孙 文，王彦彬，刘丽娟

（1.天津市正方科技发展有限公司，天津 300270； 2.渤海装备新世纪机械制造有限公司，天津 300280）

0 引言

作为水利容积式泵，螺杆泵广泛应用于油气开采及液体介质输送。螺杆泵水力性能测试综合试验台作为产品质量评定的关键设备，通过模拟现场工况，采集分析测试参数，对泵的质量提升，技术升级，生产制造及现场的合理使用提供数据依据。改造前的系统试验方法按照JB/T 8091—1998和GB/T 10886—2002标准制定建造，新改造的试验系统测试方案按照国标GB/T 21411.1—2014对螺杆泵试验系统提出了新的要求；使改造后的试验系统更好的为产品服务，能更高效、更准确的进行性能评定。

1 试验系统总体功能

1.1 系统开发环境

新系统的软件使用labview开发，运行环境为 Windows 7及以上版本，通过OPC实现与PLC间的通信通信，数据存储采用tdms文件格式。新系统中增加螺杆泵入口点压力测试数据p1，泵定子管中部温度测试数据t2，泵输入功率数据prep。新系统在数据库文件的创建、试验数据的采集、产品信息的录入、操作人员信息的录入方面都将做大幅改进，更加便于测试人员使用，减少测试过程的工作量，提高测试效率。

1.2 系统总体界面和分级界面的功能

螺杆泵测试系统运行后显示的主画中，可以调用数据管理、负载采集、试验报表、螺杆泵曲线、合格证报表等画面。

1.3 采集试验数据

上位机与PLC系统建立通信后，读取PLC中的螺杆泵试验数据，将数据实时地显示在实时监视区，并按工艺需要，将实时监视区的数据。有选择性地采集到数据采集区，最后将数据采集区的数据保存到数据文件，其中“入口泵压”“定子中部温度”是新增项目。 可以在测试螺杆泵时新建数据文件或打开已测试过并保存的数据文件。

1.4 打印螺杆泵试验报表

在窗口中可以录入螺杆泵的生产厂商信息、客户信息、产品信息、操作员信息，信息录入后保存在系统里，可重复选用（图2）。螺杆泵检测数值区显示螺杆泵的测试数据，数据可以手动修改。检测数值区中，“泵输入功率Pin”“输出功率Pout”“容积效率ηv”“总效率 η”是经计算获得的，见式（1）。

式中TN·m——轴扭矩，N·m

n——泵转速，r/min

Qp——特定压差时的体积流量，L/min

Qc——差压＜0.35 MPa时的体积流量，L/min

检测数值区中的“泵入口压力”“定子中部温度”“泵输入功率”是新增项目。制作完成的螺杆泵试验报表可以选择用中文、英文、俄文3种语言形式打印输出（图3）。在打印之前，可以预览要打印的报表；打印之后，将相应的报表数据存入数据文件。在试验报表画面可以新建数据文件或打开已测试过并保存的数据文件。

根据泵所属的系列和泵型自动调整坐标轴的刻度和范围，可以将螺杆泵试验数据形成曲线显示在坐标系中。也可以选择要显示的曲线种类和编辑曲线的形状，并将最终的曲线打印输出。可以选择用中文、英文、俄文3种语言形式打印曲线。打印之前，可以预览要打印的曲线；打印之后，将相应的曲线数据存入数据库。在螺杆泵曲线画面，可以新建数据库或打开已测试过并保存的数据库。

1.5 打印产品合格证

录入产品名称、出厂编号、型号、规格、检验员、检验科长等数据，录入后的数据信息保存在系统里，可重复选用。从数据库载入螺杆泵试验数据，也可以选择打开已测试过并保存的数据库。以上数据形成报表打印输出（图4）。打印之前，可以预览要打印的合格证，打印之后，相应的合格证数据存入数据库。

2 系统改造升级内容

（1）测量泵的入口压力。在试验台泵入口处增加压力测试装置（负压传感器），测量泵的入口压力。

（2）测量定子管中部温度。在泵定子管中部增加测温装置（热电偶），测量定子管中部温度。上述传感器信号先采集到数显仪表，然后仪表以485通信方式，将采集到的数据传送给PLC模块，在PLC中计算整定后，通过PC/PPI通信方式将数据传送给上位计算机。

图1 试验报表画面

图2 打印选择界面

图3 合格证报表画面

（3）螺杆泵输入功率。在上位机中，计算prep，T，n。泵入口压力数据项和定子中部温度数据项添加至“负载采集”画面，在“实时监视区”和“负载采集区”分别进行数据实时显示和采集入库（图4）。

图4 负载采集画面

（4）螺杆泵试验报告。捡验报告采用Quickrep控件实现，新增“泵入口压力”“泵中部温”“泵输入功率”“客户名称”“试验地点”“产品编号”“定子尺寸”“转子尺寸”“螺纹检测”“螺纹粘合剂牌号”“转子镀层或镀层材料”“装配员”共12项内容。新增数据项添加至“试验报告”画面，在画面上显示入库。

（5）自动采集介质温度。原介质温控仪表以485通信方式，将采集到的数据传送给PLC模块，在PLC中计算整定后，通过PC/PPI通信方式将数据传送给上位计算机，这样介质温度数据由原来的人工手动抄录升级到在系统中自动采集显示入库。

（6）根据泵型修改曲线坐标系刻度。曲线采用chart控件实现，根据泵型可修改Chart控件的Increment属性值和Maxium属性值来改变坐标系刻度单位和范围，使坐标系上的曲线的布局更加合理直观。

（7）修改原试验数据界面。改变Chart控件的Tittle.Caption属性值来改变坐标轴上试验数据的单位、符号和名称。

（8）增加总效率曲线。在“螺杆泵曲线”画面中增加一条总效率曲线。

（9）任意界面可以新建和打开数据库文件。在每个操作画面上增加“数据库”按钮，新建数据库和调用历史数据库可在各画面上进行，不必返回到首画面。

（10）录入的信息可重复选用。系统中除由仪表采集得到的数据，其他数据录入采用Combobox控件技术，可手动录入，录入后各条目保存在控件Combobox的Items属性项内，以后可以从中选择使用，减少重复录入带来的麻烦。

（11）试验报告使用多种语言形式.报表控件Quickrep中的QRband.QRLabel.Cption属性值用多种语言来写，便可创建多种语言形式的螺杆泵试验报告。

（12）试验曲线使用多种语言形式：曲线控件chart的Title属性值用多种来写，便可创建多种语言形式的螺杆泵试验曲线。

3 系统改造效果

改造后的螺杆泵测试系统采用油水2种试验介质，将夹持装置改造为全自动液压控制，工作效率大幅提高。选用基于PLC的测控系统作为操作系统，综合运用PLC技术、数据库技术、电气控制技术等，提供数据查询及数据共享，保证系统测试数据的实时性、有效性和安全性，选取参数快捷准确。该系统提高了测试精度，实现测试远程控制及远程监控功能。