组态王在泵站工程泵装置性能测试中的应用

苏叶平 苏叶春 王 凯

（1.江苏省水利勘测设计研究院有限公司，江苏 扬州 225127；2.江苏太湖水利规划设计研究院有限公司，江苏 苏州 215128）

0 引言

在大型泵站工程设计中，根据扬程、流量等采用何种形式的泵装置，其水力性能除CFD 计算及优化之外，仍需结合相关测试系统进行验证。泵装置性能测试系统主要包括：泵装置、辅助泵、管道、进出口阀门、电机、压力罐等［1］，这些都需要反映在组态王主控界面中。借助组态王调控泵装置参数大小，可获得泵装置水力性能曲线，验证CFD 计算结果的可信度，提高泵站设计水平。

1 组态王软件简介

组态王是新型的工业自动控制系统，其以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，具有适应性强、开放性好、易于扩展、开发周期短等优点。组态软件能为试验者提供可视化监控画面，有利于试验者进行实时现场监控；能充分利用Windows 的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，有报警窗口、能实时生成趋势曲线等，且可便利地生成各种报表［2］。同时，还具备丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式以及数据链接功能。组态王界面如图1 所示。

2 测试系统泵装置组成部分

测试系统中泵装置是根据相似原理按照一定比例缩小的，其泵装置扬程与效率没有发生变化。泵装置主要由水泵及不同形式的进出水流道组成，其中，水泵有叶轮、导叶及泵轴等。在测试系统安装泵装置过程中，可根据安装高程适当抬高出水流道侧压力罐，测试实验结束后，拆开该泵装置，下次可安装不同形式的泵装置模型。泵装置如图2所示。

图1 组态王界面示意图

图2 泵装置示意图

图3 组态王主控界面

图4 测试断面布置示意图

3 组态王监控界面设计

在组态王中，建立应用程序主要步骤有设计图形界面、构造数据库、建立动画连接、运行和调试，这四个步骤不完全独立，常常交错进行。本例中，图形设计有进水箱、阀门、管道、卧式离心泵等，定义外部设备——仿真PLC；实时数据库的建立需要定义变量属性，如：进出口水箱水位等；动画连接，如：扬程、流量的变化，设置实时曲线、报警窗口等。通过以上步骤，主控界面呈现出泵装置测试的监控画面，如图3 所示。

进出口断面如图4 中压力水箱断面1-1、2-2 所示，两侧压力水箱中间为泵装置模型。利用组态王和数据采集软件，调整水泵参数，便可获得该泵装置的性能曲线。压力水箱及泵装置实物模型如图5 所示。

4 泵装置测试实例

以南水北调某梯级泵站工程为实例，泵站泵装置采用钟形进水、蜗壳出水，如图6 所示。通过CFD 数值模拟计算和泵装置性能测试台实验，其泵装置性能曲线拟合较好，如图7所示。测试台是基于组态王监控的，性能良好，运行稳定，采集的数据可靠，设计符合要求。

图5 压力水箱及泵装置实物模型

图6 南水北调某泵站泵装置三维模型示意图

图7 南水北调某泵站泵装置性能预测结果

5 结语

随着计算流体力学的发展，数值模拟与实验结果的误差越来越小，但实验测试受到的人为因素、制造因素等影响并未明显降低，故实际泵站工程多机组效率低于室内泵装置性能测试系统测试的单台机组。随着组态王软件技术的更新、优化以及发展，室内泵装置性能测试系统多机组性能测试所得到的实验结果将越来越符合实际工程设计优化的需要。

［1］江文贱，黄建荣，韩丹丹.水泵性能测试仿真实验台研究［J］.江西电力职业技术学院学报，2012，25（1）：73-75.

［2］李娟.组态王在泵性能测试系统中的应用［J］.湖南农机，2010，37（3）:22-23.