[发明专利]水力测功器测控系统

说明书

水力测功器测控系统，涉及测控技术领域。本发明是为了解决目前采用的针对水力测功器的测控系统均不能够作为最优选择。本发明现场部分包括：测量单元、采集单元、执行单元和现场通讯单元，控制间部分包括：测控单元和控制间通讯单元，测量单元用于测量水力测功器的运行参量，采集单元用于将测量单元获得的运行参量转换为数字信号、并通过现场通讯单元发送至控制间通讯单元，测控单元用于将控制间通讯单元获得的数字信号显示出来，分别利用开环控制策略和闭环控制策略获得进水阀和排水阀的阀位控制指令，并将该阀位控制指令通过控制间通讯单元发送至现场通讯单元，执行单元用于将阀位控制指令控制进水阀和排水阀的开度。

技术领域

本发明属于测控技术领域，尤其涉及水力测功器的测控。

背景技术

水力测功器目前广泛应用于多种原动机功率测试领域，作为原动机带负荷试验的负载，可以测量原动机的输出功率，同时配合原动机进行多种工况点变换试验。在保证水力测功器和原动机联调稳定的条件下，还要满足水力测功器自身的各项安全运行指标，这要求水力测功器需具备相应的监控功能。随着电子设备、自动化及软件等技术的发展，水力测功器测控系统也由原先的就地手动操纵与仪表盘显示发展至集中显控。为了降低设备维护难度，减少在试验过程中所需人力，以及精确控制和精密测量，要求现在的测控系统能够实现联调试验过程中数据采集、控制、显示、报警等功能。

为实现水力测功器的高性能运行，拟遵循以下测控点分布原则：

1)参数测量

水力测功器本体上传感器和执行器的类型和安装位置是根据水力测功器的测控需求而设置的，水力测功器的常规测点包括：温度、压力、阀位、转速、扭矩。温度包括流通入水力测功器水腔内的水的温度以及水力测功器的轴承温度，通过水温的温升估算水力测功器的吸收功率，通过轴温掌握水力测功器的机械部分是否安全。压力用以评估阀前后的水量状况。阀位用以实时掌握执行器的动作。转速用以监视水力测功器的运行工况，转速与扭矩用以计算吸收功率的多少，功率与温升用以计算水力测功器的水量需求。

2)参量控制

水力测功器测控系统用于配合原动机实验，往往需要调整水力测功器使得原动机稳定工作在某一个特定的工况点，或跟随原动机从某个工况调节至另一个工况。原动机控制工况即控制功率和转速，而水力测功器配合工况即控制水腔内的水量即扭矩。水量的控制通过调节水力测功器进水量和排水量来实现，进水量由进水阀控制，排水量由排水阀控制。

已有的就地手动操纵与仪表盘显示在使用过程中出现过不同程度的问题，如：故障多、维护困难、仪表互换性差、操作复杂、仪表界面不友好等实际缺陷。现在针对水力测功器的测控系统在市场上有两种成熟的控制形式可选，即DCS与PLC。DCS侧重于过程控制领域(如化工，冶金，制药等)，主要是现场参数的监视和调节控制，PLC侧重于逻辑控制 (机械加工类)，PLC也可应用于过程问题处理，但不如DCS专业。DCS是分散式控制系统，而PLC只是一种控制装置，两者是系统与装置的区别。系统可以实现任何装置的功能和协调，装置只实现本单元所具备的功能。从控制IO点数看，模拟量大于100个点以上的，一般采用DCS，模拟量在100点以内的，一般采用PLC。按照监测和控制需求，水力测功器的测控点有30个左右，IO点数规模不支持其选择DCS，但如果选择PLC，作为配试设备如果随时需要增加或减少某些功能，可能无法灵活实现，导致PLC与DCS都不是最优的选择。

发明内容

本发明是为了解决目前采用的针对水力测功器的测控系统均不能够作为最优选择，现提供水力测功器测控系统。

水力测功器测控系统，包括控制间部分和现场部分，

现场部分包括：测量单元、采集单元、执行单元和现场通讯单元，控制间部分包括：测控单元和控制间通讯单元，