高压玻璃钢管道水压测试机控制系统设计

摘要

高压玻璃钢管道是性能优良的复合材料管道，具有强度高、耐腐蚀、质量轻、摩擦阻力小、可设计性强等优点，在石油、电力、化工、市政、建筑、环保等领域广泛应用。高压玻璃钢管道水压测试机是检测管道耐压性能是否达标的重要设备，为了保证高压玻璃钢管道的可靠性，避免使用中因耐压能力不达标出现液体泄露等事故造成经济损失，每一根高压玻璃钢管道都要在出厂前严格进行水压测试。
　　本文针对高压玻璃钢管道制造及水压测试工艺要求，设计了高压玻璃钢管道水压测试机控制系统。设计了由上下料机架、支撑架、管路、水槽及采用两个功率相同但流量和压力均不同的高压变频泵为增压设备构成的四工位水压测试机。搭建了由触摸屏为主机，欧姆龙PLC为从机的水压测试机硬件控制系统，设计了水压测试机的软件控制系统，控制系统的上位机具有良好的人机交互界面，能动态反应打压和保压过程中压力变化、保压时间和报警信息提示等，下位机分为自动控制和手动控制两种工作方式，具有实时的运动控制和逻辑控制等功能。应用限制PID输出值和变结构PID控制方法，采用四种自动打压工作方式实现了适应多种口径管道、不同测试压力范围的自动升压及保压控制，通过使用两个高压变频泵独立和配合工作的方法，克服了传统水压测试机测试压力范围窄，测试管道口径单一，及测试精度低的问题。
　　本文针对研制的水压测试机在管道生产厂家进行了大量水压测试及应用实验，结果表明:本文设计的高压玻璃钢管道水压测试系统能够满足管道公称压力PN5MPa～PN30MPa、管道直径DN40mm～DN300mm的水压测试工作，水压测试机操作方便、自动化程度高，打压效率、稳定性和准确性都达到实际生产要求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究的目的与意义

1．1．1 课题来源

1．1．2 课题研究的目的与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 主要研究内容

第2章 稳定压力的控制算法实现

2．1 PID控制原理

2．2 参数对控制器性能的影响

2．2．1 增量型PID控制算法

2．2．2 变结构PID控制

2．3 PID控制程序编制

2．3．1 PID采样周期

2．3．2 工作方式划分和PID参数整定

2．4 本章小结

第3章 高压玻璃钢管道水压测试机设计

3．1 水压测试机结构设计

3．1．1 支撑机构

3．1．2 上下料机架

3．2 水压测试机工作流程

3．3 水压测试机液压系统设计

3．3．1 电动试压泵的工作原理和特点

3．3．2 离心泵的工作原理和选型

3．3．3 蓄能器原理及分类

3．4 电气控制系统硬件设计

3．5 水压测试机控制电路

3．6 本章小结

第4章 水压测试机控制系统设计

4．1 水压测试机控制系统原理

4．2 水压测试机控制系统软件设计

4．3 上位机软件设计

4．3．1 运行状态显示模块

4．3．2 控制方式显示模块

4．4 基于PLC的下位机控制系统程序设计

4．4．1 基于PID的控制方式

4．4．2 水压测试机程序编制

4．5 水压测试实验及分析

4．6 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