میز تست مدل توربین هیدرولیک نقش مهمی در توسعه فناوری برق آبی ایفا میکند. این یک تجهیز مهم برای بهبود کیفیت محصولات برق آبی و بهینهسازی عملکرد واحدها است. برای تولید هر رانر، ابتدا باید یک رانر مدل توسعه داده و مدل را با شبیهسازی کنتورهای هد واقعی نیروگاه برق آبی روی بستر تست ماشینآلات هیدرولیک هد بالا آزمایش کرد. اگر همه دادهها الزامات کاربران را برآورده کنند، رانر میتواند رسماً تولید شود. بنابراین، برخی از تولیدکنندگان تجهیزات برق آبی خارجی چندین میز تست هد بالای آب برای برآوردن نیازهای عملکردهای مختلف دارند. به عنوان مثال، شرکت نیرپیک فرانسه دارای پنج میز تست مدل پیشرفته با دقت بالا است. هیتاچی و توشیبا دارای پنج پایه تست مدل با هد آبی بیش از 50 متر هستند. با توجه به نیازهای تولید، یک موسسه تحقیقاتی بزرگ ماشینآلات الکتریکی یک بستر تست هد بالای آب با عملکردهای کامل و دقت بالا طراحی کرده است که میتواند تستهای مدل را به ترتیب روی ماشینآلات هیدرولیک لولهای، جریان مختلط، جریان محوری و برگشتپذیر انجام دهد و هد آب میتواند به 150 متر برسد. میز تست میتواند با تست مدل واحدهای عمودی و افقی سازگار شود. میز آزمایش با دو ایستگاه a و B طراحی شده است. وقتی ایستگاه a کار میکند، ایستگاه B نصب میشود که میتواند چرخه آزمایش را کوتاه کند. دو ایستگاه A و B یک مجموعه سیستم کنترل الکتریکی و سیستم تست را به اشتراک میگذارند. سیستم کنترل الکتریکی PROFIBUS را به عنوان هسته، NAIS fp10sh PLC را به عنوان کنترلکننده اصلی و IPC (کامپیوتر کنترل صنعتی) را به عنوان کنترل متمرکز در نظر میگیرد. این سیستم از فناوری فیلدباس برای تحقق حالت کنترل تمام دیجیتال پیشرفته استفاده میکند که قابلیت اطمینان، ایمنی و نگهداری آسان سیستم را تضمین میکند. این یک سیستم کنترل تست ماشینآلات حفاظت از آب با درجه اتوماسیون بالا در چین است. ترکیب سیستم کنترل
میز آزمایش هد آب بالا شامل دو موتور پمپ با قدرت ۵۵۰ کیلووات و محدوده سرعت ۲۵۰ تا ۱۱۰۰ دور در دقیقه است که جریان آب را در خط لوله به کنتورهای هد آب مورد نیاز کاربر تسریع کرده و هد آب را به طور روان نگه میدارد. پارامترهای راهگاه توسط دینامومتر کنترل میشوند. قدرت موتور دینامومتر ۵۰۰ کیلووات، سرعت بین ۳۰۰ تا ۲۳۰۰ دور در دقیقه است و یک دینامومتر در ایستگاههای a و b وجود دارد. اصول میز آزمایش ماشینآلات هیدرولیک هد بالا در شکل ۱ نشان داده شده است. این سیستم نیاز دارد که دقت کنترل موتور کمتر از ۰.۵٪ و میانگین زمان بین خرابیها (MTBF) بیشتر از ۵۰۰۰ ساعت باشد. پس از تحقیقات فراوان، سیستم تنظیم سرعت DCS500 DC تولید شده توسط یک شرکت * * * انتخاب شد. DCS500 میتواند دستورات کنترلی را به دو روش دریافت کند. یکی دریافت سیگنالهای ۴ تا ۲۰ میلیآمپر برای برآورده کردن الزامات سرعت است. روش دوم، اضافه کردن ماژول PROFIBUS DP برای دریافت در حالت دیجیتال برای برآورده کردن نیازهای سرعت است. روش اول کنترل ساده و قیمت پایینی دارد، اما در انتقال جریان دچار اختلال میشود و بر دقت کنترل تأثیر میگذارد. اگرچه روش دوم گران است، اما میتواند دقت دادهها و دقت کنترل را در فرآیند انتقال تضمین کند. بنابراین، سیستم از چهار DCS500 برای کنترل دو دینامومتر و دو موتور پمپ آب به ترتیب استفاده میکند. به عنوان ایستگاه فرعی PROFIBUS DP، چهار دستگاه در حالت اصلی-فرعی با PLC ایستگاه اصلی ارتباط برقرار میکنند. PLC شروع/توقف دینامومتر و موتور پمپ آب را کنترل میکند، سرعت کارکرد موتور را از طریق PROFIBUS DP به DCS500 منتقل میکند و حالت و پارامترهای کارکرد موتور را از DCS500 دریافت میکند.
