基于PLC控制的空氣懸掛空壓機(jī)等熵效率測(cè)量系統(tǒng)

摘" 要： 對(duì)空氣懸掛空壓機(jī)的等熵效率測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了深入探討，提出一種最優(yōu)測(cè)量等熵效率的系統(tǒng)。首先詳細(xì)分析了計(jì)算等熵效率的步驟，并探討了輸入?yún)?shù)對(duì)等熵效率不確定性的影響。通過充罐排氣量檢測(cè)方法構(gòu)建了試驗(yàn)裝置，并設(shè)計(jì)了基于S7?200?SMART PLC控制的等熵效率檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用VB6.0作為上位機(jī)軟件，并通過ModBus協(xié)議及RS 485接口實(shí)現(xiàn)與PLC或觸摸屏的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。研究還分析了等熵效率不確定性的來源，通過量化不確定度及其偏導(dǎo)數(shù)來估算各輸入量對(duì)等熵效率的影響程度，進(jìn)而預(yù)測(cè)空壓機(jī)的性能變化趨勢(shì)。測(cè)試結(jié)果顯示，壓力比是影響等熵效率的主要輸入量。進(jìn)一步試驗(yàn)表明，隨著壓力比的增加，等熵效率的不確定性區(qū)域穩(wěn)定，最終達(dá)到3.6%，則在此條件下評(píng)估空壓機(jī)性能的等熵效率是可靠的。

關(guān)鍵詞： 空氣懸掛； 空壓機(jī)； PLC控制； 等熵效率； 充罐法； 排氣壓力； 不確定度評(píng)估

中圖分類號(hào)： TN925?34； TP274.2" " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A" " " " " " " " " " "文章編號(hào)： 1004?373X（2025）06?0016?07

PLC?controlled based isentropic efficiency measurement system for

air?suspended compressors

ZHOU Qingxia， QING Zhaobo， LI Kunpeng

（College of Mechanical and Electrical Enginnering， China Jiliang University， Hangzhou 310000， China）

Abstract： An in?depth discussion on the isentropic efficiency measurement system for air?suspended air compressors is conducted， and a system design for optimal measurement of isentropic efficiency is proposed. The steps of calculating isentropic efficiency are analyzed in detail， and the influence of input parameters on the uncertainty of isentropic efficiency is explored. The testing device is constructed by means of the method of filling tank exhaust detection， and the isentropic efficiency detection system based on S7?200?SMART PLC control is designed. In the system， VB6.0 is used as the upper computer software to realize point?to?point communication with PLC or touch screen by means of ModBus protocol and RS485 interface. The sources of uncertainty in isentropic efficiency are analyzed， and the impact of various input quantities on isentropic efficiency is estimated by quantifying uncertainty and its partial derivatives， so that the performance trend of the air compressor is predicted. The testing results show that the pressure ratio is the main input quantity that affects the isentropic efficiency. Further experiments show that as the pressure ratio increases， the uncertainty region of isentropic efficiency stabilizes， ultimately reaching 3.6%. Therefore， the isentropic efficiency for evaluating the performance of air compressors under these conditions is reliable.

Keywords： air suspension; air compressor; PLC control; isentropic efficiency; filling method; exhaust pressure; uncertainty assessment

0" 引" 言

在現(xiàn)代工業(yè)和汽車制造領(lǐng)域，空氣懸掛系統(tǒng)因其卓越的乘坐舒適性和行駛穩(wěn)定性而被廣泛采用?？諌簷C(jī)作為空氣懸掛系統(tǒng)的核心組件，其效率直接影響到系統(tǒng)的性能和能耗[1]。在這一背景下，空氣懸掛空壓機(jī)的等熵效率測(cè)量顯得尤為重要。等熵效率作為評(píng)估壓縮過程中能量轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵指標(biāo)，直接關(guān)系到空壓機(jī)的性能和經(jīng)濟(jì)性[2]。

