Hüdroturbiinide mudelkatsestendil on hüdroenergia tehnoloogia arendamisel oluline roll. See on oluline seade hüdroenergia toodete kvaliteedi parandamiseks ja seadmete jõudluse optimeerimiseks. Iga katsestendi tootmiseks tuleb kõigepealt välja töötada mudelkatsestend ja testida mudelit, simuleerides hüdroelektrijaama tegelikke rõhumeetreid kõrgsurvega hüdrauliliste masinate katsestendil. Kui kõik andmed vastavad kasutajate nõuetele, saab katsestendi ametlikult toota. Seetõttu on mõnel välismaisel hüdroenergia seadmete tootjal mitu kõrgsurvega katsestendi, et rahuldada erinevate funktsioonide vajadusi. Näiteks Prantsusmaa ettevõttel Neyrpic on viis täiustatud ülitäpset mudelkatsestendi; Hitachi ja Toshiba omavad viit mudelkatsestendi, mille veesurve on üle 50 m. Vastavalt tootmisvajadustele on suur elektrimasinate uurimisinstituut projekteerinud täisfunktsionaalse ja suure täpsusega kõrgsurvega katsestendi, mis võimaldab läbi viia mudelkatseid vastavalt torukujuliste, segavooluga, aksiaalvooluga ja pöördvooluga hüdrauliliste masinate puhul ning veesurve võib ulatuda 150 m-ni. Katsestend sobib nii vertikaalsete kui ka horisontaalsete seadmete mudelkatseteks. Katsestend on konstrueeritud kahe jaamaga A ja B. Kui jaam A töötab, paigaldatakse jaam B, mis lühendab katsetsüklit. A ja B kahel jaamal on üks elektrilise juhtimissüsteemi ja katsesüsteemi komplekt. Elektrilise juhtimissüsteemi tuumaks on PROFIBUS, peamiseks kontrolleriks NAIS fp10sh PLC ja tsentraliseeritud juhtimist teostab IPC (tööstuslik juhtimisarvuti). Süsteem kasutab väljasiini tehnoloogiat, et realiseerida täiustatud täisdigitaalne juhtimisrežiim, mis tagab süsteemi töökindluse, ohutuse ja hõlpsa hoolduse. See on Hiinas toodetud vee säästmise masinate katsejuhtimissüsteem, millel on kõrge automatiseerimisaste. Juhtimissüsteemi koostis
Kõrge veesurve katsestend koosneb kahest pumbamootorist võimsusega 550 kW ja kiirusvahemikuga 250–1100 p/min, mis kiirendavad torustikus veevoolu kasutaja vajalike veesurvemõõturiteni ja hoiavad veesurve sujuvalt töös. Jooksu parameetreid jälgitakse dünamomeetri abil. Dünamomeetri mootori võimsus on 500 kW, kiirus on vahemikus 300–2300 p/min ning jaamades a ja B on üks dünamomeeter. Kõrge veesurve hüdrauliliste masinate katsestendi põhimõte on näidatud joonisel 1. Süsteem nõuab, et mootori juhtimise täpsus oleks alla 0,5% ja MTBF üle 5000 tunni. Pärast pikka uurimistööd valiti välja ettevõtte DCS500 alalisvoolu kiiruse reguleerimise süsteem. DCS500 saab juhtimiskäsklusi vastu võtta kahel viisil. Üks on kiirusenõuete täitmiseks vastu võtta 4–20 mA signaale; Teine on PROFIBUS DP mooduli lisamine digitaalrežiimis vastuvõtmiseks, et täita kiirusenõudeid. Esimesel meetodil on lihtne juhtimine ja madal hind, kuid see häirib vooluülekannet ja mõjutab juhtimise täpsust. Kuigi teine meetod on kallis, suudab see tagada andmete täpsuse ja juhtimise täpsuse edastusprotsessis. Seetõttu kasutab süsteem nelja DCS500 moodulit, et juhtida vastavalt kahte dünamomeetrit ja kahte veepumba mootorit. PROFIBUS DP alamjaamana suhtlevad need neli seadet peajaama PLC-ga master-slave režiimis. PLC juhib dünamomeetri ja veepumba mootori käivitamist/seiskamist, edastab mootori töökiiruse DCS500-le PROFIBUS DP kaudu ning saab DCS500-lt mootori tööoleku ja parameetrid.
