Выпрабавальны стэнд мадэляў гідраўлічных турбін адыгрывае важную ролю ў развіцці гідраэнергетычных тэхналогій. Гэта важнае абсталяванне для паляпшэння якасці гідраэнергетычнай прадукцыі і аптымізацыі прадукцыйнасці агрэгатаў. Для вытворчасці любога рабочага апарата спачатку неабходна распрацаваць мадэль рабочага апарата і праверыць мадэль, мадэлюючы рэальныя вымяральнікі напору гідраэлектрастанцыі на выпрабавальным стэндзе для высоканапорных гідраўлічных машын. Калі ўсе дадзеныя адпавядаюць патрабаванням карыстальнікаў, рабочы апарат можа быць афіцыйна выраблены. Такім чынам, некаторыя замежныя вытворцы гідраэнергетычнага абсталявання маюць некалькі выпрабавальных стэндаў для высоканапорных выпрабаванняў, каб задаволіць патрэбы розных функцый. Напрыклад, французская кампанія neyrpic мае пяць перадавых высокадакладных мадэльных выпрабавальных стэндаў; Hitachi і Toshiba маюць пяць мадэльных выпрабавальных стэндаў з напорам больш за 50 м. У адпаведнасці з патрэбамі вытворчасці, буйны навукова-даследчы інстытут электратэхнікі распрацаваў выпрабавальны стэнд для высоканапорных выпрабаванняў з поўным наборам функцый і высокай дакладнасцю, які можа праводзіць мадэльныя выпрабаванні трубчастых, змешаных, восевых і рэверсіўных гідраўлічных машын адпаведна, прычым напор можа дасягаць 150 м. Выпрабавальны стэнд можа быць адаптаваны да мадэльных выпрабаванняў вертыкальных і гарызантальных агрэгатаў. Выпрабавальны стэнд распрацаваны з двума станцыямі a і B. Калі станцыя a працуе, усталёўваецца станцыя B, што можа скараціць цыкл выпрабаванняў. A. B дзве станцыі маюць адну сістэму электрычнага кіравання і выпрабавальную сістэму. Электрычная сістэма кіравання выкарыстоўвае PROFIBUS у якасці асновы, ПЛК NAIS fp10sh - у якасці асноўнага кантролера, а IPC (прамысловы камп'ютар кіравання) рэалізуе цэнтралізаванае кіраванне. Сістэма выкарыстоўвае тэхналогію палявых шынаў для рэалізацыі перадавочнага цалкам лічбавага рэжыму кіравання, што забяспечвае надзейнасць, бяспеку і лёгкасць абслугоўвання сістэмы. Гэта сістэма кіравання выпрабаваннямі водазабеспячэння з высокай ступенню аўтаматызацыі, вырабленая ў Кітаі. Склад сістэмы кіравання.
Выпрабавальны стэнд для высокага напору складаецца з двух рухавікоў помпы магутнасцю 550 кВт і дыяпазонам хуткасцей 250 ~ 1100 аб/мін, якія паскараюць паток вады ў трубаправодзе да патрэбных карыстальніку вымяральнікаў напору і падтрымліваюць плаўную працу напору. Параметры рабочага калонкі кантралююцца дынамометрам. Магутнасць рухавіка дынамометра складае 500 кВт, хуткасць — ад 300 да 2300 аб/мін, на станцыях А і В усталяваны па адным дынамометры. Прынцып працы выпрабавальнага стэнда для высокага напору гідраўлічных машын паказаны на малюнку 1. Сістэма патрабуе, каб дакладнасць кіравання рухавіком была меншай за 0,5%, а напрацоўка на адбой — большай за 5000 гадзін. Пасля шматлікіх даследаванняў была абраная сістэма рэгулявання хуткасці пастаяннага току DCS500, вырабленая кампаніяй ***. DCS500 можа прымаць каманды кіравання двума спосабамі. Адзін з іх — атрымліваць сігналы 4 ~ 20 мА для задавальнення патрабаванняў да хуткасці; Другі спосаб — дадаць модуль PROFIBUS DP для прыёму ў лічбавым рэжыме, каб задаволіць патрабаванні да хуткасці. Першы спосаб мае простае кіраванне і нізкі кошт, але ён будзе перашкаджаць перадачы току і ўплываць на дакладнасць кіравання; хоць другі спосаб дарагі, ён можа гарантаваць дакладнасць дадзеных і дакладнасць кіравання ў працэсе перадачы. Такім чынам, сістэма выкарыстоўвае чатыры DCS500 для кіравання адпаведна двума дынамометрамі і двума рухавікамі вадзяной помпы. У якасці падпарадкаванай станцыі PROFIBUS DP чатыры прылады ўзаемадзейнічаюць з ПЛК галоўнай станцыі ў рэжыме "галоўны-падпарадкаваны". ПЛК кіруе запускам/спынам дынамометра і рухавіка вадзяной помпы, перадае хуткасць рухавіка на DCS500 праз PROFIBUS DP і атрымлівае стан і параметры працы рухавіка ад DCS500.
