Hydrauliturbiinimallin testipenkillä on tärkeä rooli vesivoimateknologian kehittämisessä. Se on tärkeä laite vesivoimatuotteiden laadun parantamiseksi ja yksiköiden suorituskyvyn optimoimiseksi. Minkä tahansa juoksuputken tuotantoa varten on ensin kehitettävä mallijuoksuputki, ja mallia voidaan testata simuloimalla vesivoimalaitoksen todellista painemittaria korkeapainehydraulisten koneiden testipenkillä. Jos kaikki tiedot täyttävät käyttäjän vaatimukset, juoksuputki voidaan virallisesti valmistaa. Siksi joillakin tunnetuilla ulkomaisilla vesivoimalaitteiden valmistajilla on useita korkeapainetestipenkkejä, jotka täyttävät erilaisten toimintojen tarpeet, kuten viisi ranskalaisen nyrpic-yrityksen edistynyttä korkean tarkkuuden mallitestipenkkiä; Hitachilla ja Toshiballa on kullakin viisi mallitestipenkkiä, joiden vesipatsas on yli 50 m. Tuotannon tarpeiden mukaan suuri sähkökoneiden tutkimuslaitos on suunnitellut täysillä toiminnoilla ja tarkkuudella varustetun korkeapainetestipenkin, jolla voidaan suorittaa mallitestejä putkimaisille, sekavirtaus-, aksiaalivirtaus- ja käännettävissä hydraulisille koneille. Vesipatsas voi olla jopa 150 m. Testipenkki soveltuu sekä pystysuuntaisten että vaakasuorien yksiköiden mallitesteihin. Testipenkki on suunniteltu siten, että siinä on kaksi asemaa, A ja B. Kun asema A on toiminnassa, asennetaan asema B, mikä voi lyhentää testisykliä. A ja B kaksi asemaa jakavat yhden sähköisen ohjausjärjestelmän ja testausjärjestelmän. Sähköisen ohjausjärjestelmän ytimessä on PROFIBUS, pääohjaimena NAIS fp10sh PLC ja keskitetyn ohjauksen toteuttaa IPC (teollisuusohjaustietokone). Järjestelmä hyödyntää kenttäväylätekniikkaa edistyneen täysin digitaalisen ohjaustilan toteuttamiseksi, mikä varmistaa järjestelmän luotettavuuden, turvallisuuden ja helpon ylläpidon. Se on Kiinassa automaatioasteeltaan korkea hydraulikoneiden testausohjausjärjestelmä. Ohjausjärjestelmän koostumus
Korkean vedenkorkeuden testipenkki koostuu kahdesta pumppumoottorista, joiden asennettu teho on 550 kW ja pyörimisnopeusalue 250–1100 rpm. Näiden avulla veden virtaus putkistossa käyttäjän vaatimaan vedenkorkeuden mittariin kiihtyy ja vedenkorkeus pysyy tasaisena. Dynamometri valvoo juoksijan parametreja. Dynamometrin moottorin teho on 500 kW ja pyörimisnopeus 300–2300 rpm. Asemilla a ja B on yksi dynamometri. Korkean vedenkorkeuden hydraulikoneiden testipenkin periaate on esitetty kuvassa 1. Järjestelmä edellyttää, että moottorin ohjaustarkkuus on alle 0,5 % ja keskimääräinen vikaantumisaika (MTTF) on yli 5000 tuntia. Paljon tutkimustyön jälkeen valittiin DCS500 DC-nopeudensäätöjärjestelmä. DCS500 voi vastaanottaa ohjauskomentoja kahdella tavalla: toinen on vastaanottaa 4–20 mA:n signaaleja nopeusvaatimusten täyttämiseksi; Toinen vaihtoehto on lisätä PROFIBUS DP -moduuli, joka täyttää nopeusvaatimuksen vastaanottamalla tiedot digitaalisessa tilassa. Ensimmäinen menetelmä on yksinkertainen ja halpa, mutta se häiritsee virransiirtoa, mikä vaikuttaa ohjauksen tarkkuuteen. Vaikka toinen tila on kallis, se voi varmistaa tiedonsiirron tarkkuuden ja ohjauksen tarkkuuden. Siksi järjestelmä käyttää neljää DCS500-laitetta ohjaamaan kahta dynamometriä ja kahta vesipumppumoottoria. PROFIBUS DP -apuasemana nämä neljä laitetta kommunikoivat pääaseman PLC:n kanssa master-slave-tilassa. PLC ohjaa dynamometrin ja pumppumoottorin käynnistystä/pysäytystä, lähettää moottorin käyntinopeuden DCS500:lle PROFIBUS DP:n kautta ja hakee moottorin käyntitilan ja parametrit DCS500:lta ja lähettää ne ylemmälle IPC:lle PROFIBUS FMS:n kautta reaaliaikaisen valvonnan toteuttamiseksi.