PLC valib peajaamaks NAIS Europe'i toodetud mooduli afp37911, mis toetab samaaegselt FMS- ja DP-protokolle. Moodul on FMS-i peajaam, mis realiseerib peamise põhirežiimi kommunikatsiooni IPC ja andmekogumissüsteemiga; see on ka DP-peajaam, mis realiseerib master-slave-kommunikatsiooni DCS500-ga.
Kõik dünamomeetri parameetrid kogutakse ja kuvatakse ekraanil VXI siinitehnoloogia abil (muid parameetreid kogub VXI ettevõte). IPC ühendub andmekogumissüsteemiga FMS-i kaudu, et tagada side. Kogu süsteemi koostis on näidatud joonisel 2.
1.1 Tööstuslik tööväljasiin PROFIBUS on standard, mille töötasid välja 13 ettevõtet ja 5 teadusasutust ühises arendusprojektis. See on loetletud Euroopa standardis en50170 ja on üks Hiinas soovitatud tööstusliku tööväljasiini standarditest. See hõlmab järgmisi vorme:
·PROFIBUS FMS lahendab töökoja tasandil üldised sideülesanded, pakub suurt hulka sideteenuseid ning täidab tsüklilise ja mittetsüklilise side ülesandeid keskmise edastuskiirusega. NAIS-i Profibus-moodul toetab sidekiirust 1,2 Mbps ja ei toeta tsüklilist siderežiimi. See saab teiste FMS-i peajaamadega suhelda ainult MMA mittetsüklilise andmeedastuse peaühenduse abil ja moodul ei ole FMS-iga ühilduv. Seetõttu ei saa see skeemide kavandamisel kasutada ainult ühte PROFIBUS-i vormi.
·PROFIBUS-DP optimeeritud kiire ja odav sideühendus on loodud automaatse juhtimissüsteemi ja seadmete tasemel detsentraliseeritud sisend-/väljundi vaheliseks suhtluseks. Kuna DP ja FMS kasutavad sama sideprotokolli, saavad nad samas võrgusegmendis koos eksisteerida. NAIS-i ja a, msaz mittetsükliline andmeedastus master-slave-ühendus alamjaam ei suhtle aktiivselt.
·PROFIBUS PA on spetsiaalselt protsesside automatiseerimiseks loodud sisemiselt ohutu ülekandetehnoloogia, mis realiseerib standardis IEC1158-2 määratletud sideprotseduure olukordades, kus on kõrged ohutusnõuded, ja siini kaudu toidetavates jaamades. Süsteemis kasutatav edastuskeskkond on vaskvarjestusega keerdpaarkaabel, sideprotokoll on RS485 ja sidekiirus on 500 kbps. Tööstusliku väljasiini kasutamine tagab süsteemi ohutuse ja töökindluse.
1.2 IPC tööstuslik juhtimisarvuti
Ülemine tööstuslik juhtimisarvuti kasutab Taiwani Advantechi tööstuslikku juhtimisarvutit , millel on Windows NT4 0 tööjaama operatsioonisüsteem Siemensi ettevõtte WinCC tööstuslikku konfiguratsioonitarkvara, mida kasutatakse süsteemi töötingimuste teabe kuvamiseks suurel ekraanil ning torustiku voolu ja ummistuste graafiliseks kujutamiseks. Kõik andmed edastatakse PLC-st PROFIBUSi kaudu. IPC on sisemiselt varustatud Saksa tarkvaraettevõtte Profiboard võrgukaardiga, mis on spetsiaalselt loodud PROFIBUSi jaoks. Software'i pakutava konfiguratsioonitarkvara abil saab luua võrguühenduse, luua võrguside suhte Cr (sidesuhe) ja objektisõnastiku OD (objektisõnastik). WINCC on toodetud Siemensi poolt. See toetab ainult otseühendust ettevõtte S5/S7 PLC-ga ja saab teiste PLC-dega suhelda ainult Windowsi pakutava DDE-tehnoloogia kaudu. Software'i ettevõte pakub DDE-serveritarkvara PROFIBUSi suhtluse realiseerimiseks WinCC-ga.
1.3 PLC
NAIS-i ettevõtte Fp10sh valitakse osaühinguks.
