Η πλατφόρμα δοκιμών μοντέλων υδραυλικών στροβίλων παίζει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της τεχνολογίας υδροηλεκτρικής ενέργειας. Είναι ένας σημαντικός εξοπλισμός για τη βελτίωση της ποιότητας των υδροηλεκτρικών προϊόντων και τη βελτιστοποίηση της απόδοσης των μονάδων. Για την παραγωγή οποιουδήποτε δρομέα, πρέπει πρώτα να αναπτυχθεί ο μοντέλος δρομέας και το μοντέλο μπορεί να δοκιμαστεί με προσομοίωση του πραγματικού μετρητή ύψους του υδροηλεκτρικού σταθμού στον πάγκο δοκιμών υδραυλικών μηχανημάτων υψηλής πίεσης. Εάν όλα τα δεδομένα πληρούν τις απαιτήσεις του χρήστη, ο δρομέας μπορεί να παραχθεί επίσημα. Επομένως, ορισμένοι γνωστοί κατασκευαστές εξοπλισμού υδροηλεκτρικής ενέργειας στο εξωτερικό διαθέτουν αρκετούς πάγκους δοκιμών υψηλής πίεσης που καλύπτουν τις ανάγκες διαφόρων λειτουργιών, όπως πέντε προηγμένους πάγκους δοκιμών μοντέλων υψηλής ακρίβειας της γαλλικής εταιρείας NYRPIC. Η Hitachi και η Toshiba διαθέτουν πέντε πάγκους δοκιμών μοντέλων με ύψος ύδατος άνω των 50 μέτρων. Σύμφωνα με τις ανάγκες της παραγωγής, ένα μεγάλο ερευνητικό ινστιτούτο ηλεκτρικών μηχανημάτων έχει σχεδιάσει έναν πάγκο δοκιμών υψηλής πίεσης νερού με πλήρεις λειτουργίες και υψηλή ακρίβεια, ο οποίος μπορεί να διεξάγει δοκιμές μοντέλων σε σωληνωτά, μικτής ροής, αξονικής ροής και αναστρέψιμα υδραυλικά μηχανήματα αντίστοιχα. Η κεφαλή ύδατος μπορεί να φτάσει τα 150 μέτρα. Ο πάγκος δοκιμών μπορεί να προσαρμοστεί στη δοκιμή μοντέλων κάθετων και οριζόντιων μονάδων. Ο πάγκος δοκιμών έχει σχεδιαστεί με δύο σταθμούς a και B. Όταν λειτουργεί ο σταθμός a, εγκαθίσταται ο σταθμός B, γεγονός που μπορεί να μειώσει τον κύκλο δοκιμών. A. B, δύο σταθμοί μοιράζονται ένα σετ ηλεκτρικού συστήματος ελέγχου και συστήματος δοκιμών. Το ηλεκτρικό σύστημα ελέγχου χρησιμοποιεί το PROFIBUS ως πυρήνα, το NAIS fp10sh PLC ως κύριο ελεγκτή και το IPC (υπολογιστής βιομηχανικού ελέγχου) πραγματοποιεί κεντρικό έλεγχο. Το σύστημα υιοθετεί την τεχνολογία διαύλου πεδίου για να πραγματοποιήσει την προηγμένη λειτουργία πλήρους ψηφιακού ελέγχου, η οποία εξασφαλίζει την αξιοπιστία, την ασφάλεια και την εύκολη συντήρηση του συστήματος. Είναι το σύστημα ελέγχου δοκιμών υδραυλικών μηχανημάτων με υψηλό βαθμό αυτοματισμού στην Κίνα. Σύνθεση του συστήματος ελέγχου
Ο πάγκος δοκιμών υψηλής πίεσης νερού αποτελείται από δύο κινητήρες αντλίας με εγκατεστημένη ισχύ 550KW και εύρος ταχύτητας περιστροφής 250-1100r/min για την επιτάχυνση της ροής του νερού στον αγωγό προς το μετρητή πίεσης νερού που απαιτείται από τον χρήστη και τη διατήρηση της ομαλής λειτουργίας της πίεσης νερού. Οι παράμετροι του δρομέα παρακολουθούνται από το δυναμόμετρο. Η ισχύς του κινητήρα του δυναμόμετρου είναι 500kW και η ταχύτητα περιστροφής είναι μεταξύ 300 και 2300r/min. Υπάρχει ένα δυναμόμετρο στον σταθμό a και στον σταθμό B. Η αρχή του πάγκου δοκιμών υδραυλικών μηχανημάτων υψηλής πίεσης φαίνεται στο Σχήμα 1. Το σύστημα απαιτεί η ακρίβεια ελέγχου του κινητήρα να είναι μικρότερη από 0,5% και ο μέσος χρόνος μεταξύ βλαβών (MTTF) να είναι μεγαλύτερος