0 引言
作为水利容积式泵,螺杆泵广泛应用于油气开采及液体介 质输送。螺杆泵水力性能测试综合试验台作为产品质量评定的 关键设备,通过模拟现场工况,采集分析测试参数,对泵的质量 提升,技术升级,生产制造及现场的合理使用提供数据依据。改 造前的系统试验方法按照JB/T 8091—1998 和GB/T 10886— 2002 标准制定建造,新改造的试验系统测试方案按照国标GB/ T 21411.1—2014 对螺杆泵试验系统提出了新的要求;使改造 后的试验系统更好的为产品服务,能更高效、更准确的进行性能 评定。
1 试验系统总体功能
1.1 系统开发环境
新系统的软件使用labview 开发,运行环境为Windows 7 及以上版本,通过OPC 实现与PLC 间的通信通信,数据存储采 用tdms 文件格式。新系统中增加螺杆泵入口点压力测试数据 p1,泵定子管中部温度测试数据t2,泵输入功率数据prep。新系统 在数据库文件的创建、试验数据的采集、产品信息的录入、操作 人员信息的录入方面都将做大幅改进,更加便于测试人员使用, 减少测试过程的工作量,提高测试效率。
1.2 系统总体界面和分级界面的功能 螺杆泵测试系统运行后显示的主画中,可以调用数据管理、 负载采集、试验报表、螺杆泵曲线、合格证报表等画面。
1.3 采集试验数据
上位机与PLC 系统建立通信后,读取PLC 中的螺杆泵试验 数据,将数据实时地显示在实时监视区,并按工艺需要,将实时 监视区的数据。有选择性地采集到数据采集区,最后将数据采集 区的数据保存到数据文件,其中“入口泵压”“定子中部温度”是 新增项目。可以在测试螺杆泵时新建数据文件或打开已测试 过并保存的数据文件。
1.4 打印螺杆泵试验报表
在窗口中可以录入螺杆泵的生产厂商信息、客户信息、产品 信息、操作员信息,信息录入后保存在系统里,可重复选用(图 2)。螺杆泵检测数值区显示螺杆泵的测试数据,数据可以手动修 改。检测数值区中,“泵输入功率Pin”“输出功率Pout”“容积效率 ηv”“总效率η”是经计算获得的,见式(1)。
Pin=TN·m×n/9550
Pout=1/3.6×Qp×P
ηv=Qp/Qc
η=Pout/Pin
式中 TN·m———轴扭矩,N·m
n———泵转速,r/min
Qp———特定压差时的体积流量,L/min
Qc———差压<0.35 MPa 时的体积流量,L/min 检测数值区中的“泵入口压力”“定子中部温度”“泵输入功 率”是新增项目。制作完成的螺杆泵试验报表可以选择用中文、 英文、俄文3 种语言形式打印输出(图3)。在打印之前,可以预 览要打印的报表;打印之后,将相应的报表数据存入数据文件。 在试验报表画面可以新建数据文件或打开已测试过并保存的数 据文件。
根据泵所属的系列和泵型自动调整坐标轴的刻度和范围, 可以将螺杆泵试验数据形成曲线显示在坐标系中。也可以选择 要显示的曲线种类和编辑曲线的形状,并将最终的曲线打印输 出。可以选择用中文、英文、俄文3 种语言形式打印曲线。打印之 前,可以预览要打印的曲线;打印之后,将相应的曲线数据存入 数据库。在螺杆泵曲线画面,可以新建数据库或打开已测试过并 保存的数据库。
1.5 打印产品合格证
录入产品名称、出厂编号、型号、规格、检验员、检验科长等 数据,录入后的数据信息保存在系统里,可重复选用。从数据库 载入螺杆泵试验数据,也可以选择打开已测试过并保存的数据 库。以上数据形成报表打印输出(图4)。打印之前,可以预览要 打印的合格证,打印之后,相应的合格证数据存入数据库。
2 系统改造升级内容
(1)测量泵的入口压力。在试验台泵入口处增加压力测试装 置(负压传感器),测量泵的入口压力。
(2) 测量定子管中部温度。在泵定子管中部增加测温装置 (热电偶),测量定子管中部温度。上述传感器信号先采集到数显 仪表,然后仪表以485 通信方式,将采集到的数据传送给PLC

图1 试验报表画面

图2 打印选择界面

图3 合格证报表画面
模块,在PLC 中计算整定后,通过PC/PPI 通信方式将数据传送 给上位计算机。
(3)螺杆泵输入功率。在上位机中,计算prep ,T,n。泵入口压 力数据项和定子中部温度数据项添加至“负载采集”画面,在“实 时监视区”和“负载采集区”分别进行数据实时显示和采集入库 (图4)。

图4 负载采集画面
(4)螺杆泵试验报告。捡验报告采用Quickrep 控件实现,新 增“泵入口压力”“泵中部温”“泵输入功率”“客户名称”“试验地 点”“产品编号”“定子尺寸”“转子尺寸”“螺纹检测”“螺纹粘合剂 牌号”“转子镀层或镀层材料”“装配员”共12 项内容。新增数据 项添加至“试验报告”画面,在画面上显示入库。
(5)自动采集介质温度。原介质温控仪表以485 通信方式, 将采集到的数据传送给PLC 模块,在PLC 中计算整定后,通过 PC/PPI 通信方式将数据传送给上位计算机,这样介质温度数据 由原来的人工手动抄录升级到在系统中自动采集显示入库。
(6)根据泵型修改曲线坐标系刻度。曲线采用chart 控件实