便携式水泵综合参数测试装置的设计和开发

摘要

本文首先介绍了国内外水泵测量与控制技术的发展现状与趋势,阐述了现代测量控制技术中,分布式系统与便携式系统的发展情况。其次,本文对便携式水泵综合参数测控装置的设计方案及水泵综合参数的测量与控制的方案进行了理论论证,通过分析各种传感器的工作原理,介绍了本系统的系统构成,以及水泵综合参数如流量、进水口压力、出水口压力、扬程以及电机的三相电流、三相电压、总有功功率等不同参数的测量原理与测量方法。再次,根据工业现场的实际情况,为了实现数据自动采集和存储,以单片机为核心,设计了相应的信号处理电路,和下位机硬件系统电路,并采用RS485总线实现了上下位机间的通讯。软件方面,系统采用C语言编写了下位机的测量和控制软件,在上位机方面,采用LabView平台开发了远程控制和测量软件。最后,对系统进行了误差以及工业现场抗干扰能力分析。
　　 整个系统采用分布式设计,测量与控制的单元节点采用便携式设计,这使得整个装置安装方便,通用性好,易于用户对系统的扩充和升级。同时,本文论述的便携式水泵综合参数测控装置测量结果精确可靠。总体说,本装置克服了传统水泵测试系统的低效率和不确定性高的缺点,对于今后分布式水泵参数测控系统的研究和设计具有重要的经济和社会意义。

目录

文摘

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论文说明:图表目录

致谢

第一章 绪论

1.1 课题的来源、意义

1.2 课题的主要研究内容

1.3 水泵综合参数测量控制装置在生产研发中的作用

1.4 国内外水泵测量与控制技术的发展现状与趋势

1.4.1 国外水泵测控技术的发展现状

1.4.2 国内水泵测控技术的发展现状

1.4.3 水泵测控技术的发展趋势

第二章 便携式水泵综合参数测控装置的总体设计方案

2.1 便携式水泵测控装置的特点

2.2 水泵综合参数测控装置设计概述

2.2.1 便携式装置的构成与实现

2.2.2 测控装置的基本理论

2.2.3 硬件部分概述

2.2.4 软件部分概述

第三章 便携式水泵综合参数测控系统的硬件设计

3.1 水泵参数测控装置的结构设计

3.1.1 便携式装置的主要功能

3.1.2 便携式水泵综合参数测控装置特点

3.2 便携式装置前端测试仪表选择

3.2.1 流量参数的测量原理与传感器的选择

3.2.2 扬程参数的测量原理与压力传感器的选择

3.2.3 电机三相电流、三相电压、功率的测量与传感器的选择

3.3 便携式装置单元节点预处理电路的设计

3.3.1 入/出水口的压力传感器信号调理电路

3.3.2 涡轮流量计信号处理电路设计

3.3.3 铂热电阻信号处理电路

3.3.4 电压放大电路

3.4 系统下位机主板设计

3.4.1 下位机主板处理器的选择

3.4.2 模数转换器的选择

3.4.3 人机交互系统设计

3.4.4 便携式装置供电模块设计

3.4.5 控制模块设计

3.4.6 通讯模块的设计

第四章 便携式水泵综合参数测控系统的软件设计

4.1 便携式水泵综合参数测控系统软件的要求

4.1.1 测量控制系统软件的可靠性要求

4.1.2 测量控制系统软件的可用性要求

4.1.3 测量软件的实时性要求

4.2 水泵综合参数测控系统下位机软件的设计

4.3 基于LabView平台的便携式水泵综合测控装置上位机软件设计

4.4 通讯模块软件的设计

第五章 系统的测试结果与误差分析

5.1 系统的测试结果

5.2 系统的误差分析

5.3 系统的抗干扰分析

5.3.1 硬件抗干扰措施

5.3.2 软件抗干扰设计

第六章 总结及展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文