PLC ماژول afp37911 تولید شده توسط NAIS Europe را به عنوان ایستگاه اصلی انتخاب میکند که همزمان از پروتکلهای FMS و DP پشتیبانی میکند. این ماژول ایستگاه اصلی FMS است که ارتباط حالت اصلی اصلی با IPC و سیستم جمعآوری داده را محقق میکند؛ همچنین ایستگاه اصلی DP است که ارتباط حالت اصلی-فرعی با DCS500 را محقق میکند.
تمام پارامترهای دینامومتر از طریق فناوری گذرگاه VXI جمعآوری و روی صفحه نمایش داده میشوند (سایر پارامترها توسط شرکت VXI جمعآوری میشوند). IPC برای تکمیل ارتباط، از طریق FMS به سیستم جمعآوری دادهها متصل میشود. ترکیب کل سیستم در شکل 2 نشان داده شده است.
۱.۱ فیلدباس PROFIBUS استانداردی است که توسط ۱۳ شرکت و ۵ موسسه تحقیقاتی علمی در پروژه توسعه مشترک تدوین شده است. این استاندارد در استاندارد اروپایی en50170 ذکر شده است و یکی از استانداردهای فیلدباس صنعتی توصیه شده در چین است. این استاندارد شامل اشکال زیر است:
·پروفیباس FMS وظایف ارتباطی عمومی را در سطح کارگاه حل میکند، تعداد زیادی از سرویسهای ارتباطی را ارائه میدهد و وظایف ارتباطی چرخهای و غیر چرخهای را با سرعت انتقال متوسط انجام میدهد. ماژول پروفیباس NAIS از نرخ ارتباط 1.2 مگابیت بر ثانیه پشتیبانی میکند و از حالت ارتباط چرخهای پشتیبانی نمیکند. این ماژول فقط میتواند با استفاده از MMA انتقال داده غیر چرخهای اتصال اصلی با سایر ایستگاههای اصلی FMS ارتباط برقرار کند و این ماژول با FMS سازگار نیست. بنابراین، نمیتواند فقط از یک شکل پروفیباس در طراحی طرح استفاده کند.
·PROFIBUS-DP اتصال ارتباطی پرسرعت و ارزان بهینه شده برای ارتباط بین سیستم کنترل اتوماتیک و ورودی/خروجی غیرمتمرکز در سطح تجهیزات طراحی شده است. از آنجا که DP و FMS از پروتکل ارتباطی یکسانی استفاده میکنند، میتوانند در یک بخش شبکه همزمان وجود داشته باشند. بین NAIS و یک، msaz انتقال داده غیر چرخهای اتصال master-slave ایستگاه slave به طور فعال ارتباط برقرار نمیکند.
·پروفیباس PA فناوری انتقال ذاتاً ایمن استاندارد که به طور ویژه برای اتوماسیون فرآیند طراحی شده است، رویههای ارتباطی مشخص شده در iec1158-2 را برای مواردی با الزامات ایمنی بالا و ایستگاههایی که توسط باس تغذیه میشوند، تحقق میبخشد. واسطه انتقال مورد استفاده در سیستم، زوج سیم به هم تابیده با روکش مسی است. پروتکل ارتباطی RS485 و نرخ ارتباط 500 کیلوبیت بر ثانیه است. استفاده از فیلدباس صنعتی، ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم را تضمین میکند.
۱.۲ کامپیوتر کنترل صنعتی IPC
کامپیوتر کنترل صنعتی بالایی، کامپیوتر کنترل صنعتی تایوانی Advantech را به کار میگیرد. سیستم عامل ایستگاه کاری ویندوز NT4 0 را اجرا میکند. نرمافزار پیکربندی صنعتی WinCC شرکت زیمنس برای نمایش اطلاعات وضعیت عملیاتی سیستم روی صفحه نمایش بزرگ و نمایش گرافیکی جریان و انسداد خط لوله استفاده میشود. تمام دادهها از طریق PROFIBUS از PLC منتقل میشوند. IPC به صورت داخلی به یک کارت شبکه profiboard تولید شده توسط شرکت softing آلمان مجهز شده است که به طور ویژه برای PROFIBUS طراحی شده است. از طریق نرمافزار پیکربندی ارائه شده توسط softing، میتوان شبکهسازی را تکمیل کرد، رابطه ارتباطی شبکه Cr (رابطه ارتباطی) و دیکشنری اشیاء OD (دیکشنری اشیاء) را ایجاد کرد. WINCC توسط زیمنس تولید میشود. این دستگاه فقط از اتصال مستقیم با PLC S5 / S7 این شرکت پشتیبانی میکند و فقط میتواند از طریق فناوری DDE ارائه شده توسط ویندوز با سایر PLCها ارتباط برقرار کند. شرکت Softing نرمافزار سرور DDE را برای تحقق ارتباط PROFIBUS با WinCC ارائه میدهد.
۱.۳ پی ال سی
شرکت Fp10sh از شرکت NAIS به عنوان PLC انتخاب شد.