2 juhtimissüsteemi funktsiooni
Lisaks kahe veepumba mootori ja kahe dünamomeetri juhtimisele peab juhtimissüsteem juhtima ka 28 elektrilist ventiili, 4 raskusmootorit, 8 õlipumba mootorit, 3 vaakumpumba mootorit, 4 õli väljalaskepumba mootorit ja 2 määrimis-solenoidventiili. Vee voolusuunda ja voolu juhitakse ventiilide lüliti abil, et see vastaks kasutajate testimisnõuetele.
2.1 püsiv pea
Reguleerige veepumba kiirust: seadke see teatud väärtusele stabiilseks, et veesurve oleks sel ajal kindel; reguleerige dünamomeetri kiirust teatud väärtusele ja koguge asjakohaseid andmeid pärast seda, kui töötingimus on 2–4 minutit stabiliseerunud. Katse ajal on vaja hoida veesurvet muutumatuna. Veepumba mootorile asetatakse koodiketas mootori kiiruse kogumiseks, nii et DCS500 moodustab suletud ahela juhtimise. Veepumba kiirus sisestatakse IPC klaviatuuri abil.
2.2 konstantne kiirus
Reguleerige dünamomeetri kiirust, et see stabiliseeruks teatud väärtusel. Sel ajal on dünamomeetri kiirus konstantne; reguleerige pumba kiirust teatud väärtusele (st reguleerige survet) ja koguge asjakohaseid andmeid pärast seda, kui töötingimused on 2–4 minutit stabiilsed. DCS500 moodustab dünamomeetri kiiruse jaoks suletud ahela, et dünamomeetri kiirust stabiliseerida.
2.3 põgenemiskatse
Reguleerige dünamomeetri kiirust teatud väärtusele ja hoidke dünamomeetri kiirust muutumatuna. Reguleerige veepumba kiirust nii, et dünamomeetri väljundmoment oleks nullilähedane (sellistes töötingimustes töötab dünamomeeter energia tootmiseks ja elektriliseks tööks) ja koguge asjakohaseid andmeid. Katse ajal peab veepumba mootori kiirus jääma muutumatuks ja seda reguleeritakse DCS500 abil.
2.4 voolu kalibreerimine
Süsteem on varustatud kahe vooluhulga korrigeerimise paagiga voolumõõturi kalibreerimiseks süsteemis. Enne kalibreerimist määrake esmalt märgitud vooluhulga väärtus, seejärel käivitage veepumba mootor ja reguleerige pidevalt veepumba mootori kiirust. Sel ajal pöörake tähelepanu vooluhulga väärtusele. Kui vooluhulga väärtus saavutab nõutava väärtuse, stabiliseerige veepumba mootor praegusel kiirusel (sel ajal ringleb vesi kalibreerimistorustikus). Määrake deflektori lülitusaeg. Kui töötingimus on stabiliseerunud, lülitage sisse solenoidventiil, käivitage ajastus ja lülitage samal ajal torustikus olev vesi korrektsioonipaaki. Kui ajastusaeg on täis, ühendatakse solenoidventiil lahti. Sel ajal lülitatakse vesi uuesti kalibreerimistorusse. Vähendage veepumba mootori kiirust, stabiliseerige see teatud kiirusel ja lugege asjakohaseid andmeid. Seejärel tühjendage vesi ja kalibreerige järgmine punkt.
2.5 käsitsi / automaatne häireteta lülitus
Süsteemi hoolduse ja veaotsingu hõlbustamiseks on süsteemile loodud käsitsi klaviatuur. Operaator saab klaviatuuri abil ventiili tööd iseseisvalt juhtida, ilma et see oleks blokeeritud. Süsteem kasutab NAIS-i kaug-I/O-moodulit, mis võimaldab klaviatuuri kasutada erinevates kohtades. Käsitsi/automaatse lülitamise ajal jääb ventiili olek muutumatuks.
Süsteem kasutab peamise kontrollerina PLC-d, mis lihtsustab süsteemi ning tagab süsteemi kõrge töökindluse ja hõlpsa hoolduse; PROFIBUS teostab täielikku andmeedastust, väldib elektromagnetilisi häireid ja muudab süsteemi vastavaks disaini täpsusnõuetele; Andmete jagamine erinevate seadmete vahel on teostatud; PROFIBUSi paindlikkus pakub mugavaid tingimusi süsteemi laiendamiseks. Tööstusliku väljabussiga süsteemi disainiskeem saab tööstusliku rakenduse peavooluks.
Postituse aeg: 17. veebruar 2022
