El banc de proves de models de turbina hidràulica té un paper important en el desenvolupament de la tecnologia hidroelèctrica.És un equip important per millorar la qualitat dels productes hidroelèctrics i optimitzar el rendiment de les unitats.La producció de qualsevol corredor ha de desenvolupar primer un model de corredor i provar-lo simulant els mesuradors de capçalera reals de la central hidroelèctrica al banc de proves de maquinària hidràulica de capçalera alta.Si totes les dades compleixen els requisits dels usuaris, el corredor es pot produir oficialment.Per tant, alguns fabricants estrangers d'equips hidroelèctrics tenen diversos bancs de proves de capçal d'aigua alta per satisfer les necessitats de diverses funcions.Per exemple, l'empresa francesa neyrpic té cinc bancs de prova de models avançats d'alta precisió;Hitachi i Toshiba tenen cinc models de bancs de proves amb una capçalera d'aigua de més de 50 m.D'acord amb les necessitats de producció, un gran institut d'investigació de maquinària elèctrica ha dissenyat un banc de proves de capçalera alta amb funcions completes i alta precisió, que pot dur a terme proves de models en maquinària tubular, flux mixt, flux axial i hidràulic reversible, respectivament, i la capçalera de l'aigua pot arribar als 150 m.El banc de proves es pot adaptar al model de prova d'unitats verticals i horitzontals.El banc de proves està dissenyat amb dues estacions a i B. quan l'estació a funciona, s'instal·la l'estació B, que pot escurçar el cicle de proves.A. B dues estacions comparteixen un conjunt de sistema de control elèctric i sistema de prova.El sistema de control elèctric pren PROFIBUS com a nucli, NAIS fp10sh PLC com a controlador principal i IPC (ordinador de control industrial) realitza un control centralitzat.El sistema adopta la tecnologia de bus de camp per realitzar el mode de control digital avançat, que garanteix la fiabilitat, la seguretat i el fàcil manteniment del sistema.És un sistema de control de proves de maquinària de conservació d'aigua amb un alt grau d'automatització a la Xina.Composició del sistema de control
El banc de proves d'aigua alta consta de dos motors de bomba amb una potència de 550KW i un rang de velocitat de 250 ~ 1100r / min, que acceleren el flux d'aigua a la canonada fins als comptadors de capçal d'aigua requerits per l'usuari i mantenen el cap d'aigua en funcionament. suaument.Els paràmetres del corredor són controlats pel dinamòmetre.La potència del motor del dinamòmetre és de 500 kW, la velocitat està entre 300 ~ 2300r/min i hi ha un dinamòmetre a les estacions a i B. El principi del banc de proves de maquinària hidràulica de capçalera alta es mostra a la figura 1. El sistema requereix que el La precisió del control del motor és inferior al 0,5% i la MTBF és superior a 5000 hores.Després de moltes investigacions, es selecciona el sistema de regulació de velocitat DCS500 DC produït per una empresa * * *.El DCS500 pot rebre ordres de control de dues maneres.Un és rebre senyals de 4 ~ 20 mA per complir els requisits de velocitat;El segon és afegir el mòdul PROFIBUS DP per rebre en mode digital per complir els requisits de velocitat.El primer mètode té un control senzill i un preu baix, però es veurà alterat en la transmissió actual i afectarà la precisió del control;Tot i que el segon mètode és car, pot garantir la precisió de les dades i controlar la precisió en el procés de transmissió.Per tant, el sistema adopta quatre DCS500 per controlar dos dinamòmetres i dos motors de bomba d'aigua respectivament.Com a estació esclau PROFIBUS DP, els quatre dispositius es comuniquen amb el PLC de l'estació mestra en mode mestre-esclau.El PLC controla l'arrencada / parada del dinamòmetre i del motor de la bomba d'aigua, transmet la velocitat de funcionament del motor a DCS500 a través de PROFIBUS DP i obté l'estat de funcionament del motor i els paràmetres del DCS500.