από 5000 ώρες. Μετά από πολλή έρευνα, επιλέχθηκε το σύστημα ελέγχου ταχύτητας DCS500 DC. Το DCS500 μπορεί να λαμβάνει εντολές ελέγχου με δύο τρόπους: ο ένας είναι να λαμβάνει σήματα 4-20mA για να πληροί τις απαιτήσεις ταχύτητας. Η άλλη μέθοδος είναι η προσθήκη μιας μονάδας PROFIBUS DP για την κάλυψη των απαιτήσεων ταχύτητας μέσω λήψης σε ψηφιακή λειτουργία. Η πρώτη μέθοδος είναι απλή και φθηνή, αλλά θα υπάρξει παρέμβαση στην τρέχουσα μετάδοση, επηρεάζοντας την ακρίβεια ελέγχου. Αν και η δεύτερη λειτουργία είναι ακριβή, μπορεί να διασφαλίσει την ακρίβεια των δεδομένων στη διαδικασία μετάδοσης και την ακρίβεια ελέγχου. Επομένως, το σύστημα χρησιμοποιεί τέσσερα DCS500 για τον έλεγχο δύο δυναμόμετρων και δύο κινητήρων αντλίας νερού αντίστοιχα. Ως δευτερεύων σταθμός PROFIBUS DP, οι τέσσερις συσκευές επικοινωνούν με το PLC του κύριου σταθμού σε λειτουργία master-slave. Το PLC ελέγχει την έναρξη/διακοπή του δυναμόμετρου και του κινητήρα της αντλίας, μεταδίδει την ταχύτητα λειτουργίας του κινητήρα στο DCS500 μέσω του PROFIBUS DP και λαμβάνει την κατάσταση λειτουργίας του κινητήρα και τις παραμέτρους από το DCS500 και τις μεταδίδει στο άνω IPC μέσω του PROFIBUS FMS για την πραγματοποίηση παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο.
Το PLC επιλέγει τη μονάδα afp37911 που παράγεται από την NAIS Europe ως κύριο σταθμό, ο οποίος υποστηρίζει ταυτόχρονα τα πρωτόκολλα FMS και DP. Αυτή η μονάδα είναι ο κύριος σταθμός του FMS και επικοινωνεί με το IPC και το σύστημα συλλογής δεδομένων σε λειτουργία master master. Είναι επίσης ένας κύριος σταθμός DP, ο οποίος πραγματοποιεί επικοινωνία master-slave με το DCS500.
Το σύστημα συλλογής δεδομένων υιοθετεί την τεχνολογία διαύλου VXI για τη συλλογή διαφόρων παραμέτρων του δυναμόμετρου και την εμφάνισή τους στη μεγάλη οθόνη, καθώς και τη μορφή * * * αποτελεσμάτων σε πίνακες και γραφήματα (αυτό το μέρος συμπληρώνεται από άλλες εταιρείες). Το IPC επικοινωνεί με το σύστημα συλλογής δεδομένων μέσω FMS. Η σύνθεση ολόκληρου του συστήματος φαίνεται στο Σχήμα 2.
1.1 fieldbus PROFIBUS Το PROFIBUS είναι ένα πρότυπο που αναπτύχθηκε από 13 εταιρείες όπως η Siemens και η AEC και 5 επιστημονικά ερευνητικά ιδρύματα στο πλαίσιο του κοινού έργου ανάπτυξης. Έχει συμπεριληφθεί στο ευρωπαϊκό πρότυπο en50170 και είναι ένα από τα συνιστώμενα βιομηχανικά πρότυπα fieldbus στην Κίνα. Περιλαμβάνει τις ακόλουθες μορφές:
·Το PROFIBUS FMS επιλύει τις γενικές εργασίες επικοινωνίας σε επίπεδο συνεργείου παρέχει μεγάλο αριθμό υπηρεσιών επικοινωνίας ολοκληρώνει τις κυκλικές και μη κυκλικές εργασίες επικοινωνίας με μέση ταχύτητα μετάδοσης. Η μονάδα Profibus του NAIS υποστηρίζει * * * ρυθμό επικοινωνίας 1,2mbps και δεν υποστηρίζει κυκλική λειτουργία επικοινωνίας μπορεί να χρησιμοποιήσει μόνο MMA μη κυκλική μετάδοση δεδομένων κύρια σύνδεση επικοινωνία με άλλους κύριους σταθμούς FMS και αυτή η μονάδα δεν είναι συμβατή με το PROFIBUS FMS μιας * * * εταιρείας επομένως, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί μία μορφή PROFIBUS κατά τον σχεδιασμό του σχήματος.
