矿井水泵综合性能基于虚拟仪器的测试系统

1基于虚拟仪器的矿山水泵综合性能测试系统一．摘要水泵是确保煤炭矿井安全生产的重要设备之一。它承担排放所有地下水的重要任务。然而，在一个长工作循环中泵的特性曲线需要重新定义，因此，为了确保安全成产，使用者们应该定期的检查和测试和水泵的性能，去测试是不是水泵每个指标都符合“煤矿安全规定”。最终目的是及时发现故障，消除隐患，减少事故和可以达到节约维护成本。在计算机辅助测试领域的重要技术——虚拟仪器是当代计算机技术和仪器技术深入结合的产物。核心技术是软件代替硬件。这篇文章介绍了虚拟仪器技术进入水泵性能检测领域和设计了基于Labview软件的矿用水泵综合性能检测系统。该系统基于个人计算机和采用Labview软件平台作为开发环境，该系统实现了实时和动态的显示水泵进出口压力、流量、流速和其他信号测定的功能。使用Labview软件的多项式拟合模块通过波形模拟和显示性能曲线。它使用虚拟仪器释放测试的Web发布工具的互联网界面,并实现其网络通信功能。与传统设备相比，基于运行稳定的虚拟仪器泵性能测试系统,有强烈的数据分析和处理功能,美观和操作方便的界面,强烈的视觉功能和较高测试精度关键字：水泵、虚拟仪器、测试系统2一、介绍水泵是煤炭矿井安全生产的重要设备之一，它承担着抽空地下水确保井下安全的任务，需要连续连续工作24小时。因此，它也是在煤炭生产中主要能耗设备，几乎占全部生产用电量电的13%至18%。保持泵的良好运行是节约能源的重要组成部分。为了保证泵正常工作，有必要定期对泵综合性能进行测试，在发现泵效率下降时及时维护或更换泵，对节约能源和保护安全生产具有重要意义。传统的测试泵的性能通常使用压力表、温度计、电能表、测速仪等仪器来测量相关的参数，然后通过计算的后半部分来获取性能曲线和其他数据，测试耗费很多的时间，整个过程会有不稳定的人为错误。此外，一般来说传统的测试仪器计算取决于计算机网络的硬件。很难制造和调试，测量精度也受到硬件限制，仪器的长期精度很难得到保证。使用软件方法来处理数字，不仅能减少硬件设备，而且还以保证精度[2]。由此可见，本文介绍的使用软件替代硬件的Labview软件，开发了泵的综合性能测试系统。它是一个集合了多设备测试功能和测试范围可调的测试系统。该系统基于个人计算机和采用Labview软件平台作为开发环境，它可以实现大量数据的收集、传输、分析、处理、存储等功能等等。它与传统测试仪器相比，提高测试的准确性和开发效率，并降低劳动强度。二.矿井水泵虚拟仪器测试系统A.实现功能•实时检测并显示泵出口流量、泵进出口压力和泵的流量速度，使用传感器显示值来衡量和输入参数，使用传感器测量和输入参数的值,来计算并显示轴功率、输出功率、排水能力,泵效率,效率的管道和排水系统的效率•实时显示泵运行条件和排水状态功耗，并有超出限制时的报警功能。•使用多项式拟合获得泵性能曲线，这就是确定泵出口流量、轴功率、泵效率和流量曲线的方法。每个曲线通过波形显示。•存储测试数据、生成检测报告，和在任何时间查询相关的数据。•使用虚拟仪器Web发布工具发布到互联网的测试接口和实现其网络通讯功能。客户可以显示和控制另一台计算机的测试系统。B.总体规划3离心泵性能测试有其自身的特殊性，需要的测试系统要运行很长时间，并需要绘制离散点拟合成曲线，所以它要求测试系统具有存储和曲线绘制功能。在测试时，在泵开始运行前传感器应调到适当位置，然后启动泵。为了确保准确的测试，首先，在运行测试系统时有必要使用零操作和初始化每个参数。传感器获得的压力和流量信号，该信号通过数据采集卡进行放大和筛选，然后信号被送到虚拟仪器系统。同时，用户将在现场记录的数据输入到前面的仪器板。在前面的仪器板中显示的值稳定后，按下键计算，来完成第一次参数计算。根据工作条件，重复操作3到5次，链接操作结束，泵的性能曲线通过波形显示，该系统会自动存储原始数据和计算结果为用户查询。。通过测试报告按钮你可以生成详细的反映了泵性能的报告。矿井水泵测试系统的工艺流程图如1所示。图1离心式水泵测试系统的流程图C.仪器板矿山水泵性能测试系统的仪器板如图2所示，仪器板具有输入区域，输出区域、经营区域、报警区域和其他区域。4图2矿山水泵性能测试系统的仪器板D.