性能防水、防爆云台护罩等组成，可实现真实观察压力容器在测试过程中的形貌变化，有无泄漏。以及设备系统在运行中有无故障等等。本系统可连入局域网或国际互联网，能实现车间、办公室以及只要有互联网接入的任何地方远程登陆进行操控（甚至在手机上都可完成）和异常诊断。
1、设计思想：
本方案是在充分理解客户需求的基础上，考虑了智能化系统和监控系统的特点，并结合我公司多年以来在从事试压设备监控系统工程中所积累的经验，根据“智能、先进、可靠、合理、严密、经济、完善”的设计思想，以求达到先进性、实用性、可靠性、可扩展性、易维护性的要求设计而成。系统的设计和施工方案均严格遵循有关国际和国家标准进行，在硬件的配置上也都采用标准结构，以使系统具有开放性、可扩充性。
2、设计依据
GB50198—94 民用闭路监视电视系统工程技术规范
GB/J115—87 工业电视系统工程设计规范
GB/T16677-96 报警图像信号有线传输装置
GA/T74-94 安全防范行业标准
GA/T70-94 公共安全行业标准
GA/T74—94 安全防范工程费用概预算编制办法
JGJ/T 16-92 民用建筑电气设计规范
IEC/TC64接地防雷设计规范标准。
3、系统特点
为了使实时监控要求达到一个新的标准，本方案采用了目前最先进的索尼高速摄像机与海康数字硬盘录像监控系统。在设计中为了保证本套数字化录像监控系统达到技术先进、安全可靠、性能稳定、质量优良、经济实用的要求，设计中我们将遵循以下原则：
（1）先进性
充分依靠我们的技术优势，采用国际最先进的数字化视频压缩、解压、存储技术，使该系统在相当长的时间内与科技发展相适应，并使系统具有强大的发展潜力。
（2）可靠性
所有采用的技术与产品，都是已经被证明为成熟的而且面向工程是稳定的。在工程方案的设计中也必须考虑工程中所可能遇到的各种情况，避开造成不稳定性的可能。
（3）实用性和便利性
在满足使用环境和使用者功能要求的基础上，采用实用的方案，特别是功能操作方法力求简便，软件界面力求友好，数据处理，
模式均采用模块化，特别方便相关管理人员使用。
（4）标准化和结构化：该系统是一个整体综合的智能化系统，在系统设计中着重技术的标准化和器材的结构化、模块化。从整体系统的完善上也体现了标准化的思想，在与试压控制系统的其它功能配套中力求简单、快捷、准确度高、成功率高、工程效率高。
（4）显示系统：
本监控系统采用1台三星触摸式19寸宽屏液晶彩色监视器进行图像显示。
（5）高清摄像系统：
本系统共安装4路索尼高速摄像机 ，其中2路监控试压泵泵组的实时工作状态，其它14路分布于被测容器的四面八方，均采用固定监控，本系统采用矩阵控制键盘对云台、镜头进行相应动作的控制。真正意义上实现了无缝隙覆盖式的监控。可随时监控到被测容器在整个压力试验中的实时状况。
（6）录像及数据存储系统

本方案选用1台16路数字硬盘录像机对所有图像进行试验实时不间断录像，录象资料可长期保存,方便稽查。
一、执行标准
微机高压测试系统的主要功能参照招标文件中技术文件非标制作。
其中试压泵泵组执行标准为：
JB/T9089-1999试压泵
JB/T53194电动试压泵 产品质量分等
GB-T9234-1997机动往复泵
GBT 7784-2006 机动往复泵试验方法
其中高清视频监控系统执行标准为：
GB50198—94 民用闭路监视电视系统工程技术规范
GB/J115—87 工业电视系统工程设计规范
GB/T16677-96 报警图像信号有线传输装置
GA/T74-94 安全防范行业标准
GA/T70-94 公共安全行业标准
GA/T74—94 安全防范工程费用概预算编制办法
JGJ/T 16-92 民用建筑电气设计规范
IEC/TC64接地防雷设计规范标准。

关键词：打压泵,电动打压泵,试压泵厂家,试压泵,电动试压泵