隨著節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，提高空壓機(jī)的等熵效率成為提升空氣懸掛系統(tǒng)整體性能和降低運(yùn)行成本的有效途徑。因此，開發(fā)一個(gè)準(zhǔn)確測(cè)量空氣懸掛空壓機(jī)等熵效率的系統(tǒng)，不僅能為優(yōu)化空壓機(jī)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，還能為實(shí)際應(yīng)用中空壓機(jī)的性能評(píng)估與監(jiān)控提供技術(shù)支撐。

1" 系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì)

1.1" 測(cè)試裝置方案設(shè)計(jì)

在空壓機(jī)測(cè)試過程中，由于測(cè)量活動(dòng)被限制在壓縮單元外部，不能直接測(cè)量壓縮單元內(nèi)的溫度和壓力。因此，需要在不直接測(cè)量壓縮單元內(nèi)部的溫度和壓力的情況下，確定空壓機(jī)的等熵效率。為此，在空壓機(jī)的入口和出口處安裝壓力、溫度和濕度等傳感器以采集數(shù)據(jù)，并配置一臺(tái)可調(diào)節(jié)的直流電源，使得可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整空壓機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。在連續(xù)排氣時(shí)，空氣懸掛空壓機(jī)依賴于一個(gè)閉合系統(tǒng)來壓縮空氣，因此，當(dāng)空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)，儲(chǔ)氣罐被用于構(gòu)建封閉系統(tǒng)并儲(chǔ)存壓縮空氣[3]。

經(jīng)分析，設(shè)計(jì)一套基于充罐法測(cè)試空氣懸掛空壓機(jī)等熵效率的系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)等熵效率的高精度、低成本和便捷式測(cè)量。測(cè)試裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖如圖1所示，圖中的各數(shù)字代表相關(guān)測(cè)試量的傳感器。

1.2" 測(cè)試系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì)

空壓機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)采用分層的硬件和軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)。在此架構(gòu)中，下位機(jī)硬件負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的直接采集和空壓機(jī)控制，這一層包括多種傳感器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空壓機(jī)的關(guān)鍵性能參數(shù)，如電壓、電流、壓力、溫度和流量。此外，下位機(jī)還負(fù)責(zé)執(zhí)行控制命令，以確?？諌簷C(jī)按照預(yù)定的測(cè)試參數(shù)運(yùn)行[4]。

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，以PLC為核心控制單元，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)啟動(dòng)和停止。整個(gè)系統(tǒng)的操作和監(jiān)控由上位機(jī)完成，選擇基于微軟VB6.0的上位機(jī)軟件作為測(cè)控軟件，該軟件與系統(tǒng)硬件聯(lián)合構(gòu)成了一套基于計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，軟件功能架構(gòu)涵蓋了空壓機(jī)操作界面、參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸與實(shí)時(shí)顯示、數(shù)據(jù)采集與計(jì)算、曲線圖繪制以及報(bào)警提示等關(guān)鍵內(nèi)容[5]。測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

在該系統(tǒng)中，各種待測(cè)量值的檢測(cè)工作由智能儀表和傳感器共同完成。這些設(shè)備專責(zé)于各信號(hào)路徑的測(cè)量工作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示。系統(tǒng)中智能儀表與各類傳感器和上位機(jī)通過RS 485連接，形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化的測(cè)控系統(tǒng)，允許多個(gè)設(shè)備之間進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)交換和控制指令的傳遞。在數(shù)據(jù)通信方面，系統(tǒng)采用ModBus通信協(xié)議來提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和響應(yīng)速度。

2" 數(shù)學(xué)模型

2.1" 等熵效率

等熵效率是評(píng)估空壓機(jī)如何有效地將輸入能量轉(zhuǎn)換為壓縮空氣的關(guān)鍵指標(biāo)，通過對(duì)比實(shí)際壓縮過程與理想等熵壓縮過程之間的能量損失，提供一種精確的性能評(píng)估方法[6]。通過構(gòu)建等熵效率的數(shù)學(xué)模型，精確地描述和計(jì)算在特定條件下系統(tǒng)的性能。以下為確定等熵效率數(shù)學(xué)模型的步驟。

