জলবিদ্যুৎ প্রযুক্তির উন্নয়নে হাইড্রোলিক টারবাইন মডেল টেস্ট বেডের গুরুত্ব

জলবিদ্যুৎ প্রযুক্তির উন্নয়নে হাইড্রোলিক টারবাইন মডেল টেস্ট বেড একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এটি জলবিদ্যুৎ পণ্যের মান উন্নত করতে এবং ইউনিটগুলোর কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজ করার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ সরঞ্জাম। যেকোনো রানার উৎপাদনের জন্য, প্রথমে মডেল রানার তৈরি করতে হয় এবং হাই হেড হাইড্রোলিক মেশিনারি টেস্ট বেঞ্চে জলবিদ্যুৎ কেন্দ্রের প্রকৃত হেড মিটার অনুকরণ করে মডেলটি পরীক্ষা করা যায়। যদি সমস্ত ডেটা ব্যবহারকারীর প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে, তবে রানারটি আনুষ্ঠানিকভাবে উৎপাদন করা যেতে পারে। তাই, বিদেশের কিছু সুপরিচিত জলবিদ্যুৎ সরঞ্জাম প্রস্তুতকারকের কাছে বিভিন্ন ফাংশনের চাহিদা মেটানোর জন্য বেশ কয়েকটি হাই হেড টেস্ট বেঞ্চ রয়েছে, যেমন ফ্রান্সের nyrpic কোম্পানির পাঁচটি উন্নত উচ্চ-নির্ভুল মডেল টেস্ট বেঞ্চ; Hitachi এবং Toshiba প্রত্যেকের কাছে ৫০ মিটারের বেশি ওয়াটার হেড সহ পাঁচটি করে মডেল টেস্ট স্ট্যান্ড রয়েছে। উৎপাদনের প্রয়োজন অনুসারে, একটি বৃহৎ বৈদ্যুতিক মেশিন গবেষণা প্রতিষ্ঠান সম্পূর্ণ কার্যকারিতা এবং উচ্চ নির্ভুলতা সহ একটি হাই ওয়াটার হেড টেস্ট বেঞ্চ ডিজাইন করেছে, যা যথাক্রমে টিউবুলার, মিক্সড ফ্লো, অ্যাক্সিয়াল ফ্লো এবং রিভার্সিবল হাইড্রোলিক মেশিনারির মডেল পরীক্ষা করতে পারে। এর ওয়াটার হেড ১৫০ মিটার পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে। টেস্ট বেঞ্চটি উল্লম্ব এবং অনুভূমিক ইউনিটের মডেল পরীক্ষার জন্য অভিযোজিত হতে পারে। টেস্ট বেঞ্চটি 'এ' এবং 'বি' এই দুটি স্টেশন দিয়ে ডিজাইন করা হয়েছে। যখন স্টেশন 'এ' কাজ করে, তখন স্টেশন 'বি' ইনস্টল করা হয়, যা পরীক্ষার চক্রকে সংক্ষিপ্ত করতে পারে। 'এ' এবং 'বি' এই দুটি স্টেশন একটি বৈদ্যুতিক নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা এবং পরীক্ষা ব্যবস্থা ভাগ করে নেয়। বৈদ্যুতিক নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থাটি PROFIBUS-কে মূল হিসেবে, NAIS fp10sh PLC-কে প্রধান কন্ট্রোলার হিসেবে এবং IPC (ইন্ডাস্ট্রিয়াল কন্ট্রোল কম্পিউটার)-কে কেন্দ্রীভূত নিয়ন্ত্রণ হিসেবে ব্যবহার করে। সিস্টেমটি উন্নত সম্পূর্ণ ডিজিটাল নিয়ন্ত্রণ মোড বাস্তবায়নের জন্য ফিল্ড বাস প্রযুক্তি ব্যবহার করে, যা সিস্টেমের নির্ভরযোগ্যতা, নিরাপত্তা এবং সহজ রক্ষণাবেক্ষণ নিশ্চিত করে। এটি চীনের উচ্চ মাত্রার স্বয়ংক্রিয়তা সম্পন্ন হাইড্রোলিক যন্ত্রপাতি পরীক্ষা নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা। নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার গঠন।

