1.三維建模及實(shí)物示意圖

　　三維參照圖-壓力容器主體

　　三維參照圖-蓋體閉合

　　三維參照圖-蓋體開啟

　　液壓缸推進(jìn)旋轉(zhuǎn)

　　三維俯視圖

　　側(cè)視圖

　　試驗機(jī)外形示意圖

　　壓力容器主體參照圖

　　快開式容器閉口示意圖

　　快開式容器開口示意圖

　　2.功能實(shí)現(xiàn)

　　2.1功能響應(yīng)

　　2.1.1水壓裝置的壓力操作方式可選擇自動操作模式與手動操作模式。所謂的自動操作主要的是指采用計算機(jī)預(yù)先編訂試壓步驟，然后利用高壓泵和計算機(jī)操作平臺按照既定程序?qū)y試產(chǎn)品實(shí)施注水加壓實(shí)現(xiàn)水壓測試。

　　2.1.2可實(shí)現(xiàn)壓力自動升降，可設(shè)定多階段壓力測試模式。數(shù)據(jù)可以多組模式保存，每組可設(shè)定5個連續(xù)測試階段，每個階段都可以設(shè)定工作時間和壓力，并可以進(jìn)行單步操作。水壓裝置系統(tǒng)通過計算機(jī)軟件編程輸出的操作信號，操控泵組完成高壓輸出，實(shí)現(xiàn)壓力自動升降。設(shè)定程序增壓至高壓，進(jìn)入停機(jī)保壓計時階段，計時完畢自動泄壓，直至進(jìn)入常壓狀態(tài)(壓力下降為“0”);系統(tǒng)按照提前設(shè)定好的階段提供壓力，并可進(jìn)行單個的測試過程。

　　例如單次水壓測試程序步驟如下

　　階段一：設(shè)定壓力1Mpa保壓5分鐘;

　　階段二：設(shè)定壓力1.5Mpa，保壓10分鐘;

　　階段三：設(shè)定壓力5Mpa保壓20分鐘;

　　階段四：設(shè)定壓力7Mpa 保壓10分鐘;

　　階段五：設(shè)定壓力10Mpa 保壓20分鐘;

　　階段六：計時完畢，提醒泄壓閥打開，自動泄壓。

　　單個壓力的測試過程如下

　　需要直接測試壓力為10Mpa，可以實(shí)現(xiàn)在操作軟件設(shè)定保壓壓力為10Mpa，設(shè)定保壓時間為20分鐘，然后當(dāng)前測試壓力會按照既定程序直接升壓至10Mpa，然后進(jìn)入保壓計時，計時完畢，自動泄壓。

　　2.1.3能夠自動記錄測試時間，顯示當(dāng)前時間、深度、壓力及工作狀態(tài);水壓裝置利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可實(shí)時對當(dāng)前的測試時間，測試深度，換算壓力進(jìn)行顯示并可進(jìn)行保存。工裝狀態(tài)是通過壓力曲線來體現(xiàn)的，“當(dāng)前壓力值”具體是通過壓力傳感器(壓力信號變送器)來采集的，“時間”是計算機(jī)自動計時，“深度”是通過當(dāng)前壓力在系統(tǒng)軟件內(nèi)部進(jìn)行的單位換算完成的，工作狀態(tài)是通過實(shí)時的壓力曲線來顯示的，例如在加壓的過程中，壓力曲線呈現(xiàn)上升狀態(tài)，在保壓過程中壓力曲線程保持狀態(tài)，在泄壓過程中壓力曲線呈下降狀態(tài)。

　　2.1.4在操控方面，操作面板有“急停”按鈕，如出現(xiàn)失控或者是其他變故情況發(fā)生，可利用“急停”進(jìn)行強(qiáng)行斷電，強(qiáng)行中斷測試，避免出現(xiàn)失控狀態(tài)或者是其他變故發(fā)生造成的傷害。

　　2.1.5具有超壓報警以及自動泄壓閥的功能，對于超壓報警和自動泄壓閥的功能卡普蒂姆水壓裝置在軟件系統(tǒng)中設(shè)定有極限安全壓力值，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常或者是外力造成的超壓，高壓等狀態(tài)，軟件系統(tǒng)會發(fā)出一個“開關(guān)量”的命令給報警裝置，同時自動泄壓閥接到信號并進(jìn)入常開狀態(tài)，對系統(tǒng)，管道內(nèi)部的水壓進(jìn)行釋放(強(qiáng)行泄壓)。