· PROFIBUS PA η τυπική εγγενώς ασφαλής τεχνολογία μετάδοσης ειδικά σχεδιασμένη για αυτοματοποίηση διεργασιών υλοποιεί το πρωτόκολλο επικοινωνίας που ορίζεται στο iec1158-2 και χρησιμοποιείται σε χώρους με υψηλές απαιτήσεις ασφαλείας και σταθμούς που τροφοδοτούνται από το bus. Το μέσο μετάδοσης που χρησιμοποιείται στο σύστημα είναι θωρακισμένο συνεστραμμένο ζεύγος καλωδίων με θωράκιση χαλκού το πρωτόκολλο επικοινωνίας είναι RS485 και ο ρυθμός επικοινωνίας είναι 500kbps. Η εφαρμογή βιομηχανικού fieldbus παρέχει εγγύηση για την ασφάλεια και την αξιοπιστία του συστήματος.
1.2 Υπολογιστής βιομηχανικού ελέγχου IPC
Ο ανώτερος βιομηχανικός υπολογιστής ελέγχου υιοθετεί τον βιομηχανικό υπολογιστή ελέγχου Advantech της Ταϊβάν, ο οποίος εκτελεί λειτουργικό σύστημα σταθμού εργασίας Windows NT4.0. Υιοθετεί το βιομηχανικό λογισμικό διαμόρφωσης WinCC της Siemens. Η μεγάλη οθόνη εμφανίζει τις συνθήκες λειτουργίας και τις πληροφορίες προσφοράς του συστήματος, και δείχνει γραφικά τη ροή του αγωγού και τις συνθήκες μπλοκαρίσματος. Όλα τα δεδομένα μεταδίδονται από PLC μέσω PROFIBUS. Το IPC είναι εσωτερικά εξοπλισμένο με μια κάρτα δικτύου profiboard που παράγεται από γερμανική εταιρεία softing, η οποία έχει σχεδιαστεί ειδικά για PROFIBUS. Μέσω του λογισμικού διαμόρφωσης που παρέχεται από το softing, μπορεί να ολοκληρωθεί η δικτύωση, να δημιουργηθεί η σχέση επικοινωνίας δικτύου Cr (σχέση επικοινωνίας) και να δημιουργηθεί το λεξικό αντικειμένων OD (λεξικό αντικειμένων). Το WINCC παράγεται από τη Siemens. Υποστηρίζει μόνο άμεση σύνδεση με το PLC S5 / S7 της εταιρείας και μπορεί να επικοινωνήσει μόνο με άλλα PLC μέσω της τεχνολογίας DDE που παρέχεται από τα Windows. Η εταιρεία λογισμικού παρέχει λογισμικό διακομιστή DDE για την επίτευξη επικοινωνίας PROFIBUS με το WinCC.
1.3 Α.Ε.
Η Fp10sh της εταιρείας NAIS επιλέγεται ως Α.Ε.
(2) λειτουργία συστήματος ελέγχου
Εκτός από τον έλεγχο δύο κινητήρων αντλίας νερού και δύο δυναμόμετρων, το σύστημα ελέγχου πρέπει επίσης να ελέγχει 28 ηλεκτρικές βαλβίδες, 4 κινητήρες βάρους, 8 κινητήρες αντλίας λαδιού, 3 κινητήρες αντλίας κενού, 4 κινητήρες αντλίας εκκένωσης λαδιού και 2 ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες λίπανσης. Η κατεύθυνση ροής και η ροή του νερού ελέγχονται από τον διακόπτη βαλβίδας για να ικανοποιούν τις απαιτήσεις δοκιμών των χρηστών.
2.1 σταθερό μανομετρικό Ρυθμίστε την ταχύτητα περιστροφής της αντλίας νερού: σταθεροποιήστε την σε μια συγκεκριμένη τιμή και το μανομετρικό ύψος θα παραμείνει σταθερό εκείνη τη στιγμή. Ρυθμίστε την ταχύτητα του δυναμόμετρου σε μια συγκεκριμένη τιμή. Αφού οι συνθήκες λειτουργίας σταθεροποιηθούν για 2-4 λεπτά, συλλέξτε τα σχετικά δεδομένα. Κατά τη διάρκεια της δοκιμής, απαιτείται να διατηρήσετε το μανομετρικό ύψος αμετάβλητο. Ένας δίσκος κωδικοποίησης τοποθετείται στον κινητήρα της αντλίας για να συλλέγει την ταχύτητα του κινητήρα, έτσι ώστε το DCS500 να σχηματίζει έλεγχο κλειστού βρόχου. Η ταχύτητα της αντλίας νερού εισάγεται από το πληκτρολόγιο IPC.