উচ্চ ওয়াটার হেড টেস্ট বেঞ্চটি দুটি পাম্প মোটর দ্বারা গঠিত, যেগুলোর স্থাপিত ক্ষমতা ৫৫০ কিলোওয়াট এবং ঘূর্ণন গতিসীমা ২৫০-১১০০ আর/মিনিট। এর কাজ হলো ব্যবহারকারীর প্রয়োজনীয় ওয়াটার হেড মিটারের দিকে পাইপলাইনে পানির প্রবাহকে ত্বরান্বিত করা এবং ওয়াটার হেডকে মসৃণভাবে চালু রাখা। রানারের প্যারামিটারগুলো ডায়নামোমিটার দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা হয়। ডায়নামোমিটারের মোটরের ক্ষমতা ৫০০ কিলোওয়াট এবং ঘূর্ণন গতি ৩০০ থেকে ২৩০০ আর/মিনিটের মধ্যে। স্টেশন ‘এ’ এবং স্টেশন ‘বি’-তে একটি করে ডায়নামোমিটার রয়েছে। উচ্চ হেড হাইড্রোলিক মেশিনারি টেস্ট বেঞ্চের কার্যপ্রণালী চিত্র ১-এ দেখানো হয়েছে। এই সিস্টেমের জন্য প্রয়োজন যে মোটর নিয়ন্ত্রণের নির্ভুলতা ০.৫%-এর কম হবে এবং ব্যর্থতার মধ্যবর্তী গড় সময় (MTTF) ৫০০০ ঘণ্টার বেশি হবে। অনেক গবেষণার পর, DCS500 ডিসি স্পিড কন্ট্রোল সিস্টেমটি নির্বাচন করা হয়েছে। DCS500 দুটি উপায়ে নিয়ন্ত্রণের কমান্ড গ্রহণ করতে পারে, একটি হলো গতির প্রয়োজনীয়তা মেটাতে ৪-২০ মিলিঅ্যাম্পিয়ার সিগন্যাল গ্রহণ করা; অন্য উপায়টি হলো ডিজিটাল মোডে ডেটা গ্রহণের মাধ্যমে গতির প্রয়োজনীয়তা মেটাতে একটি PROFIBUS DP মডিউল যুক্ত করা। প্রথম পদ্ধতিটি সহজ এবং সস্তা, কিন্তু এটি কারেন্ট ট্রান্সমিশনে বাধা সৃষ্টি করে, যা নিয়ন্ত্রণের নির্ভুলতাকে প্রভাবিত করে; যদিও দ্বিতীয় পদ্ধতিটি ব্যয়বহুল, এটি ট্রান্সমিশন প্রক্রিয়ায় ডেটার নির্ভুলতা এবং নিয়ন্ত্রণের নির্ভুলতা নিশ্চিত করতে পারে। তাই, এই সিস্টেমে যথাক্রমে দুটি ডাইনামোমিটার এবং দুটি ওয়াটার পাম্প মোটর নিয়ন্ত্রণের জন্য চারটি DCS500 ব্যবহার করা হয়। PROFIBUS DP স্লেভ স্টেশন হিসেবে, এই চারটি ডিভাইস মাস্টার-স্লেভ মোডে মাস্টার স্টেশন PLC-এর সাথে যোগাযোগ করে। PLC ডাইনামোমিটার এবং পাম্প মোটরের স্টার্ট/স্টপ নিয়ন্ত্রণ করে, PROFIBUS DP-এর মাধ্যমে মোটরের চলার গতি DCS500-এ প্রেরণ করে, এবং DCS500 থেকে মোটরের চলার অবস্থা ও প্যারামিটার সংগ্রহ করে, এবং রিয়েল-টাইম মনিটরিং বাস্তবায়নের জন্য সেগুলোকে PROFIBUS FMS-এর মাধ্যমে উচ্চতর IPC-তে প্রেরণ করে।

পিএলসি মাস্টার স্টেশন হিসেবে NAIS Europe দ্বারা উৎপাদিত afp37911 মডিউলটি নির্বাচন করে, যা একই সাথে FMS এবং DP প্রোটোকল সমর্থন করে। এই মডিউলটি FMS-এর প্রধান স্টেশন এবং মাস্টার-মাস্টার মোডে IPC ও ডেটা অ্যাকুইজিশন সিস্টেমের সাথে যোগাযোগ করে; এটি একটি DP মাস্টার স্টেশনও, যা DCS500-এর সাথে মাস্টার-স্লেভ যোগাযোগ বাস্তবায়ন করে।