ПЛК выбірае модуль afp37911 вытворчасці NAIS Europe ў якасці галоўнай станцыі, якая адначасова падтрымлівае пратаколы FMS і DP. Модуль з'яўляецца галоўнай станцыяй FMS, якая рэалізуе асноўную сувязь з IPC і сістэмай збору дадзеных; ён таксама з'яўляецца галоўнай станцыяй DP, якая рэалізуе сувязь "галоўны-падпарадкаваны" з DCS500.
Усе параметры дынамометра будуць сабраны і адлюстраваны на экране праз тэхналогію шыны VXI (астатнія параметры будуць сабраны кампаніяй VXI). IPC падключаецца да сістэмы збору дадзеных праз FMS для завяршэння сувязі. Склад усёй сістэмы паказаны на малюнку 2.
1.1 палявая шына PROFIBUS — гэта стандарт, распрацаваны 13 кампаніямі і 5 навукова-даследчымі ўстановамі ў рамках сумеснага праекта распрацоўкі. Ён уключаны ў еўрапейскі стандарт en50170 і з'яўляецца адным са стандартаў прамысловых палявых шын, рэкамендаваных у Кітаі. Ён уключае наступныя формы:
·PROFIBUS FMS вырашае агульныя задачы сувязі на ўзроўні майстэрні, забяспечвае вялікую колькасць камунікацыйных паслуг і выконвае цыклічныя і нецыклічныя задачы сувязі з сярэдняй хуткасцю перадачы. Модуль Profibus NAIS падтрымлівае хуткасць сувязі 1,2 Мбіт/с і не падтрымлівае цыклічны рэжым сувязі. Ён можа мець зносіны толькі з іншымі галоўнымі станцыямі FMS, выкарыстоўваючы MMA нецыклічная перадача дадзеных � галоўнае злучэнне �, і модуль несумяшчальны з FMS. Такім чынам, ён не можа выкарыстоўваць толькі адну форму PROFIBUS у распрацоўцы схемы.
·PROFIBUS-DP аптымізаванае хуткаснае і недарагое камунікацыйнае злучэнне прызначана для сувязі паміж сістэмай аўтаматычнага кіравання і дэцэнтралізаваным уводам/вывадам абсталявання. Паколькі DP і FMS выкарыстоўваюць адзін і той жа пратакол сувязі, яны могуць суіснаваць у адным сегменце сеткі. Паміж NAIS і a, msaz нецыклічная перадача дадзеных злучэнне галоўная-падпарадкаваная станцыя падпарадкаваная станцыя актыўна не ўзаемадзейнічае.
·PROFIBUS PA стандартная тэхналогія іскрыстабяспечнай перадачы, спецыяльна распрацаваная для аўтаматызацыі працэсаў рэалізуе працэдуры сувязі, указаныя ў IEC1158-2 для выпадкаў з высокімі патрабаваннямі бяспекі і станцый, якія сілкуюцца ад шыны. Асяроддзем перадачы, якое выкарыстоўваецца ў сістэме, з'яўляецца медная экранаваная вітая пара пратакол сувязі - RS485, а хуткасць сувязі складае 500 кбіт/с. Ужыванне прамысловай палявой шыны гарантуе бяспеку і надзейнасць сістэмы.
1.2 Прамысловы камп'ютар кіравання IPC
Верхні прамысловы камп'ютар кіравання выкарыстоўвае тайваньскі камп'ютар Advantech, які працуе пад кіраваннем аперацыйнай сістэмы Windows NT4.0. Для адлюстравання інфармацыі аб працоўным стане сістэмы на вялікім экране і графічнага адлюстравання патоку і закаркаванняў у трубаправодзе выкарыстоўваецца праграмнае забеспячэнне WinCC кампаніі Siemens. Усе дадзеныя перадаюцца з ПЛК праз PROFIBUS. ПЛК унутрана абсталяваны сеткавай картай Profiboard нямецкай кампаніі Softing, якая спецыяльна распрацавана для PROFIBUS. З дапамогай праграмнага забеспячэння для канфігурацыі, прадастаўленага Softing, можна наладзіць сеткавую сувязь, усталяваць сеткавую сувязь Cr (камунікацыйную сувязь) і аб'ектны слоўнік OD (аб'ектны слоўнік). WINCC вырабляецца Siemens. Ён падтрымлівае прамое падключэнне толькі да ПЛК S5/S7 кампаніі і можа ўзаемадзейнічаць з іншымі ПЛК толькі праз тэхналогію DDE, якую забяспечвае Windows. Кампанія Softing прапануе сервернае праграмнае забеспячэнне DDE для рэалізацыі сувязі PROFIBUS з WinCC.
1.3 ПЛК
У якасці ЗАТ абраная кампанія Fp10sh кампаніі NAIS.