　　2.1.6測試時間可調(diào)節(jié)，系統(tǒng)軟件對于測試時所設(shè)定的時間是可以調(diào)節(jié)。

　　分段保壓，連續(xù)升壓

　　2.2產(chǎn)品組成

　　水壓裝置主要由計算機(jī)、數(shù)顯表、PLC、軟件、壓力傳感器、試水壓泵等組成。水壓裝置組成示意圖如圖。

　　水壓裝置組成示意圖

　　1) 計算機(jī)為研華工控機(jī)，配有22寸液晶顯示屏幕，選用的型號是610，是為操控壓力和數(shù)據(jù)采集提供操作平臺。

　　2)PLC為西門子品牌，他接受上位機(jī)的軟件指令，同時反饋采集數(shù)據(jù)的編輯平臺。

　 3)  數(shù)顯表為定制，主要指的是壓力數(shù)字式顯示，是由壓力傳感器采集型號，通過數(shù)顯表數(shù)字顯示當(dāng)前壓力值，便于精確讀數(shù)。供電為220V供電，并可轉(zhuǎn)化輸出通訊，為計算機(jī)采集系統(tǒng)提供通訊支持。

　　4) 壓力傳感器也稱為壓力變送器，選用的是美國ssi，精度為0.5%fs，供電為24V，輸出為4~20ma信號，主要是對主管道的壓力進(jìn)行采集，然后通過信號輸送到數(shù)顯表/PLC內(nèi)部。

　　5) 軟件為卡普蒂姆試壓專屬軟件，是在LabVIEW軟件平臺開發(fā)的專屬程序，為測試壓力，測試數(shù)據(jù)，測試平臺提供開發(fā)軟件。

　　6) 試水壓泵為意大利AR/Interpump泵，內(nèi)置三柱塞，材質(zhì)為陶瓷，密封圈為意大利原裝進(jìn)口密封圈，通過上位機(jī)操控輸出高壓液體。

　　2.3工作原理

　　水壓裝置負(fù)責(zé)完成所有試驗傳感器信號的采集、試壓流程的切換、測試壓力的采集數(shù)據(jù)的打印、異常判斷等工作內(nèi)容。

　　根據(jù)客戶要求實(shí)現(xiàn)對測試產(chǎn)品的增壓→保壓→泄壓的過程，可對整個的測試過程軟件設(shè)定步驟，階段性增壓，自動泄壓的方式進(jìn)行高壓測試。 系統(tǒng)通過管道壓力傳感器實(shí)時采集信號的傳輸以及數(shù)據(jù)的反饋操作，完成測試過程、測試數(shù)采集和壓力曲線的記錄、輸出，直接打印測試數(shù)據(jù)、試驗報告，從而實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的原始數(shù)據(jù)記錄。

　　原理圖

　　2.4物理特性

　　2.4.1設(shè)備尺寸

　　操作臺為全密封結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為304/316金屬組成，厚度為2mm，具體的尺寸為1000*750*1200.總占地為2m²。

　　2.4.2內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　水壓裝置整機(jī)采用機(jī)箱式機(jī)構(gòu)，整體布局整齊。

　　水壓裝置圖

　　水壓裝置采用封閉式機(jī)箱組成的方式，模塊化布局和操控，整體布局整齊管路系統(tǒng)采用非焊接式連接。測試流體系統(tǒng)和驅(qū)動流體系統(tǒng)分離、方便試驗壓力操控和測試介質(zhì)多樣化。計算機(jī)軟件程序操控。采用高速采樣卡采樣試驗數(shù)據(jù)。滿足試件不同的安裝方式。

　　2.4.3系統(tǒng)特點(diǎn)

　　1.硬件特點(diǎn)

　　1) 系統(tǒng)管路遵循“橫平豎直”的原則進(jìn)行布置;

　　2) 閥門、儀表等需要操作、觀察的部件均設(shè)計在易操作及觀察的位置;

　　3) 安全閥、壓力傳感器等經(jīng)常校驗的儀器儀表均安裝在方便拆裝的位置，方便校驗;

　　4) 系統(tǒng)設(shè)計有安全閥，對系統(tǒng)有安全保護(hù);

　　5) 系統(tǒng)設(shè)計有過濾器，對整個系統(tǒng)的介質(zhì)進(jìn)行過濾，保證進(jìn)入工件的介質(zhì)為潔凈的介質(zhì);

　　6) 電氣元件采用施耐德品牌，PLC采用德國西門子品牌，工控機(jī)采用中國臺灣研華品牌;

　　7) 設(shè)計有三色報警指示燈，對工作狀態(tài)進(jìn)行識別;紅色為故障報警，黃色為待機(jī)狀態(tài)，綠色為運(yùn)行狀態(tài);

　　2.軟件特點(diǎn)

　　1) 操作軟件成熟，界面人性化，運(yùn)行可靠性高;

　　2) 各路系統(tǒng)能夠單獨(dú)工作，能夠根據(jù)設(shè)定程序進(jìn)行聯(lián)動工作;

　　3) 采集數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，可供查詢，打印(可以按客戶需求的報告格式輸出);

　　4)操作系統(tǒng)為基于電腦的操控，增加了系統(tǒng)的靈活性，將操作、人機(jī)界面、數(shù)據(jù)處理、通訊等功能集成在一臺PC中的解決方案，減少了板卡 和CPU處理的信息量，提高處理性能，提高整體的運(yùn)行速度，擴(kuò)充了整體的存儲量和數(shù)據(jù)的處理量;

　　5)數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能：各項加工參數(shù)能通過EXCEL、文本、XML等文件格式導(dǎo)出。