ডেটা অ্যাকুইজিশন সিস্টেমটি ডাইনামোমিটারের বিভিন্ন প্যারামিটার সংগ্রহ করতে এবং সেগুলোকে বড় পর্দায় প্রদর্শন করতে VXI বাস প্রযুক্তি ব্যবহার করে, এবং ফলাফলগুলোকে সারণি ও গ্রাফে রূপ দেয় (এই অংশটি অন্য কোম্পানি দ্বারা সম্পন্ন করা হয়)। IPC, FMS-এর মাধ্যমে ডেটা অ্যাকুইজিশন সিস্টেমের সাথে যোগাযোগ করে। সম্পূর্ণ সিস্টেমটির গঠন চিত্র ২-এ দেখানো হয়েছে।
১.১ ফিল্ডবাস প্রোফিবাস (PROFIBUS) হলো সিমেন্স (Siemens) এবং এইসি (AEC)-এর মতো ১৩টি কোম্পানি এবং ৫টি বৈজ্ঞানিক গবেষণা প্রতিষ্ঠানের যৌথ উন্নয়ন প্রকল্পে তৈরি একটি স্ট্যান্ডার্ড। এটি ইউরোপীয় স্ট্যান্ডার্ড en50170-এ তালিকাভুক্ত এবং চীনের প্রস্তাবিত শিল্প ফিল্ডবাস স্ট্যান্ডার্ডগুলোর মধ্যে অন্যতম। এর মধ্যে নিম্নলিখিত ফর্মগুলো অন্তর্ভুক্ত রয়েছে:
প্রোফিবাস এফএমএস (PROFIBUS FMS) ওয়ার্কশপ পর্যায়ে সাধারণ যোগাযোগের কাজগুলো সমাধান করে, বহুবিধ যোগাযোগ পরিষেবা প্রদান করে এবং মাঝারি ট্রান্সমিশন গতিতে সাইক্লিক ও নন-সাইক্লিক যোগাযোগের কাজ সম্পন্ন করে। NAIS-এর প্রোফিবাস মডিউলটি ১.২ এমবিপিএস (mbps) কমিউনিকেশন রেট সমর্থন করে এবং সাইক্লিক কমিউনিকেশন মোড সমর্থন করে না। এটি শুধুমাত্র এমএমএ (MMA) ব্যবহার করতে পারে, যা নন-সাইক্লিক ডেটা ট্রান্সমিশন, মাস্টার কানেকশন এবং অন্যান্য এফএমএস (FMS) মাস্টার স্টেশনের সাথে যোগাযোগের কাজ করে। এই মডিউলটি একটি কোম্পানির প্রোফিবাস এফএমএস-এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ নয়, তাই স্কিম ডিজাইনের সময় প্রোফিবাসের একটি নির্দিষ্ট ফর্ম ব্যবহার করা যাবে না।
প্রোফিবাস পিএ (PROFIBUS PA) হলো প্রসেস অটোমেশনের জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা একটি স্ট্যান্ডার্ড ইন্ট্রিনসিক্যালি সেফ ট্রান্সমিশন প্রযুক্তি, যা iec1158-2-এ উল্লেখিত কমিউনিকেশন প্রোটোকল বাস্তবায়ন করে এবং উচ্চ নিরাপত্তা প্রয়োজনীয়তা সম্পন্ন স্থান ও বাস দ্বারা চালিত স্টেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়। এই সিস্টেমে ব্যবহৃত ট্রান্সমিশন মাধ্যম হলো কপার শিল্ডেড টুইস্টেড পেয়ার, কমিউনিকেশন প্রোটোকল হলো RS485 এবং কমিউনিকেশন রেট হলো ৫০০ কেবিপিএস। ইন্ডাস্ট্রিয়াল ফিল্ড বাসের প্রয়োগ সিস্টেমের নিরাপত্তা ও নির্ভরযোগ্যতার নিশ্চয়তা প্রদান করে।
১.২ আইপিসি শিল্প নিয়ন্ত্রণ কম্পিউটার
উপরের ইন্ডাস্ট্রিয়াল কন্ট্রোল কম্পিউটারটি তাইওয়ানের অ্যাডভানটেক ইন্ডাস্ট্রিয়াল কন্ট্রোল কম্পিউটার ব্যবহার করে, যা উইন্ডোজ এনটি ৪.