1） 壓縮和冷卻計(jì)算

在沒有內(nèi)部測(cè)量的情況下，計(jì)算壓縮單元的熱力學(xué)特性。對(duì)于實(shí)際氣體，等熵指數(shù)是混合物比熱的比值，壓力比是出口壓力與進(jìn)氣壓力的比值，公式如下：

式中：[Pr]表示壓力比；P1為空壓機(jī)入口的壓力；P2為空壓機(jī)出口的壓力。

濕度比（HR）是混合物中空氣質(zhì)量與蒸汽質(zhì)量的比率，在空壓機(jī)的進(jìn)氣口和出氣口均有計(jì)算。在這兩處，濕度比用式（2）計(jì)算。

式中：Rda和Rvp分別是干燥空氣和蒸汽的氣體常數(shù)；Pda和Pvp分別是干燥空氣和蒸汽的壓力。

2） 質(zhì)量流量計(jì)算

入口質(zhì)量流量的計(jì)算需要測(cè)量空壓機(jī)出口處的實(shí)際質(zhì)量流量，以及空壓機(jī)入口和出口的濕度比?？諌簷C(jī)入口處的質(zhì)量流量用式（3）計(jì)算。

式中：qm，1為空壓機(jī)入口的質(zhì)量流量；qm，2為空壓機(jī)出口的質(zhì)量流量；HR1為空壓機(jī)入口的濕度比；HR2為空壓機(jī)出口的濕度比。

3） 等熵效率計(jì)算

等熵效率公式由步驟1）和步驟2）的計(jì)算結(jié)果來確定，其是以理想功率（Wis）與實(shí)際功率（Wact）的比率來計(jì)算的。等熵效率ηis用式（4）計(jì)算。

式中：κ是絕熱指數(shù)，取[κ=1.4]；R是混合物的比氣體常數(shù)；T1是空壓機(jī)入口的氣體溫度。

2.2" 影響因素的不確定度

根據(jù)等熵效率的數(shù)學(xué)模型，可確定不確定度來源為入口溫度、實(shí)際功率、等熵指數(shù)、入口質(zhì)量流量、混合物的比氣體常數(shù)和壓力比。量化這些不確定度并通過求其偏導(dǎo)數(shù)，以估算每個(gè)輸入量對(duì)等熵效率的影響程度[7]。因求各影響因素的方式一樣，具體以求壓力比為例，如式（5）～式（8）所示。

在效率計(jì)算過程中的每一步，不確定度都將被組合起來，利用式（9）采用覆蓋因子為2來計(jì)算正態(tài)分布的擴(kuò)展不確定性，以得到95%的置信區(qū)間[8]。

式中：U為相對(duì)擴(kuò)展不確定度；α為覆蓋因子。

組合所有不確定度確定理想輸入功率的不確定度，如式（10）所示。

3" 電控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，構(gòu)建控制系統(tǒng)的核心組件是S7?200?SMART PLC，主要負(fù)責(zé)信號(hào)的輸入與輸出處理。在輸入端，PLC接收多種信號(hào)，包括電壓、電流和流量等；輸出端，PLC控制負(fù)載空壓機(jī)啟動(dòng)和停止以及控制泄壓閥的開啟和關(guān)閉。被測(cè)空壓機(jī)與氣路系統(tǒng)連接，該氣路系統(tǒng)配備多種傳感器，用于直接測(cè)量空壓機(jī)的各項(xiàng)性能參數(shù)，這些參數(shù)隨后被傳輸至PC上位機(jī)或是本地觸摸屏，通過與PLC的通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)調(diào)用和實(shí)時(shí)顯示[9]。

電控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。通過傳感器、變送器將空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)時(shí)待測(cè)量數(shù)據(jù)傳送至PLC，然后存放在PLC指定的寄存器中，觸摸屏與PLC通過網(wǎng)口連接通信，上位機(jī)通過RS 485串口通信線與觸摸屏連接，采用ModBus通信協(xié)議使兩個(gè)設(shè)備實(shí)時(shí)通信，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空壓機(jī)運(yùn)行參數(shù)的即時(shí)顯示與監(jiān)控。在設(shè)計(jì)中，還考慮電源管理方案，為系統(tǒng)配備專有的工業(yè)級(jí)電源，提供穩(wěn)定的電壓和電流，以滿足PLC和其他電子設(shè)備的功率需求。

