一种离心泵智能物联实验教学系统

1.本实用新型涉及一种离心泵智能物联实验教学系统。


背景技术：

2.离心泵是能源动力类专业的典型设备对象，同时也是工农业生产中广泛大量应用的基础装备，掌握离心泵的基本原理、特性等是能源动力类专业中流体机械课程大纲的基本要求之一。
3.然而，现有的离心泵实验教学，仅是在功能单一的实验装置上完成离心泵常规性能曲线的测定，实验内容陈旧、技术及方法落后，尤其随着智能制造、大数据、物联网等新技术新产业的迅猛发展，这种传统实验教学体系下的实验教学装置已经越来越难以适应新型工科人才的培养需求。此外，传统实验教学模式为实验室现场教学，受实验时间与空间的限制，特别是在疫情期间则无法开展现场实验教学。因此，融合物联网技术，改造离心泵传统实验教学模式与内容，开发智能物联式的离心泵实验系统，对于提升离心泵实验教学质量、丰富传统能源动力类专业的技术内涵，并满足新技术新产业对人才培养的新要求具有重要意义。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、适用范围广的离心泵智能物联实验教学系统。
5.本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种离心泵智能物联实验教学系统，包括循环水路装置、数据采集与控制模块、人机交互模块；循环水路装置包括工业离心泵机组、出口电动阀、进口阀门和水罐，所述水罐通过第一管道与工业离心泵机组的入口相连，第一管道上设有进口阀门，工业离心泵机组的出口经第二管道连接水罐，第二管道上设有出口电动阀；所述循环水路装置通过数据采集与控制模块与人机交互模块相连。
6.上述离心泵智能物联实验教学系统，所述数据采集与控制模块包括流量计、进口压力变送器、出口压力变送器、转速计、功率表、plc输入输出模块、plc控制器和变频器；所述流量计安装在第二管道上，进口压力变送器安装在第一管道靠近工业离心泵机组的入口处，出口压力变送器安装在第二管道靠近工业离心泵机组的出口处，转速计、功率表、变频器与工业离心泵机组相连，所述出口电动阀、出口压力变送器、进口压力变送器、流量计、转速计、变频器、功率表均与plc输入输出模块，plc输入输出模块经plc控制器后连接人机交互模块。
7.上述离心泵智能物联实验教学系统，所述人机交互模块包括本地终端、远程终端、路由器、移动终端，plc控制器与本地终端相连，本地终端通过路由器与远程终端相连。
8.上述离心泵智能物联实验教学系统，还包括物联网信息传输模块，plc控制器通过物联网信息传输模块与移动终端进行通讯。
9.本实用新型的有益效果在于：本实用新型设有数据采集与控制模块、物联网信息
传输模块和人机交互模块，能够提供离心泵的多种实验功能，丰富了离心泵实验教学内容，并提高了装置投资效益；具有除实验室现场教学以外的远程和云端实验教学模式，克服了传统离心泵实验教学装置仅能在实验室现场开展实验教学的不足，扩宽了实验教学形式，提升了教学效果；并且能够作为针对离心泵这一传统典型设备对象开展物联网技术实验教学的平台，有利于学生在学习传统离心泵知识与实验技能的同时，能够掌握智能物联网技术的基本原理与应用场景，从而扩宽学生视野，提高学生对物联网新技术的认知。
附图说明
10.图1为本实用新型的结构示意图。
11.图2为本实用新型的物联网结构图。
具体实施方式
12.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
13.如图1、图2所示，一种离心泵智能物联实验教学系统，包括循环水路装置、数据采集与控制模块、人机交互模块；循环水路装置包括工业离心泵机组3、出口电动阀10、进口阀门2和水罐1，所述水罐1通过第一管道与工业离心泵机组3的入口相连，第一管道上设有进口阀门2，工业离心泵机组3的出口经第二管道连接水罐1，第二管道上设有出口电动阀10；所述循环水路装置通过数据采集与控制模块与人机交互模块相连。
14.所述数据采集与控制模块包括流量计9、进口压力变送器6、出口压力变送器8、转速计7、功率表4、plc输入输出模块11、plc控制器12和变频器5；所述流量计9安装在第二管道上，进口压力变送器6安装在第一管道靠近工业离心泵机组3的入口处，出口压力变送器8安装在第二管道靠近工业离心泵机组3的出口处，转速计7、功率表4、变频器5与工业离心泵机组3相连，所述出口电动阀10、出口压力变送器8、进口压力变送器6、流量计9、转速计7、变频器5、功率表4均与plc输入输出模块11，plc输入输出模块11经plc控制器12后连接人机交互模块。
15.所述人机交互模块包括本地终端15、远程终端13、路由器14、移动终端18，plc控制器12与本地终端15相连，本地终端15通过路由器14与远程终端13相连。
16.离心泵智能物联实验教学系统包括物联网信息传输模块，物联网信息传输模块包括云平台17、云盒子16，plc控制器12通过云盒子16、云平台17与移动终端18进行通讯。
17.如图1所示，离心泵智能物联实验教学系统具备离心泵的常规性能曲线测试、汽蚀测试、流量调节方式的能效对比测试、出口恒压控制和状态监控及故障预警多种实验功能，丰富了离心泵实验教学内容，并提高了装置投资效益。
18.如图2所示，本实用新型设置了三种实验教学模式，分别为现场、远程和云端模式。现场模式是传统的在实验室进行的实验教学模式，通过本地终端15操控设备并记录数据；远程模式则是学生在远程终端13上通过互联网远程登陆，远程操控设备，并记录数据；云端模式，则是学生在任何地点通过移动终端18登陆，在移动终端18上操控设备，并记录数据。克服了传统离心泵实验教学装置仅能在实验室现场开展实验教学的不足，扩宽了实验教学形式，提升了教学效果。
19.本实用新型提供了一种针对离心泵这一传统典型设备对象开展物联网技术实验
教学的平台，有利于学生在学习传统离心泵知识与实验技能的同时，能够掌握智能物联网技术的基本原理与应用场景，从而扩宽学生视野，提高学生对物联网新技术的认知。


