水泵閉式試驗臺自動測控系統(tǒng)的研究.pdf

1、泵的試驗研究對泵理論的發(fā)展、性能的確定、設(shè)計水平的提高以及復(fù)雜應(yīng)用問題的解決都具有極其重要的意義。因此,泵的試驗裝置和測試系統(tǒng)一直倍受關(guān)注。本文依托水泵閉式試驗臺的設(shè)計與應(yīng)用,系統(tǒng)研究了本試驗臺的自動測控系統(tǒng)。
　　 本文做的的主要工作和研究結(jié)果如下:
　　 (1)介紹了水泵閉式試驗臺的整體結(jié)構(gòu)和測控系統(tǒng),以及試驗裝置的主要設(shè)備和布局方案。指出了試驗臺的設(shè)計原則、適用范圍和功能,研究了泵參數(shù)的測試原理和方法,并介紹了本試

2、驗臺測試儀器儀表的選用。
　　 (2)本測控系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu),以工控機為上位機,泵產(chǎn)品參數(shù)測量儀和S7-200PLC為下位機。其中,泵產(chǎn)品參數(shù)測量儀負責接收來自現(xiàn)場測試的泵參數(shù)信號,并通過RS-232與工控機通信;PLC為控制單元的核心,負責工況的調(diào)節(jié)。考慮到上位機和PLC的通信接口和試驗臺的測試環(huán)境,采用RS-232與RS-485總線相結(jié)合的通信方式,通過西門子公司提供的PC/PPI電纜與工控機連接。以保證在測試信號的傳輸不

3、受試驗環(huán)境等因素干擾的情況下,確保傳輸?shù)木嚯x以及與工控機的連接方便。依據(jù)S7-200PLC自由口通信模式的特征,設(shè)計了下位機PLC端通信程序的梯形圖,實現(xiàn)了PLC通過自由口通信模式與工控機間的通信。
　　 (3)為了進一步改善和提高流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)各機構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)和控制精度,在測控系統(tǒng)對流量調(diào)節(jié)的控制方法上,將模糊控制理論和PID控制結(jié)合起來,構(gòu)成自適應(yīng)模糊PID控制器的PLC控制系統(tǒng),實現(xiàn)系統(tǒng)對流量調(diào)節(jié)的自動控制,以滿足測試需要。

4、依靠MATLAB軟件的Simulink模塊建立自適應(yīng)模糊PID的控制仿真模型,進行仿真試驗,得到了自適應(yīng)模糊PID控制器的階躍響應(yīng)曲線。結(jié)果表明,模糊PID控制方法具有響應(yīng)速度快,穩(wěn)定性好,魯棒特性強等特點,其響應(yīng)特性優(yōu)于數(shù)字PID控制,可獲得較滿意的控制效果。
　　 (4)為提高測試精度,提出了判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的判定方程模型。為了對系統(tǒng)進一步研究,本文通過某泵站的模型泵試驗,分析了系統(tǒng)在工況調(diào)節(jié)的過渡過程中,試驗臺上、下游(即水