在負(fù)載電路設(shè)計(jì)中，PLC通過中間繼電器控制交流繼電器，進(jìn)而對(duì)負(fù)載進(jìn)行控制。利用層次化的控制鏈路在物理上隔離控制信號(hào)與負(fù)載電路，保護(hù)PLC不受高電壓和大電流的負(fù)載影響，避免系統(tǒng)短路、過載等異常突變情況對(duì)PLC模塊造成的損害，同時(shí)減輕電磁干擾對(duì)PLC的影響。模擬量輸入輸出模塊配置型號(hào)為EM?AM03，收集空壓機(jī)出口壓力和流量信息，將采集到的信息傳輸至上位機(jī)，用于數(shù)據(jù)分析和等熵效率的計(jì)算。

4" 電控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

4.1" PLC單元

本控制系統(tǒng)中的PLC編程軟件平臺(tái)選用SIEMENS的PLC Windows版編程軟件STEP 7?Micro/WIN SMART V2.6。在程序設(shè)計(jì)中，采用梯形圖的模式進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，PLC程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

程序設(shè)計(jì)中有兩種測(cè)試模式，分別為手動(dòng)模式和自動(dòng)循環(huán)測(cè)試模式。整個(gè)設(shè)計(jì)流程為：PLC啟動(dòng)時(shí)，進(jìn)行自檢及程序初始化。在自動(dòng)循環(huán)測(cè)試條件下，開啟空壓機(jī)，PLC持續(xù)監(jiān)控連接到其輸入端的各種傳感器和開關(guān)狀態(tài)，并對(duì)預(yù)設(shè)值條件進(jìn)行判斷，當(dāng)循環(huán)次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，系統(tǒng)停機(jī)不再測(cè)試；在手動(dòng)測(cè)試條件下，開啟氣泵，連續(xù)測(cè)試并采集空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，最后手動(dòng)停機(jī)。

4.2" 觸摸屏組態(tài)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)選用的觸摸屏為繁易旗下的FE4070CE型號(hào)的HMI，其編程軟件為FStudio?2，該款產(chǎn)品專注于設(shè)備自動(dòng)化和數(shù)字化的融合，適用于多種通信方式和程序下載方式。觸摸屏的組態(tài)設(shè)計(jì)界面包括主界面、參數(shù)設(shè)置[10]。

主界面的功能主要是在設(shè)備運(yùn)行時(shí)能第一時(shí)間知道主要參數(shù)信息，如電壓、電流、氣壓、流量和時(shí)間，對(duì)于循環(huán)測(cè)試功能，能夠計(jì)數(shù)循環(huán)次數(shù)并展示數(shù)據(jù)，界面還包含設(shè)置按鈕、啟?？諌簷C(jī)狀態(tài)的按鈕，設(shè)置按鈕用于切換至其他界面，默認(rèn)開機(jī)狀態(tài)下顯示為主界面。

參數(shù)設(shè)置界面主要是設(shè)定好測(cè)試開始之前的閾值和報(bào)警參數(shù)，當(dāng)運(yùn)行狀態(tài)超出設(shè)定閾值或超出報(bào)警上下限值，能夠及時(shí)停止空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，防止空壓機(jī)損壞。當(dāng)系統(tǒng)的測(cè)試量超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)，對(duì)應(yīng)的測(cè)試量便出現(xiàn)在報(bào)警畫面中，其對(duì)應(yīng)指示燈顯示報(bào)警色，報(bào)警畫面程序可以對(duì)報(bào)警的測(cè)試量進(jìn)行分析，并提出簡(jiǎn)要的解決方案。