2.2 σταθερή ταχύτητα
Ρυθμίστε την ταχύτητα του δυναμόμετρου για να την σταθεροποιήσετε σε μια συγκεκριμένη τιμή και η ταχύτητα του δυναμόμετρου να παραμείνει σταθερή. Ρυθμίστε την ταχύτητα της αντλίας σε μια συγκεκριμένη τιμή (δηλαδή, ρυθμίστε την κεφαλή) και συλλέξτε τα σχετικά δεδομένα αφού οι συνθήκες λειτουργίας σταθεροποιηθούν για 2-4 λεπτά. Το DCS500 σχηματίζει έναν κλειστό βρόχο για την ταχύτητα του δυναμόμετρου για να σταθεροποιήσει την ταχύτητα του δυναμόμετρου.
2.3 δοκιμή διαφυγής
Ρυθμίστε την ταχύτητα του δυναμόμετρου σε μια συγκεκριμένη τιμή και διατηρήστε την ταχύτητα του δυναμόμετρου αμετάβλητη. Ρυθμίστε την ταχύτητα της αντλίας νερού έτσι ώστε η ροπή εξόδου του δυναμόμετρου να είναι περίπου μηδέν (υπό αυτές τις συνθήκες λειτουργίας, το δυναμόμετρο λειτουργεί για παραγωγή ενέργειας και ηλεκτρική λειτουργία) και συλλέξτε τα σχετικά δεδομένα. Κατά τη διάρκεια της δοκιμής, η ταχύτητα του κινητήρα της αντλίας πρέπει να είναι σταθερή και να ρυθμίζεται από το DCS500.
2.4 βαθμονόμηση ροής
Το σύστημα είναι εξοπλισμένο με δύο δεξαμενές διόρθωσης ροής για τη βαθμονόμηση των μετρητών ροής στο σύστημα. Πριν από τη βαθμονόμηση, προσδιορίστε πρώτα την σημειωμένη τιμή ροής, στη συνέχεια ξεκινήστε τον κινητήρα της αντλίας νερού και ρυθμίστε συνεχώς την ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα της αντλίας νερού. Σε αυτό το σημείο, δώστε προσοχή στην τιμή ροής. Όταν η τιμή ροής φτάσει στην απαιτούμενη τιμή, σταθεροποιήστε τον κινητήρα της αντλίας νερού στην τρέχουσα ταχύτητα περιστροφής (αυτή τη στιγμή, το νερό κυκλοφορεί στον αγωγό βαθμονόμησης). Ρυθμίστε τον χρόνο μεταγωγής του εκτροπέα. Αφού σταθεροποιηθούν οι συνθήκες λειτουργίας, ενεργοποιήστε την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα και ξεκινήστε τον χρονισμό. Ταυτόχρονα, μεταφέρετε το νερό στον αγωγό στη δεξαμενή βαθμονόμησης. Όταν ο χρόνος χρονισμού λήξει, η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα αποσυνδέεται. Σε αυτό το σημείο, το νερό μεταβαίνει στον αγωγό βαθμονόμησης και η ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα της αντλίας νερού μειώνεται για να σταθεροποιηθεί σε μια συγκεκριμένη ταχύτητα. Διαβάστε τα σχετικά δεδομένα. Στη συνέχεια, αδειάστε το νερό και βαθμονομήστε το επόμενο σημείο.
2.5 χειροκίνητη / αυτόματη αδιάκοπη εναλλαγή
Για να διευκολυνθεί η συντήρηση και η αποσφαλμάτωση του συστήματος, έχει σχεδιαστεί ένα χειροκίνητο πληκτρολόγιο για το σύστημα. Ο χειριστής μπορεί να ελέγχει ανεξάρτητα τη λειτουργία μιας συγκεκριμένης βαλβίδας μέσω του πληκτρολογίου χωρίς να περιορίζεται από την αλληλοσύνδεση. Το σύστημα υιοθετεί μια απομακρυσμένη μονάδα εισόδου/εξόδου NAIS, η οποία μπορεί να κάνει το πληκτρολόγιο να λειτουργεί σε διαφορετικά σημεία. Κατά τη χειροκίνητη/αυτόματη εναλλαγή, η κατάσταση της βαλβίδας παραμένει αμετάβλητη.
Το σύστημα υιοθετεί PLC ως κύριο ελεγκτή, το οποίο απλοποιεί το σύστημα και εξασφαλίζει την υψηλή αξιοπιστία και συντηρησιμότητα του συστήματος. Το PROFIBUS πραγματοποιεί πλήρη μετάδοση δεδομένων, αποφεύγει τις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και κάνει το σύστημα να πληροί τις απαιτήσεις ακρίβειας σχεδιασμού. Επιτυγχάνεται η κοινή χρήση δεδομένων μεταξύ διαφορετικών συσκευών. Η ευελιξία του PROFIBUS παρέχει βολικές συνθήκες για την επέκταση του συστήματος. Το σχέδιο σχεδιασμού συστήματος που βασίζεται στο βιομηχανικό fieldbus θα γίνει η κύρια τάση των βιομηχανικών εφαρμογών.
Ώρα δημοσίευσης: 24 Αυγούστου 2022
