હાઇડ્રોપાવર ટેકનોલોજીના વિકાસમાં હાઇડ્રોલિક ટર્બાઇન મોડેલ ટેસ્ટ બેડનું મહત્વ

હાઇડ્રોલિક ટર્બાઇન મોડેલ ટેસ્ટ બેન્ચ હાઇડ્રોપાવર ટેકનોલોજીના વિકાસમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. હાઇડ્રોપાવર ઉત્પાદનોની ગુણવત્તા સુધારવા અને એકમોના પ્રદર્શનને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે તે એક મહત્વપૂર્ણ સાધન છે. કોઈપણ રનરના ઉત્પાદન માટે પહેલા એક મોડેલ રનર વિકસાવવો જોઈએ અને હાઇ હેડ હાઇડ્રોલિક મશીનરી ટેસ્ટ-બેડ પર હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનના વાસ્તવિક હેડ મીટરનું અનુકરણ કરીને મોડેલનું પરીક્ષણ કરવું જોઈએ. જો બધા ડેટા વપરાશકર્તાઓની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે, તો રનરનું સત્તાવાર રીતે ઉત્પાદન કરી શકાય છે. તેથી, કેટલાક વિદેશી હાઇડ્રોપાવર સાધનો ઉત્પાદકો પાસે વિવિધ કાર્યોની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે ઘણા હાઇ વોટર હેડ ટેસ્ટ બેન્ચ છે. ઉદાહરણ તરીકે, ફ્રાન્સની નેયરપિક કંપની પાસે પાંચ અદ્યતન હાઇ-પ્રિસિઝન મોડેલ ટેસ્ટ બેન્ચ છે; હિટાચી અને તોશિબા પાસે 50 મીટરથી વધુના વોટર હેડ સાથે પાંચ મોડેલ ટેસ્ટ સ્ટેન્ડ છે. ઉત્પાદનની જરૂરિયાતો અનુસાર, એક મોટી ઇલેક્ટ્રિકલ મશીનરી રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટે સંપૂર્ણ કાર્યો અને ઉચ્ચ ચોકસાઇ સાથે હાઇ વોટર હેડ ટેસ્ટ-બેડ ડિઝાઇન કર્યું છે, જે અનુક્રમે ટ્યુબ્યુલર, મિશ્ર પ્રવાહ, અક્ષીય પ્રવાહ અને ઉલટાવી શકાય તેવા હાઇડ્રોલિક મશીનરી પર મોડેલ પરીક્ષણો કરી શકે છે, અને વોટર હેડ 150 મીટર સુધી પહોંચી શકે છે. ટેસ્ટ બેન્ચ ઊભી અને આડી એકમોના મોડેલ પરીક્ષણને અનુરૂપ થઈ શકે છે. ટેસ્ટ બેન્ચ બે સ્ટેશન a અને B સાથે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે. જ્યારે સ્ટેશન a કામ કરે છે, ત્યારે સ્ટેશન B ઇન્સ્ટોલ કરવામાં આવે છે, જે પરીક્ષણ ચક્રને ટૂંકું કરી શકે છે. A. B બે સ્ટેશનો ઇલેક્ટ્રિકલ કંટ્રોલ સિસ્ટમ અને ટેસ્ટ સિસ્ટમનો એક સેટ શેર કરે છે. ઇલેક્ટ્રિકલ કંટ્રોલ સિસ્ટમ PROFIBUS ને મુખ્ય તરીકે, NAIS fp10sh PLC ને મુખ્ય નિયંત્રક તરીકે લે છે, અને IPC (ઔદ્યોગિક નિયંત્રણ કમ્પ્યુટર) કેન્દ્રિય નિયંત્રણને સાકાર કરે છે. સિસ્ટમ અદ્યતન ઓલ ડિજિટલ કંટ્રોલ મોડને સાકાર કરવા માટે ફીલ્ડબસ ટેકનોલોજી અપનાવે છે, જે સિસ્ટમની વિશ્વસનીયતા, સલામતી અને સરળ જાળવણીની ખાતરી આપે છે. તે ચીનમાં ઉચ્ચ ડિગ્રી ઓટોમેશન સાથે પાણી સંરક્ષણ મશીનરી પરીક્ષણ નિયંત્રણ સિસ્ટમ છે. નિયંત્રણ સિસ્ટમની રચના