۲ عملکرد سیستم کنترل
علاوه بر کنترل دو موتور پمپ آب و دو دینامومتر، سیستم کنترل همچنین باید ۲۸ شیر برقی، ۴ موتور وزنه، ۸ موتور پمپ روغن، ۳ موتور پمپ خلاء، ۴ موتور پمپ تخلیه روغن و ۲ شیر برقی روغن کاری را کنترل کند. جهت جریان و دبی آب از طریق سوئیچ شیرها کنترل میشود تا نیازهای تست کاربران را برآورده کند.
۲.۱ هد ثابت
سرعت پمپ آب را تنظیم کنید: آن را در یک مقدار مشخص پایدار کنید و هد آب در این زمان مشخص باشد. سرعت دینامومتر را روی یک مقدار مشخص تنظیم کنید و پس از پایدار شدن شرایط کار به مدت 2 تا 4 دقیقه، دادههای مربوطه را جمعآوری کنید. در طول آزمایش، لازم است هد آب بدون تغییر نگه داشته شود. یک دیسک کد روی موتور پمپ آب قرار داده میشود تا سرعت موتور را جمعآوری کند، به طوری که DCS500 یک کنترل حلقه بسته تشکیل میدهد. سرعت پمپ آب توسط صفحه کلید IPC وارد میشود.
۲.۲ سرعت ثابت
سرعت دینامومتر را تنظیم کنید تا در مقدار مشخصی پایدار شود. در این زمان، سرعت دینامومتر ثابت است؛ سرعت پمپ را روی مقدار مشخصی تنظیم کنید (یعنی هد را تنظیم کنید) و پس از اینکه شرایط کاری به مدت ۲ تا ۴ دقیقه پایدار شد، دادههای مربوطه را جمعآوری کنید. DCS500 یک حلقه بسته برای سرعت دینامومتر تشکیل میدهد تا سرعت دینامومتر را تثبیت کند.
۲.۳ آزمون فرار
سرعت دینامومتر را روی مقدار مشخصی تنظیم کنید و سرعت دینامومتر را بدون تغییر نگه دارید. سرعت پمپ آب را تنظیم کنید تا گشتاور خروجی دینامومتر نزدیک به صفر شود (در این شرایط کاری، دینامومتر برای تولید برق و عملکرد الکتریکی کار میکند) و دادههای مربوطه را جمعآوری کنید. در طول آزمایش، سرعت موتور پمپ آب باید بدون تغییر باقی بماند و توسط DCS500 تنظیم شود.
۲.۴ کالیبراسیون جریان
این سیستم به دو مخزن تصحیح جریان برای کالیبراسیون فلومتر در سیستم مجهز شده است. قبل از کالیبراسیون، ابتدا مقدار جریان علامتگذاری شده را تعیین کنید، سپس موتور پمپ آب را روشن کنید و سرعت موتور پمپ آب را به طور مداوم تنظیم کنید. در این زمان، به مقدار جریان توجه کنید. هنگامی که مقدار جریان به مقدار مورد نیاز رسید، موتور پمپ آب را در سرعت فعلی تثبیت کنید (در این زمان، آب در خط لوله کالیبراسیون گردش میکند). زمان تعویض دفلکتور را تنظیم کنید. پس از پایدار شدن شرایط کار، شیر برقی را روشن کنید، زمانبندی را شروع کنید و همزمان آب موجود در خط لوله را به مخزن تصحیح سوئیچ کنید. هنگامی که زمان تنظیم به پایان رسید، شیر برقی قطع میشود. در این زمان، آب دوباره به خط لوله کالیبراسیون سوئیچ میشود. سرعت موتور پمپ آب را کاهش دهید، آن را در سرعت مشخصی تثبیت کنید و دادههای مربوطه را بخوانید. سپس آب را تخلیه کرده و نقطه بعدی را کالیبره کنید.
۲.۵ سوئیچینگ دستی / اتوماتیک بدون اختلال
به منظور تسهیل نگهداری و اشکالزدایی سیستم، یک صفحه کلید دستی برای سیستم طراحی شده است. اپراتور میتواند عملکرد یک شیر را به طور مستقل از طریق صفحه کلید کنترل کند، که توسط قفل داخلی محدود نمیشود. این سیستم از ماژول ورودی/خروجی از راه دور NAIS استفاده میکند که میتواند صفحه کلید را در مکانهای مختلف فعال کند. در طول تعویض دستی/خودکار، وضعیت شیر بدون تغییر باقی میماند.
این سیستم از PLC به عنوان کنترلکننده اصلی استفاده میکند که سیستم را ساده کرده و قابلیت اطمینان بالا و نگهداری آسان سیستم را تضمین میکند. پروفیباس (PROFIBUS) انتقال کامل دادهها را محقق میکند، از تداخل الکترومغناطیسی جلوگیری میکند و باعث میشود سیستم الزامات دقت طراحی را برآورده کند. اشتراکگذاری دادهها بین دستگاههای مختلف محقق میشود. انعطافپذیری پروفیباس شرایط مناسبی را برای گسترش سیستم فراهم میکند. طرح طراحی سیستم با فیلدباس صنعتی به عنوان هسته، به جریان اصلی کاربردهای صنعتی تبدیل خواهد شد.
زمان ارسال: ۱۷ فوریه ۲۰۲۲