程序框图设计当离心泵性能测试时，为了确保采集的参数和测试结果的精度，应该有足够的时间进行测试，并且每种情况下应具有一定的时间间隔。本文离心式水泵性能测试系统使用设置事件结构和循环结构的方法。1）信号采集的实现：实现连续波形采集，只在中间六模型外加循环结构是不合理的，这将导致每个信号采集操作，包含配置，启动和清除操作，很难继如果信号采集操作在两个波形采集之间时。为了解决连续采集的问题，在图3所示的过程应该被操作，那就是，把这些业务作为配置，开启启动和清除外循环只有一次，只有人工智能读取和必要的数据处理是以周期的形式完成的。图3模型的采集程序a）测试函数计算子程序框图：子程序根据测量参数和由传感器和输入参数的值，并根据相应的公式来计算的泵的出口流量，轴功率，输出功率、排水电力消耗、泵效率、管道效率和排水系统的效率。判断排水能力和运行条件点是否达标，并采取相应的报警管理。同时，它会自动存储测试数据。程序框图如图4所示。5图4计算的子程序框图b）零设置：零设置模块的功能是要初始化输入和输出参数，并删除最后一次测试数据，并确保本次的测试结果准确性。程序框图如图5所示。图5零设置模块的程序块关系图c）曲线拟合：LabVIEW有用于曲线拟合的曲线拟合套件，它提供了线性拟合，指数拟合，多项式拟合最小二乘法拟合，多项式和样条插值方法。使用这些函数可以轻松设置模块，并采取数据拟合。离心泵性能测试受客观条件的限制，它只能选择有限的状态点测试。为了更好地反映6泵的性能，必须装有曲线。如图6所示，程序框图使用一般多项式Fit.vi实现多项式拟合。函数的终端输入包括输入原始数据和拟合曲线命令等等。输入的原始数据是性能参数的计算值，拟合曲线顺序设置为多项式4。拟合结果通过捆绑的函数计算最终得到最后所示的波形显示。图6泵性能曲线拟合的程序块图三．功能的网络通讯使用虚拟仪器Web发布工具发布到互联网[3]，并且设置界面如图7所示。7图7已发布网络的设置•“文档标题”是选定文档的标题显示，同时它也将通过浏览器的标题栏中显示。•页眉/页脚“是将在图片六文本框中的底部和顶部显示的文本。•有三个已定义的样式嵌入，快照，监测显示在浏览器中查看模式，嵌入。•“浏览器预览”是预览浏览网页。当网站的内容被定义的页面，您可以使用该按钮来显示网页。•保存到磁盘：经过设计的网页，您可以点击按钮来保存网页，同时网页文件应保存在Web服务器的根目录下。后单击按钮，向导将显示可以访问其他计算机中的Web页的URL地址。其他用户进入互联网上的另一台电脑的浏览器地址栏中的URL地址，可以浏览网页。网页也可通过Web编辑软件进行编辑。一.结论8矿井水泵的传统检测技术有更多的缺点，已无法满足现代的测试要求。在该文中全面阐述泵性能测试系统建立了基于虚拟仪器软件平台LabVIEW并意识到现代测试的一种泵。系统具有效率高、精度高、操作简单，便于携带，而且大量软件替代硬件。它代表矿山设备性能测试的发展趋势，具有良好的扩展性和开放实现一机多个使用实例节省投资成本所以系统不只可以应用在矿井泵的性能测试中，也可用于其他行业的相关的设备测试，具有良好的发展前景。声明“矿井主要设备综合性能测试系统基于Labview（08213512D）”是由河北省人民政府2008年科技计划项目支持资助。参考文献[1]姚富强，李世光，李小梅，矿井主排水泵计算机远程监测系统的设计，煤矿电气及机械，2004年。9[2]徐州东方研究所监测和控制技术，测试设备手册[Z]，2005年。[3]侯国平，王坤，叶莘LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计，清华大学大学出版社，pp196-199,239-240,407-415，2005年5月。[4]国家安全生产监督和控制行政和国家行政管理的煤炭矿山安全，煤炭矿井安全规例），2004年。[5]邓燕和王磊，LabVIEW7.1测量技术与仪器应用程序，机械工业出版社，2004年。[6]国家安全生产监督和控制管理，安全生产行业标准的中国，AQ1014-2005年，AQ1015-2005年，AQ1016-2005年，笔记本的，煤炭矿井机械、页30~31，2007年7月。[7]王桂梅、王庆东、李江波、魏建丰矿综合性能测试系统基于虚拟仪器的电梯。第三届IEEE会议工业电子产品和应用程序，新加坡，2008年。