PLC valitsee NAIS Europen valmistaman afp37911-moduulin pääasemaksi, joka tukee samanaikaisesti FMS- ja DP-protokollia. Tämä moduuli on FMS:n pääasema ja kommunikoi IPC:n ja tiedonkeruujärjestelmän kanssa pää-isäntätilassa. Se on myös DP-isäntäasema, joka toteuttaa isäntä-orja-tiedonsiirron DCS500:n kanssa.
Tiedonkeruujärjestelmä käyttää VXI-väylätekniikkaa dynamometrin eri parametrien keräämiseen ja näyttämiseen suurella näytöllä sekä tulosten muokkaamiseen taulukoiksi ja kaavioiksi (tämän osan ovat tehneet muut yritykset). IPC kommunikoi tiedonkeruujärjestelmän kanssa FMS:n kautta. Koko järjestelmän kokoonpano on esitetty kuvassa 2.
1.1 kenttäväylä PROFIBUS PROFIBUS on standardi, jonka ovat kehittäneet 13 yritystä, kuten Siemens ja AEC, sekä 5 tieteellistä tutkimuslaitosta yhteisessä kehityshankkeessa. Se on lueteltu eurooppalaisessa standardissa en50170 ja on yksi Kiinassa suositelluista teollisuuskenttäväylästandardeista. Se sisältää seuraavat muodot:
·PROFIBUS FMS ratkaisee yleiset tiedonsiirtotehtävät korjaamotasolla tarjoaa suuren määrän tiedonsiirtopalveluita suorittaa sykliset ja ei-sykliset tiedonsiirtotehtävät keskisuurella siirtonopeudella. NAIS:n Profibus-moduuli tukee 1,2 Mbps:n tiedonsiirtonopeutta eikä tue syklistä tiedonsiirtotilaa se voi käyttää vain MMA:ta ei-syklistä tiedonsiirtoa pääliitäntää tiedonsiirtoa muiden FMS-pääasemien kanssa eikä tämä moduuli ole yhteensopiva minkään yrityksen PROFIBUS FMS:n kanssa siksi yhtä PROFIBUS-muotoa ei voida käyttää kytkentäsuunnittelussa.
·PROFIBUS PA on prosessiautomaatioon erityisesti suunniteltu luonnostaan turvallinen tiedonsiirtotekniikka , joka toteuttaa standardin IEC1158-2 mukaisen tiedonsiirtoprotokollan ja sitä käytetään paikoissa, joissa on korkeat turvallisuusvaatimukset, ja väylän kautta virtaa saavissa asemissa. Järjestelmässä käytetty tiedonsiirtoväline on kuparisuojattu kierretty parikaapeli , tiedonsiirtoprotokolla on RS485 ja tiedonsiirtonopeus on 500 kbps. Teollisuuskenttäväylän käyttö takaa järjestelmän turvallisuuden ja luotettavuuden.
1.2 IPC-teollisuusohjaustietokone
Ylempi teollisuusohjaustietokone käyttää taiwanilaista Advantech-teollisuusohjaustietokonetta, jossa on Windows NT4.0 -työasemakäyttöjärjestelmä, ja Siemensin WinCC-teollisuuskonfigurointiohjelmisto. Suuri näyttö näyttää järjestelmän käyttöolosuhteet ja tarjoustiedot sekä graafisesti putkiston virtauksen ja tukkeutumisolosuhteet. Kaikki tiedot välitetään PLC:n kautta PROFIBUS-väylän kautta. IPC on varustettu sisäisesti saksalaisen ohjelmistoyrityksen valmistamalla Profiboard-verkkokortilla, joka on erityisesti suunniteltu PROFIBUSia varten. Softwaren toimittaman konfigurointiohjelmiston avulla voidaan muodostaa verkko, muodostaa verkkoyhteys Cr (tietoliikenneyhteys) ja objektisanakirja OD (objektisanakirja). WINCC on Siemensin valmistama. Se tukee vain suoraa yhteyttä yrityksen S5/S7 PLC:hen ja voi kommunikoida muiden PLC:iden kanssa vain Windowsin tarjoaman DDE-tekniikan kautta. Ohjelmistoyritys tarjoaa DDE-palvelinohjelmiston PROFIBUS-tiedonsiirron toteuttamiseksi WinCC:n kanssa.
1.3 Oyj
NAIS-yhtiön Fp10sh valitaan osakeyhtiöksi.
