1.项目目的意义及来源 汽车水泵综合测试是确保其质量的重要环节,在传统电气手动控制的水泵综合试验台控制系统中引入了计算机控制、虚拟仪器、数据采集和变频调速等先进技术,实现了试验台的自动化控制,不仅提高了试验台的可靠性及水泵试验的灵活性,也大大改善了工作环境,减少了人为因素对试验的影响。研究一种汽车水泵综合测试系统十分必要。 项目来源于企业的实际需求。 2.测量原理 汽车冷却水泵综合性能测试台可以完成汽车冷却水泵的性能试验、汽蚀试验、可靠性试验及试验用水的加温。试验时水泵通过连接装置安装在试验台上,并通过转接管与测试台进水管相连,使水泵与进水管路、回水管路、水箱构成流体闭环回路,由计算机控制系统控制电机驱动水泵旋转,在管路中形成水流,通过设在进回水管路上的流量计、温度传感器、压力传感器和驱动台体上的转速、扭矩传感器,对流量、水温、进口压力、扬程、扭矩进行测量,通过对增压泵的转速调节和溢流回路的压力调节实现对进口压力的调节。并根据设定点对水泵的转速、流量进行调节控制,同时通过加热系统对水温进行实时控制,对温度、压力、流量、扭矩、转速实时显示存储并打印试验报告,实现水泵测试的自动化。 3.技术要求与主要参数 ①试验台能设置自动循环工况,可按照需要进行手动控制试验工况。 ②试验台为自动数据采集和控制系统,由计算机负责处理测量数据,并控制试验台的自动化运转。 ③驱动水泵的最高转速可达8000 rpm,精度控制在±0.5%。在500～8000 rpm的范围内,可稳定在任何一个所需的转速。 ④整个试验台管路系统设计能承受1Mpa的压力。 ⑤试验台的管路系统满足最大300L/min的流量需要。流量测量采用涡轮流量传感器,用两个传感器分段测量的方式即可满足10～300L/min的流量测量要求。 ⑥试验台具有报警和自动停机功能,可自行设定水泵的最高转速。当任一测量数值超过设定数值时,系统将会自动停机。 ⑦试验台在人机界面上设置有密码保护功能,形成管理员级和操作员级两个操作等级。管理员可以对测试台的一些系统参数和测试参数进行修改操作,操作员级只能进行正常测试操作。 ⑧试验台的一些主要参数：泵进口压力测量范围：-0.1～0.1Mpa;泵出口压力测量范围：0～0.5 Mpa;压力测量精度：±0.5%FS;流量测量范围：0.6～20 M3/ h,精度：±0.5%FS;转速测量范围：500～8000rpm,精度±0.2%。 4.主要创新点 ①利用工控机+PLC为核心构建汽车水泵综合测试台控制系统硬件平台,实现测试数据的采集;采用虚拟仪器软件LabWindows/CVI完成测试数据处理;通过互联网,实现数据远程传送、故障诊断和在线预知性维护。 ②利用模糊PID控制算法和变频器对电机转速控制,采用PID控制算法对流量、压力和温度进行实时控制。利用最小二乘法拟合测试数据曲线。 ③利用互联网无线通信技术和手机APP平台,实现系统数据远程传送、故障诊断和预知性在线维护。 5.直接经济效益 按目前生产成本12万元/台套计算,销售45万元/台套,年生产50台套,可新增产值2250万元,新增利税50万元,除汽车水泵检测外,适当修改台架结构,还可用于其它类型水泵检测,市场前景十分可观,该项目具有良好的社会经济效益。 6. 推广应用范围 项目完成后,经过郑州和和机电有限公司、郑州开物通电子科技有限公司对汽车水泵综合测试台控制系统进行试用,此系统达到了技术协议要求,并通过了相关企业的验收。经过相关企业的试运行,效果良好。目前在全国已经开始小批量生产,共计销售8台套,市场前景看好。 该项目汽车水泵综合测试台控制系统可实现汽车水泵性能进行综合测试,可广泛的应用于汽车水泵行业的领域。除此以外,改进后,也可用于汽车机油泵综合性能测试、潜水泵综合性能测试等。因此,可在不同的泵行领域进行推广应用,前景比较广阔。