હાઇ વોટર હેડ ટેસ્ટ બેન્ચમાં 550KW ની શક્તિ અને 250 ~ 1100r/મિનિટની ગતિ શ્રેણીવાળા બે પંપ મોટર હોય છે, જે પાઇપલાઇનમાં પાણીના પ્રવાહને વપરાશકર્તા દ્વારા જરૂરી વોટર હેડ મીટર સુધી વેગ આપે છે અને વોટર હેડને સરળતાથી ચાલુ રાખે છે. રનરના પરિમાણો ડાયનામોમીટર દ્વારા મોનિટર કરવામાં આવે છે. ડાયનામોમીટરની મોટર શક્તિ 500kW છે, ગતિ 300 ~ 2300r/મિનિટની વચ્ચે છે, અને સ્ટેશન a અને B પર એક ડાયનામોમીટર છે. હાઇ હેડ હાઇડ્રોલિક મશીનરી ટેસ્ટ બેન્ચનો સિદ્ધાંત આકૃતિ 1 માં દર્શાવવામાં આવ્યો છે. સિસ્ટમ માટે જરૂરી છે કે મોટર નિયંત્રણ ચોકસાઈ 0.5% કરતા ઓછી હોય અને MTBF 5000 કલાક કરતા વધારે હોય. ઘણા સંશોધન પછી, * * * કંપની દ્વારા ઉત્પાદિત DCS500 DC સ્પીડ રેગ્યુલેશન સિસ્ટમ પસંદ કરવામાં આવી છે. DCS500 બે રીતે નિયંત્રણ આદેશો પ્રાપ્ત કરી શકે છે. એક ગતિ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે 4 ~ 20mA સિગ્નલ પ્રાપ્ત કરવાનો છે; બીજું, ગતિની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે ડિજિટલ મોડમાં પ્રાપ્ત કરવા માટે PROFIBUS DP મોડ્યુલ ઉમેરવાનું છે. પ્રથમ પદ્ધતિમાં સરળ નિયંત્રણ અને ઓછી કિંમત છે, પરંતુ તે વર્તમાન ટ્રાન્સમિશનમાં ખલેલ પહોંચાડશે અને નિયંત્રણ ચોકસાઈને અસર કરશે; જોકે બીજી પદ્ધતિ ખર્ચાળ છે, તે ટ્રાન્સમિશન પ્રક્રિયામાં ડેટાની ચોકસાઈ અને નિયંત્રણ ચોકસાઈની ખાતરી કરી શકે છે. તેથી, સિસ્ટમ અનુક્રમે બે ડાયનામોમીટર અને બે વોટર પંપ મોટર્સને નિયંત્રિત કરવા માટે ચાર DCS500 અપનાવે છે. PROFIBUS DP સ્લેવ સ્ટેશન તરીકે, ચાર ઉપકરણો માસ્ટર-સ્લેવ મોડમાં માસ્ટર સ્ટેશન PLC સાથે વાતચીત કરે છે. PLC ડાયનામોમીટર અને વોટર પંપ મોટરના પ્રારંભ / બંધને નિયંત્રિત કરે છે, PROFIBUS DP દ્વારા મોટર ચાલતી ગતિને DCS500 પર ટ્રાન્સમિટ કરે છે, અને DCS500 માંથી મોટર ચાલતી સ્થિતિ અને પરિમાણો મેળવે છે.
