Изпитателният стенд за модели на хидравлични турбини играе важна роля в развитието на водноелектрическите технологии. Това е важно оборудване за подобряване на качеството на водноелектрическите продукти и оптимизиране на производителността на агрегатите. Производството на всеки хидравличен двигател първо изисква разработване на моделен хидравличен двигател и тестване на модела чрез симулиране на действителните напорни измервателни уреди на водноелектрическата централа на изпитателен стенд за хидравлични машини с висок напор. Ако всички данни отговарят на изискванията на потребителите, хидравличният двигател може да бъде официално произведен. Поради това някои чуждестранни производители на водноелектрическо оборудване разполагат с няколко изпитателни стенда за висок напор, за да отговорят на нуждите на различни функции. Например, френската компания Neyrpic разполага с пет усъвършенствани високопрецизни изпитателни стенда за модели; Hitachi и Toshiba имат пет изпитателни стенда за модели с воден напор над 50 м. Според нуждите на производството, голям изследователски институт за електрически машини е проектирал изпитателен стенд за висок напор с пълна функционалност и висока прецизност, който може да извършва моделни тестове съответно на тръбни, смесени, аксиални и обратими хидравлични машини, като водният напор може да достигне 150 м. Изпитателният стенд може да се адаптира към моделни тестове на вертикални и хоризонтални агрегати. Изпитателният стенд е проектиран с две станции a и B. Когато станция a работи, се инсталира станция B, което може да съкрати цикъла на изпитване. A. B Две станции споделят един комплект електрическа система за управление и тестова система. Електрическата система за управление използва PROFIBUS като ядро, NAIS fp10sh PLC като основен контролер, а IPC (индустриален управляващ компютър) осъществява централизирано управление. Системата използва fieldbus технология, за да реализира усъвършенстван изцяло цифров режим на управление, което гарантира надеждността, безопасността и лесната поддръжка на системата. Това е система за управление на тестове на машини за пестене на вода с висока степен на автоматизация, произведена в Китай. Състав на системата за управление.
Изпитвателният стенд за високо водно налягане се състои от два помпени двигателя с мощност 550KW и диапазон на скоростта от 250 ~ 1100 об/мин, които ускоряват водния поток в тръбопровода до измервателните уреди за воден напор, необходими на потребителя, и поддържат плавното движение на водния напор. Параметрите на ролката се следят от динамометъра. Мощността на двигателя на динамометъра е 500kW, скоростта е между 300 ~ 2300 об/мин, а на станции A и B има по един динамометър. Принципът на изпитателния стенд за хидравлични машини с високо водно налягане е показан на Фигура 1. Системата изисква точността на управление на двигателя да е по-малка от 0,5%, а MTBF да е по-голям от 5000 часа. След много проучвания е избрана DC система за регулиране на скоростта DCS500, произведена от компания *** * *. DCS500 може да приема управляващи команди по два начина. Единият е да приема сигнали 4 ~ 20mA, за да отговаря на изискванията за скорост; Вторият е да се добави PROFIBUS DP модул за приемане в цифров режим, за да се отговорят на изискванията за скорост. Първият метод има прост контрол и ниска цена, но ще бъде смутен при предаване на ток и ще повлияе на точността на управление; Въпреки че вторият метод е скъп, той може да гарантира точността на данните и точността на управление в процеса на предаване. Следователно, системата използва четири DCS500 за управление съответно на два динамометъра и два двигателя на водна помпа. Като PROFIBUS DP подчинена станция, четирите устройства комуникират с PLC на главната станция в режим master-slave. PLC контролира стартирането/спирането на динамометъра и двигателя на водната помпа, предава скоростта на двигателя към DCS500 чрез PROFIBUS DP и получава състоянието и параметрите на двигателя от DCS500.
PLC избира модула afp37911, произведен от NAIS Europe, за главна станция, която едновременно поддържа FMS и DP протоколи. Модулът е главната станция на FMS, която осъществява основната комуникация в основния режим с IPC и системата за събиране на данни; той е и главната DP станция, която осъществява комуникация master-slave с DCS500.
Всички параметри на динамометъра ще бъдат събрани и показани на екрана чрез VXI Bus технология (други параметри ще бъдат събрани от компанията VXI). IPC се свързва със системата за събиране на данни чрез FMS, за да осъществи комуникацията. Съставът на цялата система е показан на Фигура 2.
1.1 fieldbus PROFIBUS е стандарт, формулиран от 13 компании и 5 научноизследователски институции в рамките на съвместен проект за разработка. Той е включен в европейския стандарт en50170 и е един от препоръчаните в Китай индустриални fieldbus стандарти. Той включва следните форми:
·PROFIBUS FMS решава общи комуникационни задачи на ниво сервиз, предоставя голям брой комуникационни услуги и изпълнява циклични и нециклични комуникационни задачи със средна скорост на предаване. Profibus модулът на NAIS поддържа скорост на комуникация от 1,2 Mbps и не поддържа цикличен комуникационен режим. Той може да комуникира само с други главни станции на FMS, използвайки MMA нециклично предаване на данни главна връзка и модулът не е съвместим с FMS. Следователно, той не може да използва само една форма на PROFIBUS при проектирането на схемата.
·PROFIBUS-DP оптимизираната високоскоростна и евтина комуникационна връзка е предназначена за комуникация между автоматична система за управление и децентрализирани входно/изходни данни на ниво оборудване. Тъй като DP и FMS използват един и същ комуникационен протокол, те могат да съществуват едновременно в един и същ мрежов сегмент. Между NAIS и a, msaz нециклично предаване на данни връзка master-slave подчинената станция не комуникира активно.