০ ওয়ার্কস্টেশন অপারেটিং সিস্টেমে চলে, সিমেন্সের উইনসিসি (WinCC) ইন্ডাস্ট্রিয়াল কনফিগারেশন সফটওয়্যার ব্যবহার করে, এবং এর বড় স্ক্রিনে সিস্টেমের অপারেটিং অবস্থা ও কোটেশন তথ্য প্রদর্শিত হয়, এবং গ্রাফিকভাবে পাইপলাইন প্রবাহ ও ব্লকিং অবস্থা দেখানো হয়। সমস্ত ডেটা পিএলসি দ্বারা প্রোফিবাস (PROFIBUS) এর মাধ্যমে প্রেরিত হয়। আইপিসি-র অভ্যন্তরে জার্মান সফটিং কোম্পানির তৈরি একটি প্রোফিবোর্ড নেটওয়ার্ক কার্ড রয়েছে, যা বিশেষভাবে প্রোফিবাস-এর জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। সফটিং দ্বারা সরবরাহকৃত কনফিগারেশন সফটওয়্যারের মাধ্যমে নেটওয়ার্কিং সম্পন্ন করা যায়, নেটওয়ার্ক কমিউনিকেশন রিলেশনশিপ Cr (যোগাযোগ সম্পর্ক) স্থাপন করা যায়, এবং অবজেক্ট ডিকশনারি OD (অবজেক্ট ডিকশনারি) তৈরি করা যায়। উইনসিসি সিমেন্স দ্বারা উৎপাদিত। এটি শুধুমাত্র কোম্পানির এস৫/এস৭ পিএলসি-র সাথে সরাসরি সংযোগ সমর্থন করে এবং উইন্ডোজ দ্বারা সরবরাহকৃত ডিডিই (DDE) প্রযুক্তির মাধ্যমে অন্যান্য পিএলসি-র সাথে যোগাযোগ করতে পারে। সফটওয়্যার কোম্পানি উইনসিসি-র সাথে প্রোফিবাস কমিউনিকেশন বাস্তবায়নের জন্য ডিডিই সার্ভার সফটওয়্যার সরবরাহ করে।
১.৩ পিএলসি
NAIS কোম্পানির Fp10sh পিএলসি হিসেবে নির্বাচিত হয়েছে।

(2) নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা ফাংশন
দুটি ওয়াটার পাম্প মোটর এবং দুটি ডাইনামোমিটার নিয়ন্ত্রণের পাশাপাশি, এই কন্ট্রোল সিস্টেমটিকে ২৮টি ইলেকট্রিক ভালভ, ৪টি ওয়েট মোটর, ৮টি অয়েল পাম্প মোটর, ৩টি ভ্যাকুয়াম পাম্প মোটর, ৪টি অয়েল ডিসচার্জ পাম্প মোটর এবং ২টি লুব্রিকেটিং সোলেনয়েড ভালভও নিয়ন্ত্রণ করতে হয়। ব্যবহারকারীদের পরীক্ষার শর্ত পূরণ করার জন্য ভালভ সুইচের মাধ্যমে পানির প্রবাহের দিক ও প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করা হয়।
২.১ স্থির হেড: ওয়াটার পাম্পের ঘূর্ণন গতি একটি নির্দিষ্ট মানে স্থির করুন, এবং এই সময়ে ওয়াটার হেড স্থির থাকে; ডাইনামোমিটারের গতি একটি নির্দিষ্ট মানে সেট করুন। ২-৪ মিনিট ধরে কাজের অবস্থা স্থিতিশীল থাকার পর, প্রাসঙ্গিক ডেটা সংগ্রহ করুন। পরীক্ষার সময়, ওয়াটার হেড অপরিবর্তিত রাখা আবশ্যক। মোটরের গতি সংগ্রহ করার জন্য পাম্প মোটরের উপর একটি কোড ডিস্ক স্থাপন করা হয়, যাতে DCS500 একটি ক্লোজড-লুপ কন্ট্রোল গঠন করে। ওয়াটার পাম্পের গতি আইপিসি কিবোর্ডের মাধ্যমে ইনপুট করা হয়।
২.২ স্থির গতি
ডাইনামোমিটারের গতি একটি নির্দিষ্ট মানে স্থিতিশীল করার জন্য সামঞ্জস্য করুন, এবং ডাইনামোমিটারের গতি স্থির থাকে; পাম্পের গতি একটি নির্দিষ্ট মানে সামঞ্জস্য করুন (অর্থাৎ হেড সামঞ্জস্য করুন), এবং ২-৪ মিনিট ধরে কাজের অবস্থা স্থিতিশীল থাকার পর প্রাসঙ্গিক ডেটা সংগ্রহ করুন। DCS500 ডাইনামোমিটারের গতি স্থিতিশীল করার জন্য একটি ক্লোজড লুপ তৈরি করে।
২.৩ অনিয়ন্ত্রিত পরীক্ষা