2 функцыі сістэмы кіравання
Акрамя кіравання двума рухавікамі вадзяных помпаў і двума дынамометрамі, сістэма кіравання таксама павінна кіраваць 28 электрычнымі клапанамі, 4 рухавікамі грузавых механізмаў, 8 рухавікамі алейных помпаў, 3 рухавікамі вакуумных помпаў, 4 рухавікамі помпаў для зліву алею і 2 электрамагнітнымі клапанамі змазкі. Кірунак патоку і расход вады рэгулююцца перамыкачом клапанаў у адпаведнасці з патрабаваннямі карыстальнікаў да выпрабаванняў.
2.1 пастаянны напор
Адрэгулюйце хуткасць вадзянога помпы: стабілізуйце яе на пэўным значэнні, каб ціск вады быў вызначаны ў гэты час; адрэгулюйце хуткасць дынамометра да пэўнага значэння і збярыце адпаведныя дадзеныя пасля таго, як працоўныя ўмовы стабілізуюцца на працягу 2~4 хвілін. Падчас выпрабавання неабходна падтрымліваць ціск вады нязменным. На рухавік вадзянога помпы размяшчаецца кодавы дыск для збору дадзеных аб хуткасці рухавіка, каб DCS500 фармаваў замкнёны контур кіравання. Хуткасць вадзянога помпы ўводзіцца з дапамогай клавіятуры IPC.
2.2 пастаянная хуткасць
Адрэгулюйце хуткасць дынамометра, каб стабілізаваць яе на пэўным значэнні. У гэты час хуткасць дынамометра застаецца пастаяннай; адрэгулюйце хуткасць помпы да пэўнага значэння (г.зн. адрэгулюйце напор) і збярыце адпаведныя дадзеныя пасля таго, як працоўны стан стабілізуецца на працягу 2~4 хвілін. DCS500 фарміруе замкнёны контур для хуткасці дынамометра, каб стабілізаваць хуткасць дынамометра.
2.3 тэст на разгон
Адрэгулюйце хуткасць дынамометра да пэўнага значэння і падтрымлівайце хуткасць дынамометра нязменнай. адрэгулюйце хуткасць вадзянога помпы, каб выхадны крутоўны момант дынамометра быў блізкі да нуля (у гэтым працоўным стане дынамометр працуе як для выпрацоўкі энергіі, так і для электрычнай працы), і збярыце адпаведныя дадзеныя. Падчас выпрабавання хуткасць рухавіка вадзянога помпы павінна заставацца нязменнай і рэгулявацца з дапамогай DCS500.
2.4 каліброўка патоку
Сістэма абсталявана двума карэкцыйнымі рэзервуарамі для каліброўкі расходомера ў сістэме. Перад каліброўкай спачатку вызначце пазначанае значэнне расходу, затым запусціце рухавік вадзянога помпы і пастаянна рэгулюйце хуткасць рухавіка вадзянога помпы. У гэты час звярніце ўвагу на значэнне расходу. Калі значэнне расходу дасягне патрэбнага значэння, стабілізуйце рухавік вадзянога помпы на бягучай хуткасці (у гэты час вада цыркулюе ў калібровачным трубаправодзе). Усталюйце час пераключэння дэфлектара. Пасля стабілізацыі працоўных умоў уключыце электрамагнітны клапан, запусціце адлік часу і адначасова пераключыце ваду з трубаправода ў карэкцыйны рэзервуар. Па заканчэнні часу электрамагнітны клапан адключаецца. У гэты час вада зноў пераключаецца ў калібровачны трубаправод. Знізьце хуткасць рухавіка вадзянога помпы, стабілізуйце яго на пэўнай хуткасці і зчытайце адпаведныя дадзеныя. Затым зліце ваду і адкалібруйце наступную кропку.
2,5 ручное / аўтаматычнае непарушанае пераключэнне
Для палягчэння абслугоўвання і адладкі сістэмы распрацавана ручная клавіятура. Аператар можа кіраваць дзеяннем клапана незалежна з дапамогай клавіятуры, што не абмежавана блакіроўкай. Сістэма выкарыстоўвае модуль дыстанцыйнага ўводу/вываду NAIS, які дазваляе кіраваць клавіятурай у розных месцах. Падчас ручнога/аўтаматычнага пераключэння стан клапана застаецца нязменным.
У якасці галоўнага кантролера сістэма выкарыстоўвае ПЛК, што спрашчае сістэму і забяспечвае высокую надзейнасць і лёгкасць абслугоўвання; PROFIBUS забяспечвае поўную перадачу дадзеных, пазбягае электрамагнітных перашкод і дазваляе сістэме адпавядаць патрабаванням дакладнасці канструкцыі; рэалізуецца абмен дадзенымі паміж рознымі прыладамі; гнуткасць PROFIBUS забяспечвае зручныя ўмовы для пашырэння сістэмы. Схема праектавання сістэмы з прамысловай палявой шынай у якасці асновы стане асноўным відам прамысловага прымянення.
Час публікацыі: 17 лютага 2022 г.