PLC NAIS યુરોપ દ્વારા ઉત્પાદિત afp37911 મોડ્યુલને માસ્ટર સ્ટેશન તરીકે પસંદ કરે છે, જે એક જ સમયે FMS અને DP પ્રોટોકોલને સપોર્ટ કરે છે. આ મોડ્યુલ FMS નું મુખ્ય સ્ટેશન છે, જે IPC અને ડેટા એક્વિઝિશન સિસ્ટમ સાથે મુખ્ય મુખ્ય મોડ કોમ્યુનિકેશનને સાકાર કરે છે; તે DP માસ્ટર સ્ટેશન પણ છે, જે DCS500 સાથે માસ્ટર-સ્લેવ કોમ્યુનિકેશનને સાકાર કરે છે.
ડાયનેમોમીટરના બધા પરિમાણો VXI બસ ટેકનોલોજી દ્વારા એકત્રિત કરવામાં આવશે અને સ્ક્રીન પર પ્રદર્શિત કરવામાં આવશે (અન્ય પરિમાણો VXI કંપની દ્વારા એકત્રિત કરવામાં આવશે). IPC સંપૂર્ણ સંદેશાવ્યવહાર માટે FMS દ્વારા ડેટા સંપાદન સિસ્ટમ સાથે જોડાય છે. સમગ્ર સિસ્ટમની રચના આકૃતિ 2 માં બતાવવામાં આવી છે.

૧.૧ ફીલ્ડબસ પ્રોફિબસ એ ૧૩ કંપનીઓ અને ૫ વૈજ્ઞાનિક સંશોધન સંસ્થાઓ દ્વારા સંયુક્ત વિકાસ પ્રોજેક્ટમાં ઘડવામાં આવેલ એક માનક છે. તે યુરોપિયન માનક en50170 માં સૂચિબદ્ધ છે અને તે ચીનમાં ભલામણ કરાયેલ ઔદ્યોગિક ફીલ્ડબસ માનકોમાંનું એક છે. તેમાં નીચેના સ્વરૂપો શામેલ છે:
·PROFIBUS FMS વર્કશોપ સ્તરે સામાન્ય સંદેશાવ્યવહાર કાર્યોને ઉકેલે છે, મોટી સંખ્યામાં સંદેશાવ્યવહાર સેવાઓ પૂરી પાડે છે, અને મધ્યમ ટ્રાન્સમિશન ગતિ સાથે ચક્રીય અને બિન-ચક્રીય સંદેશાવ્યવહાર કાર્યો પૂર્ણ કરે છે. NAIS નું પ્રોફિબસ મોડ્યુલ 1.2mbps ના સંદેશાવ્યવહાર દરને સપોર્ટ કરે છે અને ચક્રીય સંદેશાવ્યવહાર મોડને સપોર્ટ કરતું નથી. તે ફક્ત MMA  નોન સાયક્લિક ડેટા ટ્રાન્સમિશન  માસ્ટર કનેક્શન  નો ઉપયોગ કરીને અન્ય FMS માસ્ટર સ્ટેશનો સાથે વાતચીત કરી શકે છે અને મોડ્યુલ FMS સાથે સુસંગત નથી. તેથી, તે સ્કીમ ડિઝાઇનમાં ફક્ત PROFIBUS ના એક સ્વરૂપનો ઉપયોગ કરી શકતું નથી.
·PROFIBUS-DP  ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ હાઇ-સ્પીડ અને સસ્તું કોમ્યુનિકેશન કનેક્શન ઓટોમેટિક કંટ્રોલ સિસ્ટમ અને ઇક્વિપમેન્ટ લેવલ વિકેન્દ્રિત I/O વચ્ચેના સંચાર માટે રચાયેલ છે. કારણ કે DP અને FMS સમાન કોમ્યુનિકેશન પ્રોટોકોલ અપનાવે છે, તેઓ સમાન નેટવર્ક સેગમેન્ટમાં સાથે રહી શકે છે. NAIS અને a વચ્ચે, msaz  નોન સાયક્લિક ડેટા ટ્રાન્સમિશન  માસ્ટર-સ્લેવ કનેક્શન  સ્લેવ સ્ટેશન સક્રિય રીતે વાતચીત કરતું નથી.