·PROFIBUS PA стандартна искробезопасна технология за предаване, специално проектирана за автоматизация на процеси реализира комуникационните процедури, посочени в iec1158-2 за случаи с високи изисквания за безопасност и станции, захранвани от шината. Предавателната среда, използвана в системата, е медна екранирана усукана двойка комуникационният протокол е RS485, а скоростта на комуникация е 500kbps. Приложението на индустриална полева шина осигурява гаранция за безопасността и надеждността на системата.
1.2 IPC индустриален контролен компютър
Горният индустриален контролен компютър използва тайванския индустриален контролен компютър Advantech, работещ с операционна система Windows NT4.0 за работна станция. Използва се софтуер за индустриална конфигурация WinCC на компанията Siemens, който показва информация за работното състояние на системата на голям екран и графично представя потока в тръбопровода и запушванията. Всички данни се предават от PLC чрез PROFIBUS. IPC е вътрешно оборудван с мрежова карта Profiboard, произведена от немската компания Softing, която е специално проектирана за PROFIBUS. Чрез софтуера за конфигуриране, предоставен от Softing, може да се осъществи работа в мрежа, да се установи мрежова комуникационна връзка Cr (комуникационна връзка) и обектен речник OD (обективен речник). WINCC е произведен от Siemens. Той поддържа само директна връзка с PLC S5/S7 на компанията и може да комуникира с други PLC само чрез DDE технологията, предоставена от Windows. Softing предоставя DDE сървърен софтуер за осъществяване на PROFIBUS комуникация с WinCC.
1.3 ПЛК
Fp10sh на компанията NAIS е избрана за АД.
2 функции на системата за управление
В допълнение към управлението на два двигателя на водни помпи и два динамометъра, системата за управление трябва да контролира и 28 електрически клапана, 4 двигателя на тежести, 8 двигателя на маслени помпи, 3 двигателя на вакуумни помпи, 4 двигателя на помпи за източване на масло и 2 електромагнитни клапана за смазване. Посоката на потока и дебитът на водата се контролират чрез превключвател на клапаните, за да се отговорят на изискванията на потребителите за изпитване.
2.1 постоянен напор
Регулирайте скоростта на водната помпа: стабилизирайте я на определена стойност, така че водният напор да е определен в този момент; регулирайте скоростта на динамометъра на определена стойност и съберете съответните данни, след като работните условия се стабилизират за 2 ~ 4 минути. По време на теста е необходимо водният напор да се поддържа непроменен. Кодов диск се поставя на двигателя на водната помпа, за да се регистрира скоростта на двигателя, така че DCS500 да формира затворен контур за управление. Скоростта на водната помпа се въвежда от клавиатурата на IPC.
2.2 постоянна скорост
Регулирайте скоростта на динамометъра, за да го стабилизирате на определена стойност. В този момент скоростта на динамометъра е постоянна; регулирайте скоростта на помпата на определена стойност (т.е. регулирайте налягането) и събирайте съответните данни, след като работните условия се стабилизират за 2 ~ 4 минути. DCS500 формира затворен контур за скоростта на динамометъра, за да стабилизира скоростта му.
2.3 тест за бягство
Регулирайте скоростта на динамометъра до определена стойност и я поддържайте непроменена. Регулирайте скоростта на водната помпа, така че изходният въртящ момент на динамометъра да е близо до нула (при това работно състояние динамометърът работи за генериране на енергия и електрическа работа) и съберете съответните данни. По време на теста скоростта на двигателя на водната помпа трябва да остане непроменена и да се регулира от DCS500.
2.4 калибриране на потока
Системата е оборудвана с два резервоара за корекция на дебита за калибриране на разходомера в системата. Преди калибриране първо определете маркираната стойност на дебита, след това стартирайте двигателя на водната помпа и непрекъснато регулирайте скоростта му. В този момент обърнете внимание на стойността на дебита. Когато стойността на дебита достигне желаната стойност, стабилизирайте двигателя на водната помпа на текущата скорост (по това време водата циркулира в калибровъчния тръбопровод). Задайте времето за превключване на дефлектора. След като работното състояние се стабилизира, включете електромагнитния вентил, стартирайте отчитането на времето и едновременно с това превключете водата от тръбопровода към резервоара за корекция. Когато времето за отчитане изтече, електромагнитният вентил се изключва. В този момент водата отново се превключва към калибровъчния тръбопровод. Намалете скоростта на двигателя на водната помпа, стабилизирайте я на определена скорост и отчетете съответните данни. След това източете водата и калибрирайте следващата точка.
2.5 ръчно/автоматично превключване без прекъсване
За да се улесни поддръжката и отстраняването на грешки в системата, е проектирана ръчна клавиатура. Операторът може да контролира действието на клапана независимо чрез клавиатурата, което не е ограничено от блокиране. Системата използва NAIS модул за дистанционен вход/изход, който може да накара клавиатурата да работи на различни места. По време на ръчно/автоматично превключване, състоянието на клапана остава непроменено.
Системата използва PLC като основен контролер, което опростява системата и осигурява висока надеждност и лесна поддръжка; PROFIBUS осъществява пълно предаване на данни, избягва електромагнитни смущения и прави системата да отговаря на изискванията за точност на проекта; Споделяне на данни между различни устройства е осъществено; Гъвкавостта на PROFIBUS осигурява удобни условия за разширяване на системата. Схемата за проектиране на системата с индустриална полева шина като ядро ще се превърне в основен елемент в индустриалното приложение.
Време на публикуване: 17 февруари 2022 г.