4.3" 觸摸屏與PLC通信

PLC與觸摸屏之間的數(shù)據(jù)通信是一個(gè)關(guān)鍵的集成任務(wù)，涉及到精確的寄存器配置及協(xié)議同步。此過程首要任務(wù)是確保雙方設(shè)備在相同通信協(xié)議下運(yùn)作，并對(duì)通信參數(shù)，如波特率、數(shù)據(jù)位、停止位及奇偶校驗(yàn)等進(jìn)行嚴(yán)格配置，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性與可靠性。在此基礎(chǔ)上，PLC根據(jù)自身型號(hào)與編程環(huán)境的特定要求，指定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的寄存器地址，這些地址需在觸摸屏的配置軟件中進(jìn)行相應(yīng)的映射設(shè)置，確保數(shù)據(jù)源的一致性[11]。PLC與觸摸屏寄存器地址分配表如表1所示。

4.4" 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

空壓機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的軟件功能由測(cè)試模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)采集與計(jì)算模塊和數(shù)據(jù)顯示與保存模塊四部分組成。上位機(jī)軟件采用微軟的VB6.0軟件開發(fā)，完成數(shù)據(jù)傳輸、實(shí)時(shí)顯示、數(shù)據(jù)處理與計(jì)算、曲線繪制等功能[12]。PC端軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

上位機(jī)軟件用于控制和管理空氣懸掛空壓機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)。該軟件系統(tǒng)包含測(cè)試模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)采集與計(jì)算模塊和數(shù)據(jù)顯示與保存模塊4個(gè)主要功能模塊，每個(gè)模塊都具有特定的結(jié)構(gòu)和功能，以確保空壓機(jī)測(cè)試的有效性和準(zhǔn)確性。

1） 測(cè)試模塊

此模塊的主要職責(zé)是完成各個(gè)測(cè)試類型界面的切換，通過控制泄壓閥的開閉狀態(tài)來完成系統(tǒng)的封閉和開合，以此實(shí)現(xiàn)空載測(cè)試、連續(xù)加載測(cè)試、循環(huán)測(cè)試和泄壓測(cè)試的不同過程。

2） 通信模塊

該模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與PLC下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信，包括測(cè)試參數(shù)的設(shè)置和串口通信設(shè)置，保證測(cè)試參數(shù)的正確傳輸和系統(tǒng)控制指令的準(zhǔn)確執(zhí)行。

3） 數(shù)據(jù)采集與計(jì)算模塊

此模塊負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集電壓、電流、壓力、溫度和流量等關(guān)鍵信號(hào)，并經(jīng)過相關(guān)等熵效率以及不確定度算法的計(jì)算，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲取相應(yīng)的結(jié)果。

4） 數(shù)據(jù)顯示與保存模塊

該模塊主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示、曲線圖繪制和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的功能，為測(cè)試人員提供直觀的數(shù)據(jù)反饋和長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)保留功能。

主程序負(fù)責(zé)上位機(jī)軟件的整體控制，包括空壓機(jī)和測(cè)試系統(tǒng)的運(yùn)行。軟件采取模塊化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)系統(tǒng)的適應(yīng)性和擴(kuò)展能力，允許測(cè)試人員根據(jù)需要增加新的測(cè)試項(xiàng)或參數(shù)。子程序和函數(shù)的使用使得獨(dú)立的功能組件能夠組合為一個(gè)統(tǒng)一的軟件系統(tǒng)，完成空壓機(jī)性能測(cè)試系統(tǒng)的自動(dòng)化管理[13]。

5" 試驗(yàn)結(jié)果與分析

在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下進(jìn)行試驗(yàn)，即環(huán)境溫度為20 ℃、環(huán)境壓力為101.325 kPa、相對(duì)濕度為60%，并采集不同排氣壓力下出氣壓力、溫度、電壓、電流等相關(guān)數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)代入式（4），計(jì)算出等熵效率。為確保等熵效率計(jì)算的可靠性，計(jì)算不同被測(cè)量對(duì)象的不確定度，將多個(gè)輸入變量的不確定度相結(jié)合，計(jì)算它們對(duì)最終測(cè)量結(jié)果的不確定度的貢獻(xiàn)。