ডাইনামোমিটারের গতি একটি নির্দিষ্ট মানে সামঞ্জস্য করুন এবং ডাইনামোমিটারের গতি অপরিবর্তিত রাখুন; ওয়াটার পাম্পের গতি এমনভাবে সামঞ্জস্য করুন যাতে ডাইনামোমিটারের আউটপুট টর্ক প্রায় শূন্য হয় (এই কার্যকারী অবস্থায়, ডাইনামোমিটার বিদ্যুৎ উৎপাদন এবং বৈদ্যুতিক পরিচালনার জন্য কাজ করে), এবং প্রাসঙ্গিক ডেটা সংগ্রহ করুন। পরীক্ষার সময়, পাম্প মোটরের গতি স্থির থাকা এবং DCS500 দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হওয়া প্রয়োজন।
২.৪ প্রবাহ ক্রমাঙ্কন
সিস্টেমের ফ্লো মিটারগুলো ক্যালিব্রেট করার জন্য এতে দুটি ফ্লো কারেকশন ট্যাঙ্ক রয়েছে। ক্যালিব্রেশনের আগে, প্রথমে চিহ্নিত ফ্লো ভ্যালু নির্ধারণ করুন, তারপর ওয়াটার পাম্প মোটর চালু করুন এবং ক্রমাগত এর ঘূর্ণন গতি সামঞ্জস্য করুন। এই সময়ে, ফ্লো ভ্যালুর দিকে মনোযোগ দিন। যখন ফ্লো ভ্যালু প্রয়োজনীয় মানে পৌঁছাবে, তখন ওয়াটার পাম্প মোটরটিকে বর্তমান ঘূর্ণন গতিতে স্থিতিশীল করুন (এই সময়ে, ক্যালিব্রেশন পাইপলাইনে জল সঞ্চালিত হবে)। ডিফ্লেক্টরের সুইচিং টাইম সেট করুন। কাজের অবস্থা স্থিতিশীল হওয়ার পর, সোলেনয়েড ভালভ চালু করুন এবং টাইমিং শুরু করুন। একই সময়ে, পাইপলাইনের জল ক্যালিব্রেশন ট্যাঙ্কে সুইচ করুন। টাইমিং টাইম শেষ হলে, সোলেনয়েড ভালভটি সংযোগ বিচ্ছিন্ন করুন। এই সময়ে, জল ক্যালিব্রেশন পাইপলাইনে সুইচ করা হয় এবং ওয়াটার পাম্প মোটরের ঘূর্ণন গতি একটি নির্দিষ্ট গতিতে স্থিতিশীল করার জন্য কমিয়ে আনা হয়। প্রাসঙ্গিক ডেটা পড়ুন। তারপর জল নিষ্কাশন করুন এবং পরবর্তী ধাপের ক্যালিব্রেশন করুন।
২.৫ ম্যানুয়াল / স্বয়ংক্রিয় নিরবচ্ছিন্ন সুইচিং
সিস্টেমের রক্ষণাবেক্ষণ এবং ডিবাগিং সহজ করার জন্য, এতে একটি ম্যানুয়াল কিবোর্ড ডিজাইন করা হয়েছে। অপারেটর ইন্টারলকিংয়ের সীমাবদ্ধতা ছাড়াই কিবোর্ডের মাধ্যমে স্বাধীনভাবে একটি নির্দিষ্ট ভালভের কার্যকলাপ নিয়ন্ত্রণ করতে পারেন। সিস্টেমটিতে NAIS রিমোট I/O মডিউল ব্যবহার করা হয়েছে, যা কিবোর্ডটিকে বিভিন্ন স্থান থেকে পরিচালনা করতে সক্ষম করে। ম্যানুয়াল / অটোমেটিক সুইচিংয়ের সময় ভালভের অবস্থা অপরিবর্তিত থাকে।
সিস্টেমটি প্রধান কন্ট্রোলার হিসেবে পিএলসি (PLC) ব্যবহার করে, যা সিস্টেমকে সরল করে এবং এর উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা ও রক্ষণাবেক্ষণযোগ্যতা নিশ্চিত করে; প্রোফিবাস (PROFIBUS) সম্পূর্ণ ডেটা ট্রান্সমিশন বাস্তবায়ন করে, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেয়ারেন্স এড়ায় এবং সিস্টেমকে ডিজাইনের নির্ভুলতার প্রয়োজনীয়তা পূরণে সক্ষম করে; বিভিন্ন ডিভাইসের মধ্যে ডেটা শেয়ারিং বাস্তবায়িত হয়; প্রোফিবাসের নমনীয়তা সিস্টেম সম্প্রসারণের জন্য সুবিধাজনক পরিস্থিতি তৈরি করে। ইন্ডাস্ট্রিয়াল ফিল্ড বাসের উপর ভিত্তি করে তৈরি সিস্টেম ডিজাইন স্কিমটি শিল্পক্ষেত্রে প্রয়োগের মূলধারায় পরিণত হবে।