水泵轴向力测力环现场标定的力源系统设计

发布时间：2019-07-22 08:14

【摘要】：水泵在现代工业领域中应用广泛,其在抽取液体的过程中会产生较大的轴向力。由于水泵轴向力过大可能会对社会生产和工作人员产生安全威胁,因此非常有必要对水泵轴向力进行测定并设计轴向力平衡方法以消除安全隐患。课题是基于对水泵泵轴轴向力的测定而选取的。采用在水泵轴上安装测力环的方式来测量水泵轴向力,需使用设计的力源系统对水泵轴向力测力环进行现场标定。对测力环进行标定是通过一个标准设备测定测力环并针对测定结果给出一个准确的输出和输入对应关系。本文阐述了水泵轴向力产生的原因,并详细叙述了传感器的静态特性、标定方法、力源设备设计、实验室力源设备标定、实验室测力环标定和现场测力环静态标定。应现场测试要求而设计的力源标定系统使用西门子S7-200Smart ST20 PLC作为整个系统的控制器。根据标定系统设计机械结构,并开发出可自动进行加载和卸载力的力源系统。力源设备的电气部分主要由PLC、伺服驱动器、传感器、电动缸和上位机组成。在电气设计部分为了抑制电气干扰,通过合理布线和电气隔离的方法减少对传感器信号通讯的干扰;对伺服驱动器通过增加低通滤波器的方式,解决伺服驱动器在启动时对系统的浪涌干扰。在软件设计部分,使用西门子系列的STEP7-WIN SMART编程软件对PLC控制器进行软件编写。为便于系统的监控,使用触摸屏完成对系统操作状态的可视化,使用上位机WinCC flexible软件对触摸屏进行组态,并可实现对系统触摸控制。PLC、触摸屏和PC机采用工业以太网通讯。数据采集系统由数据采集卡和上位机LabVIEW组成,能够完成对测力环轴向力、力源设备施加力和现场应用中水流量等数据的采集。在实验室对力源设备进行了标定,现场标定测力环时并不要求力源设备必须停在设定的力值点处,仅需在某力值点稳定一段时间就可完成对测力环标定,系统能够在10s左右的时间内稳定在设置的标定位置,稳定时间可根据现场要求设定。采用实验室标定好的力源设备和测力环进行现场静态标定,测得数据进行分析。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH38

【参考文献】

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本文编号：2517486