计量泵流量自动化测试系统的研究

摘要

纺丝计量泵是化纤行业装备重要的零部件之一，对化纤产品的质量与稳定性起着关键作用。由于纺丝计量泵制造精度高且工作在高压力条件下，一般的测试设备和方法较难满足精度要求，不能获得较高的生产效率。本文通过对自动化纺丝计量泵测试系统相关测试原理，电气控制，数据采集，抗干扰和软件方面的研究，独立开发出一套自动化测试系统。通过对测试数据的分析，证明了该系统满足精度要求，达到了预期的效果。
　　 首先，本文列举出4种系统方案并对各个方案的优缺点进行比较分析，根据系统的精度要求和经济适用性原则，选择了定容法作为最佳方案。其次，对系统的实现进行了试验油液回路设计，12个端口均采用了溢流阀和针阀来控制计量泵出口油液的压力，满足不同的试验压力要求。控制系统研究过程中选用了PIC18F4550单片机，利用USB资源作为与上位机的通信端口，并着重对USB数据接口的实现进行研究。考虑到系统应用于工业环境，开发过程中对光耦隔离，RC抑制电路抗干扰技术进行了研究。结果表明，应用了适当的干扰抑制措施，控制系统的通信过程的稳定性得到保证。然后，对系统的下位机和上位机的软件进行了研发。其结果表明，利用USB通信能够满足数据处理及交换要求，多线程技术的应用使得设备通信和数据处理得到及时有效的响应。最后，对测试系统进行校准，并利用MiniTab软件对测量系统的GaugeR&R进行了分析。测试数据及分析结果表明，该系统的测试精度满足要求，综合GaugeR&R为14.81％，可区分类别数NDC为9。
　　 整个研究过程表明，本系统能够完成多端口计量泵流量及不均匀率的测试。系统的实现对于计量泵乃至其他相关设备的自动化测试提供了一定的参考。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景与意义

1．2 行业现状

1．3 本课题的研究内容

第二章 纺丝计量泵流量测定系统的设计

2．1 系统设计方案

2．1．1 称重法

2．1．2 定容法

2．1．3 直接法

2．1．4 超声测距法

2．1．5 方案比较

2．2 油液回路设计

2．3 电气控制设计

2．3．1 电力拖动部分(强电部分)

2．3．2 数据采集及控制部分(弱电部分)

2．3．3 抗电磁干扰设计

2．3．4 控制系统电路图

2．4 软件设计

2．4．1 下位机软件流程图

2．4．2 下位机部分模块算法实现及代码

2．4．3 上位机系统

2．4．4 上位机软件流程图

2．4．5 软件实现

第三章 系统校准与测量系统分析

3．1 系统校准

3．2 测量系统分析

3．3 测量系统分析计划与实验

3．3．1 重复性与再现性试验计划及数据

3．3．2 测试结果

3．3．3 数据分析

第四章 总结与展望

4．1 总结

4．2 主要研究成果

4．3 存在问题及展望

参考文献

攻读学位期间公开发表的论文

致谢