技术特征：
1.一种离心泵智能物联实验教学系统，其特征在于：包括循环水路装置、数据采集与控制模块、人机交互模块；循环水路装置包括工业离心泵机组、出口电动阀、进口阀门和水罐，所述水罐通过第一管道与工业离心泵机组的入口相连，第一管道上设有进口阀门，工业离心泵机组的出口经第二管道连接水罐，第二管道上设有出口电动阀；所述循环水路装置通过数据采集与控制模块与人机交互模块相连。2.根据权利要求1所述的离心泵智能物联实验教学系统，其特征在于：所述数据采集与控制模块包括流量计、进口压力变送器、出口压力变送器、转速计、功率表、plc输入输出模块、plc控制器和变频器；所述流量计安装在第二管道上，进口压力变送器安装在第一管道靠近工业离心泵机组的入口处，出口压力变送器安装在第二管道靠近工业离心泵机组的出口处，转速计、功率表、变频器与工业离心泵机组相连，所述出口电动阀、出口压力变送器、进口压力变送器、流量计、转速计、变频器、功率表均与plc输入输出模块，plc输入输出模块经plc控制器后连接人机交互模块。3.根据权利要求2所述的离心泵智能物联实验教学系统，其特征在于：所述人机交互模块包括本地终端、远程终端、路由器、移动终端，plc控制器与本地终端相连，本地终端通过路由器与远程终端相连。4.根据权利要求2所述的离心泵智能物联实验教学系统，其特征在于：还包括物联网信息传输模块，plc控制器通过物联网信息传输模块与移动终端进行通讯。

技术总结
本实用新型公开了一种离心泵智能物联实验教学系统，包括循环水路装置、数据采集与控制模块、人机交互模块；循环水路装置包括工业离心泵机组、出口电动阀、进口阀门和水罐，所述水罐通过第一管道与工业离心泵机组的入口相连，第一管道上设有进口阀门，工业离心泵机组的出口经第二管道连接水罐，第二管道上设有出口电动阀；所述循环水路装置通过数据采集与控制模块与人机交互模块相连。本实用新型设有数据采集与控制模块、物联网信息传输模块和人机交互模块，能够提供离心泵的多种实验功能，丰富了离心泵实验教学内容，并提高了装置投资效益。益。益。


技术研发人员：卢海山 檀丛青 朱晓倩 龚曙光
受保护的技术使用者：湘潭大学
技术研发日：2021.05.12
技术公布日：2021/10/23