摘 要

螺杆泵系统性能测试需要的参数多，对于精度的要求也十分高,拿本系统来说需要测试的参数就有：进口油压、出口油压、流量、滤油器压差、进口油温、电机转速、轴功率。另外整个过程中还有很多与之匹配的条件需要保障，各元器件与管路之间的连接需要严格的密封，否则实验数据的准确性会受到较大的影响。传统的螺杆泵测试系统多数是将传感器连接智能仪表 ，这样的系统结构单一，精确度低，响应迟缓，数据采集困难，自动化程度较低。本课题是针对原先螺杆泵性能控制系统采用单片机为主的控制系统作出改进方案。对其存在的可靠性差，伺服电机不能达到规定转速，传感器的电压信号不稳定等问题。本课题将使用基于PLC作为控制系统的螺杆泵测试系统来解决单片机不可靠的种种问题，把PLC作为电气部分的主要控制硬件的检测平台。在本次课题设计中，主要的工作是需要确定PLC作为控制单元的可行性及其可靠性。确定PLC的型号并且根据设计要求确定相关扩展模块的型号和低压电器种类，并且完成硬件接线图，完成安装调试，使之具有能被灵活控制和保护作用。

关键词：螺杆泵；试验台；PLC；

The hardware design of control systEM of screw pump test

Abstract

Screw pump performance test system needs many parameters for accuracy requirements are Very high, with the system need to test parameters: import pressure, outlet pressure, flow rate, oil filter differential pressure, inlet oil temperature, motor speed, shaft power. In addition, the whole process also has a lot of matching conditions the need to protect, between the Various components and the connection of pipelines need to be strictly sealed, otherwise the accuracy of experimental data will be a greater impact. Most of the traditional screw pump test system is connect the sensor intelligent instrument, this system structure is single, low precision, slow response, data acquisition difficulties, low degree of automation. This topic is according to the original screw pump performance control system using SCM to control system improVement program. The reliability of the existing difference, the serVo motor can not reach the specified speed sensor Voltage The problem of signal instability. This paper will use the PLC as the screw pump test system based on control system to solVe the problems of SCM is not reliable, the test platform for PLC as the main control hardware of the electrical part. In this paper, the main work is to determine the feasibility and reliability of PLC as the control unit sure. The type of PLC and determine the extension module type and low-Voltage electrical appliances category according to the design requirements, and complete the hardware wiring diagram, complete the installation and debugging, make it can be flexible control and protection function.

Key words: screw pump； Test bench；PLC；

目 录

第一章 绪论 - 1 -

1.1前言 - 1 -

1.2正文 - 1 -

1.3国内的发展及研究现状 - 1 -

1.4国外发展概况 - 2 -

1.5总结 - 3 -

第二章 螺杆泵性能测试系统硬件 - 4 -

2.1螺杆泵的原理和特点 - 4 -

2.1.1三螺杆泵的原理 - 4 -

2.1.2三螺杆泵的特点 - 6 -

2.2 伺服电机 - 7 -

2.3 相关硬件设备 - 10 -

2.4测试系统要求 - 17 -

第三章 电气控制系统硬件设计 - 18 -

3.1 PLC可编程控制器 - 18 -

3.1.1 PLC的概述 - 18 -

3.2 PLC的主要功能和特点 - 18 -

3.2.1 PLC的主要功能 - 18 -

3.2.2 PLC的特点 - 18 -

3.3 PLC的基本组成和各部分的作用 - 21 -

3.4 西门子系列PLC - 21 -

3.4.1 S7-200PLC的特点和技术指标 - 21 -

3.4.2 S7-200的选型 - 23 -

3.5 模块的选用 - 25 -

3.5.1模拟量输入，输出模块选用 - 25 -

3.5.2以太网模块选用 - 27 -

3.5.3位控制模块选用 - 29 -

3.6 人机交互界面设计 - 29 -

第四章 电气部分安装与调试 - 33 -

4.1 控制柜 - 33 -

4.2 弱电部分安装 - 34 -

4.2.1 PLC的连接安装 - 34 -

4.2.2 PLC与其他硬件连接安装 - 35 -

4.2.3 位控制模块EM253和部分电路图 - 37 -

4.3 强电控制部分改动 - 39 -

4.4 调试 - 41 -

4.5测试系统简图及现场图 - 43 -

结 论 - 44 -

致 谢 - 45 -

参考文献 - 46 -

第一章 绪论

1.1前言

随着科技和时代的不断发展，越来越多的地方用到泵。我们可以从我们的身边和日常生活中找到泵的“身影”。比如，自来水厂，农村水井泵灌溉、污水处理，汽车中的油泵等等。本课题研究的三螺杆泵具有流量均匀，工作期间震动少可靠性高，噪声相对而言比较小，转速上限比较广，自吸能力强，全使用周期内耐用等优点。正是由于其拥有这些良好的性能，我们在日常生活中很多行业使用到它并且它可以输送各种不同粘度的液体。因此，对其进行必要的，精确的性能测试是必不可少的。

1.2正文

螺杆泵在工业发达的当今社会，为人们的生活生产起到了巨大的作用，它所产生的社会价值和经济价值不可小觑。目前，螺杆泵性能测试的应用研究已经成为重要的课题^[1]。

^[2]螺杆泵大致的工作过程为：被运输介质在螺杆纹与外壳之间形成密封空间。当电机带动螺杆转动时，泵密封容积在螺牙的挤压下泵压力升高，使被运输介质轴向移动。由于电机带动的螺杆是匀速的，因此液体流量也是均匀不变的。螺杆泵效率高，经济性好。其主要用于输送润滑油，燃油，输送各种油类等粘稠的液体。