為避免試驗(yàn)過程受到隨機(jī)誤差的影響，多次重復(fù)每一組試驗(yàn)并求其平均值以提高結(jié)果的可靠性。因此，在計(jì)算不確定度的過程中，每一組排氣壓力經(jīng)4次試驗(yàn)，求其相對(duì)應(yīng)參數(shù)的平均值，最后求得相對(duì)應(yīng)的不確定度和擴(kuò)展不確定度。以0.4 MPa為例，在連續(xù)加載測(cè)試模式下試驗(yàn)，上位機(jī)進(jìn)行等熵效率計(jì)算和不確定度計(jì)算結(jié)果界面，如圖6和圖7所示。

在0.4 MPa排氣壓力條件下，經(jīng)分析表明該款空氣懸掛空壓機(jī)的等熵效率為37.5%。分析各輸入?yún)?shù)對(duì)空壓機(jī)等熵效率的影響，其不確定度均在1%以內(nèi)，具體而言，壓力比、入口質(zhì)量流量和相對(duì)實(shí)際功率的不確定度分別為±0.46%、±0.37%、±0.2%。綜合這些因素，對(duì)等熵效率結(jié)果的綜合擴(kuò)展不確定度擴(kuò)展至±3.62%，其中壓力比對(duì)結(jié)果的影響最為顯著。盡管各單一輸入量對(duì)效率結(jié)果的影響相對(duì)較小，但綜合考慮后，不確定度顯著增加。因此在進(jìn)行效率評(píng)估時(shí)，綜合考慮所有關(guān)鍵參數(shù)十分重要。

為準(zhǔn)確評(píng)估壓力比對(duì)效率不確定度的影響，本文在固定其他變量不變的前提下，系統(tǒng)地調(diào)整了空壓機(jī)的出口壓力，選取了5個(gè)不同的壓力水平進(jìn)行分析，精確量化壓力比變化對(duì)空壓機(jī)等熵效率不確定度的影響，數(shù)據(jù)結(jié)果如圖8和圖9所示。

在圖8中展示了不同壓力比下空壓機(jī)的等熵效率，圖9中展示了不同壓力比對(duì)空壓機(jī)等熵效率計(jì)算不確定度的影響。

由圖8的試驗(yàn)條件可知，空壓機(jī)的入口壓力為環(huán)境壓力，保持不變。因此，壓力比的變化即為排氣壓力的變化。隨著排氣壓力的增加，空壓機(jī)的等熵效率也呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，此時(shí)空壓機(jī)的性能在所測(cè)試壓力范圍內(nèi)，壓縮過程中的能量轉(zhuǎn)換效率隨壓力增加而提高。該上升趨勢(shì)表明，在所測(cè)試范圍內(nèi)，空壓機(jī)的設(shè)計(jì)和操作都處于較優(yōu)化的狀態(tài)，能夠隨著壓力的增加更加有效地進(jìn)行氣體壓縮。

從圖9中可看出，隨著壓力比的增加，空壓機(jī)等熵效率的不確定度呈下降趨勢(shì)，等熵效率結(jié)果的不確定性保持在3.7%以內(nèi)，最終趨于3.6%。

6" 結(jié)" 語

本文通過結(jié)合PLC和VB6.0上位機(jī)軟件，構(gòu)建了一個(gè)空壓機(jī)自動(dòng)化控制測(cè)試系統(tǒng)。試驗(yàn)結(jié)果表明，在整個(gè)分析的范圍內(nèi)，等熵效率的不確定度保持在一個(gè)相對(duì)較低的水平，從而確保了結(jié)果的可靠性。因此，這些等熵效率的數(shù)據(jù)可被視為評(píng)估空壓機(jī)性能的可靠指標(biāo)，同時(shí)也間接驗(yàn)證了該測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。

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作者簡(jiǎn)介：周慶霞（1999—），女，江蘇鹽城人，碩士研究生，研究方向?yàn)闄C(jī)械制造及其自動(dòng)化。

卿兆波（1981—），男，湖南邵陽人，碩士研究生，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樵揭败囇b備設(shè)計(jì)與制造。

收稿日期：2024?03?25" " " " " "修回日期：2024?05?07