PLC selecciona el mòdul afp37911 produït per NAIS Europe com a estació mestra, que admet els protocols FMS i DP alhora.El mòdul és l'estació principal de FMS, que realitza la comunicació en mode principal principal amb IPC i sistema d'adquisició de dades;També és l'estació mestra DP, que realitza la comunicació mestre-esclau amb DCS500.
Tots els paràmetres del dinamòmetre es recolliran i es mostraran a la pantalla mitjançant VXI Bus Technology (altres paràmetres seran recollits per l'empresa VXI).L'IPC es connecta amb el sistema d'adquisició de dades mitjançant FMS per completar la comunicació.La composició de tot el sistema es mostra a la figura 2.
1.1 bus de camp PROFIBUS és un estàndard formulat per 13 empreses i 5 institucions de recerca científica en el projecte de desenvolupament conjunt.Ha estat inclòs a la norma europea en50170 i és un dels estàndards de bus de camp industrial recomanats a la Xina.Inclou les formes següents:
·PROFIBUS FMS resol les tasques generals de comunicació a nivell de taller, ofereix un gran nombre de serveis de comunicació i completa les tasques de comunicació cíclica i no cíclica amb velocitat de transmissió mitjana.El mòdul Profibus de NAIS admet la velocitat de comunicació d'1,2 Mbps i no és compatible amb el mode de comunicació cíclic.Només es pot comunicar amb altres estacions mestres FMS utilitzant MMA transmissió de dades no cíclica connexió mestra i el mòdul no és compatible amb FMS.Per tant, no només pot utilitzar una forma de PROFIBUS en el disseny d'esquemes.
·PROFIBUS-DP La connexió de comunicació optimitzada d'alta velocitat i barata està dissenyada per a la comunicació entre el sistema de control automàtic i l'E/S descentralitzada a nivell d'equip. Com que DP i FMS adopten el mateix protocol de comunicació, poden coexistir en el mateix segment de xarxa.Entre NAIS i a, msaz transmissió de dades no cíclica connexió mestre-esclau estació esclau no es comunica activament.
·PROFIBUS PA tecnologia de transmissió estàndard intrínsecament dissenyada especialment per a l'automatització de processos realitza els procediments de comunicació especificats a la iec1158-2 per a ocasions amb requisits de seguretat elevats i estacions alimentades per bus.El mitjà de transmissió utilitzat en el sistema és un parell trenat blindat de coure el protocol de comunicació és RS485 i la velocitat de comunicació és de 500 kbps.L'aplicació del bus de camp industrial ofereix una garantia de seguretat i fiabilitat del sistema.
1.2 Ordinador de control industrial IPC
L'ordinador de control industrial superior adopta l'ordinador de control industrial Taiwan Advantech amb el sistema operatiu d'estació de treball Windows NT4 0 El programari de configuració industrial WinCC de l'empresa Siemens s'utilitza per mostrar la informació de les condicions de funcionament del sistema a la pantalla gran i representar gràficament el flux de la canonada i bloqueig.Totes les dades es transmeten des del PLC a través de PROFIBUS.IPC està equipat internament amb una targeta de xarxa Profiboard produïda per l'empresa alemanya de softing, que està especialment dissenyada per a PROFIBUS.Mitjançant el programari de configuració proporcionat per softing, es pot completar la xarxa, es pot establir una relació de comunicació de xarxa Cr (relació de comunicació) i un diccionari d'objectes OD (diccionari d'objectes).WINCC és produït per Siemens.Només admet connexió directa amb el PLC S5 / S7 de l'empresa i només es pot comunicar amb altres PLC mitjançant la tecnologia DDE proporcionada per Windows.L'empresa Softing ofereix programari de servidor DDE per realitzar la comunicació PROFIBUS amb WinCC.
1.3 PLC
Fp10sh de l'empresa NAIS és seleccionat com a PLC.
2 funcions del sistema de control
A més de controlar dos motors de bomba d'aigua i dos dinamòmetres, el sistema de control també necessita controlar 28 vàlvules elèctriques, 4 motors de pes, 8 motors de bomba d'oli, 3 motors de bomba de buit, 4 motors de bomba de drenatge d'oli i 2 electrovàlvules de lubricació.La direcció del flux i el flux d'aigua es controlen mitjançant l'interruptor de les vàlvules per satisfer els requisits de prova dels usuaris.