(2) ohjausjärjestelmän toiminta
Kahden vesipumppumoottorin ja kahden dynamometrin lisäksi ohjausjärjestelmän on ohjattava myös 28 sähköventtiiliä, 4 painomoottoria, 8 öljypumppumoottoria, 3 tyhjiöpumppumoottoria, 4 öljynpoistopumppumoottoria ja 2 voitelusolenoidiventtiiliä. Veden virtaussuuntaa ja -virtausta ohjataan venttiilikytkimellä käyttäjien testivaatimusten täyttämiseksi.
2.1 vakiopaine Säädä vesipumpun pyörimisnopeutta: aseta se vakaaksi tietylle arvolle, jotta vedenkorkeus pysyy vakiona. Säädä dynamometrin nopeus tiettyyn arvoon. Kun toimintaolosuhteet ovat vakiintuneet 2–4 minuuttia, kerää asiaankuuluvat tiedot. Testin aikana vedenkorkeus on pidettävä muuttumattomana. Pumpun moottoriin asetetaan koodilevy moottorin nopeuden keräämiseksi, jotta DCS500 muodostaa suljetun silmukan ohjauksen. Vesipumpun nopeus syötetään IPC-näppäimistöllä.
2.2 vakionopeus
Säädä dynamometrin nopeutta niin, että se pysyy vakaana tietyssä arvossa ja dynamometrin nopeus pysyy vakiona; Säädä pumpun nopeus tiettyyn arvoon (eli säädä päätä) ja kerää asiaankuuluvat tiedot, kun käyttöolosuhteet ovat olleet vakaat 2–4 minuuttia. DCS500 muodostaa suljetun silmukan dynamometrin nopeudelle dynamometrin nopeuden vakauttamiseksi.
2.3 karkaamistesti
Säädä dynamometrin nopeus tiettyyn arvoon ja pidä dynamometrin nopeus muuttumattomana säädä vesipumpun nopeutta siten, että dynamometrin lähtömomentti on suunnilleen nolla (tässä toimintatilassa dynamometri toimii sähköntuotantoon ja sähkökäyttöön) ja kerää asiaankuuluvat tiedot. Testin aikana pumpun moottorin nopeuden on oltava vakio ja sitä säädetään DCS500:lla.
2.4 virtauskalibrointi
Järjestelmässä on kaksi virtauksen korjaussäiliötä järjestelmän virtausmittareiden kalibrointia varten. Ennen kalibrointia määritä ensin merkitty virtausarvo, käynnistä sitten vesipumpun moottori ja säädä vesipumpun moottorin pyörimisnopeutta jatkuvasti. Kiinnitä tällöin huomiota virtausarvoon. Kun virtausarvo saavuttaa vaaditun arvon, aseta vesipumpun moottori vakaalle pyörimisnopeudelle (tällä hetkellä vesi kiertää kalibrointiputkessa). Aseta ohjaimen kytkentäaika. Kun toimintatila on vakaa, kytke solenoidiventtiili päälle ja käynnistä ajastus. Samanaikaisesti kytke putkiston vesi kalibrointisäiliöön. Kun ajastusaika on kulunut umpeen, solenoidiventtiili irrotetaan. Tällöin vesi kytketään kalibrointiputkeen ja vesipumpun moottorin pyörimisnopeutta vähennetään, jotta se vakiintuu tiettyyn nopeuteen. Lue asiaankuuluvat tiedot. Tyhjennä sitten vesi ja kalibroi seuraava piste.
2.5 manuaalinen / automaattinen häiriötön kytkentä
Järjestelmän huollon ja virheenkorjauksen helpottamiseksi järjestelmään on suunniteltu manuaalinen näppäimistö. Käyttäjä voi ohjata tietyn venttiilin toimintaa itsenäisesti näppäimistön avulla ilman lukituksen rajoituksia. Järjestelmässä on NAIS-etä-I/O-moduuli, jonka avulla näppäimistöä voidaan käyttää eri paikoissa. Manuaalisen/automaattisen vaihdon aikana venttiilin tila pysyy muuttumattomana.
Järjestelmä käyttää PLC:tä pääohjaimena, mikä yksinkertaistaa järjestelmää ja varmistaa sen korkean luotettavuuden ja ylläpidettävyyden; PROFIBUS toteuttaa täydellisen tiedonsiirron, välttää sähkömagneettiset häiriöt ja varmistaa, että järjestelmä täyttää suunnittelun tarkkuusvaatimukset; Tiedon jakaminen eri laitteiden välillä toteutuu; PROFIBUSin joustavuus tarjoaa kätevät edellytykset järjestelmän laajentamiselle. Teollisuuskenttäväylään perustuvasta järjestelmäsuunnittelusta tulee valtavirta teollisissa sovelluksissa.
Julkaisun aika: 24.8.2022