2.1 Cap constant
Ajusteu la velocitat de la bomba d'aigua: feu-la estable a un valor determinat i el cap d'aigua està segur en aquest moment;Ajusteu la velocitat del dinamòmetre a un valor determinat i recolliu dades rellevants després que les condicions de treball siguin estables durant 2 ~ 4 minuts.Durant la prova, cal mantenir el cap d'aigua sense canvis.Es col·loca un disc de codi al motor de la bomba d'aigua per recollir la velocitat del motor, de manera que el DCS500 forma un control de llaç tancat.La velocitat de la bomba d'aigua s'introdueix mitjançant el teclat IPC.
2.2 velocitat constant
Ajusteu la velocitat del dinamòmetre per fer-lo estable a un valor determinat.En aquest moment, la velocitat del dinamòmetre és constant;Ajusteu la velocitat de la bomba a un valor determinat (és a dir, ajusteu el capçal) i recolliu les dades rellevants després que les condicions de treball siguin estables durant 2 ~ 4 minuts.DCS500 forma un bucle tancat per a la velocitat del dinamòmetre per estabilitzar la velocitat del dinamòmetre.
2.3 prova de fuga
Ajusteu la velocitat del dinamòmetre a un valor determinat i mantingueu la velocitat del dinamòmetre sense canvis ajusteu la velocitat de la bomba d'aigua per fer que el parell de sortida del dinamòmetre sigui proper a zero (en aquestes condicions de treball, el dinamòmetre funciona per a la generació d'energia i funcionament elèctric) i recollir les dades rellevants.Durant la prova, la velocitat del motor de la bomba d'aigua ha de romandre inalterada i ajustada per DCS500.
2.4 calibratge de cabal
El sistema està equipat amb dos dipòsits de correcció de cabal per calibrar el cabalímetre del sistema.Abans del calibratge, primer determineu el valor de cabal marcat, després engegueu el motor de la bomba d'aigua i ajusteu contínuament la velocitat del motor de la bomba d'aigua.En aquest moment, presteu atenció al valor del flux.Quan el valor de cabal arriba al valor requerit, estabilitzar el motor de la bomba d'aigua a la velocitat actual (en aquest moment, l'aigua circula per la canonada de calibratge).Establiu el temps de commutació del deflector.Quan les condicions de treball siguin estables, enceneu la vàlvula solenoide, inicieu el temps i canvieu l'aigua de la canonada al dipòsit de correcció alhora.Quan s'acaba el temps de cronometratge, la vàlvula solenoide es desconnecta.En aquest moment, l'aigua es torna a canviar a la canonada de calibratge.Reduïu la velocitat del motor de la bomba d'aigua, estabilitzeu-lo a una velocitat determinada i llegiu les dades rellevants.A continuació, escorreu l'aigua i calibreu el punt següent.
2.5 commutació manual / automàtica sense pertorbacions
Per tal de facilitar el manteniment i la depuració del sistema, es dissenya un teclat manual per al sistema.L'operador pot controlar l'acció d'una vàlvula de manera independent a través del teclat, que no està restringit per l'enclavament.El sistema adopta el mòdul d'E/S remot NAIS, que pot fer que el teclat funcioni en diferents llocs.Durant la commutació manual/automàtica, l'estat de la vàlvula no canvia.
El sistema adopta PLC com a controlador principal, que simplifica el sistema i garanteix l'alta fiabilitat i el fàcil manteniment del sistema;PROFIBUS realitza una transmissió de dades completa, evita les interferències electromagnètiques i fa que el sistema compleixi els requisits de precisió del disseny;Es realitza l'intercanvi de dades entre diferents dispositius;La flexibilitat de PROFIBUS proporciona condicions convenients per a l'ampliació del sistema.L'esquema de disseny del sistema amb bus de camp industrial com a nucli es convertirà en el corrent principal de l'aplicació industrial.
Hora de publicació: 17-feb-2022