·PROFIBUS PA  પ્રમાણભૂત આંતરિક રીતે સલામત ટ્રાન્સમિશન ટેકનોલોજી જે ખાસ કરીને પ્રક્રિયા ઓટોમેશન માટે રચાયેલ છે  ઉચ્ચ સલામતી આવશ્યકતાઓ અને બસ દ્વારા સંચાલિત સ્ટેશનો માટે iec1158-2  માં ઉલ્લેખિત સંચાર પ્રક્રિયાઓને અમલમાં મૂકે છે. સિસ્ટમમાં વપરાતું ટ્રાન્સમિશન માધ્યમ કોપર શિલ્ડેડ ટ્વિસ્ટેડ જોડી છે  સંચાર પ્રોટોકોલ RS485 છે અને સંચાર દર 500kbps છે. ઔદ્યોગિક ફીલ્ડબસનો ઉપયોગ સિસ્ટમની સલામતી અને વિશ્વસનીયતા માટે ગેરંટી પૂરી પાડે છે.

૧.૨ IPC ઔદ્યોગિક નિયંત્રણ કમ્પ્યુટર
ઉપલા ઔદ્યોગિક નિયંત્રણ કમ્પ્યુટર તાઇવાન એડવાન્ટેક ઔદ્યોગિક નિયંત્રણ કમ્પ્યુટર  વિન્ડોઝ NT4 0 વર્કસ્ટેશન ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ ચલાવે છે  સિમેન્સ કંપનીના WinCC ઔદ્યોગિક રૂપરેખાંકન સોફ્ટવેરનો ઉપયોગ મોટી સ્ક્રીન પર સિસ્ટમની ઓપરેટિંગ સ્થિતિ માહિતી પ્રદર્શિત કરવા માટે થાય છે, અને પાઇપલાઇન પ્રવાહ અને અવરોધને ગ્રાફિકલી રજૂ કરે છે. તમામ ડેટા PLOC માંથી PROFIBUS દ્વારા ટ્રાન્સમિટ કરવામાં આવે છે. IPC આંતરિક રીતે જર્મન સોફ્ટિંગ કંપની દ્વારા ઉત્પાદિત પ્રોફાઇબોર્ડ નેટવર્ક કાર્ડથી સજ્જ છે, જે ખાસ કરીને PROFIBUS માટે રચાયેલ છે. સોફ્ટિંગ દ્વારા પ્રદાન કરાયેલ રૂપરેખાંકન સોફ્ટવેર દ્વારા, નેટવર્કિંગ પૂર્ણ કરી શકાય છે, નેટવર્ક સંચાર સંબંધ Cr (સંચાર સંબંધ) અને ઑબ્જેક્ટ શબ્દકોશ OD (ઑબ્જેક્ટ શબ્દકોશ) સ્થાપિત કરી શકાય છે. WINCC સિમેન્સ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. તે ફક્ત કંપનીના S5 / S7 PLC સાથે સીધા જોડાણને સપોર્ટ કરે છે, અને ફક્ત વિન્ડોઝ દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવતી DDE ટેકનોલોજી દ્વારા અન્ય PLC સાથે વાતચીત કરી શકે છે. સોફ્ટિંગ કંપની WinCC સાથે PROFIBUS સંચારને સાકાર કરવા માટે DDE સર્વર સોફ્ટવેર પ્રદાન કરે છે.

૧.૩ પીએલસી
NAIS કંપનીના Fp10sh ને PLC તરીકે પસંદ કરવામાં આવ્યા છે.

2 નિયંત્રણ સિસ્ટમ કાર્યો
બે વોટર પંપ મોટર અને બે ડાયનેમોમીટરને નિયંત્રિત કરવા ઉપરાંત, નિયંત્રણ પ્રણાલીને 28 ઇલેક્ટ્રિક વાલ્વ, 4 વજન મોટર, 8 તેલ પંપ મોટર, 3 વેક્યુમ પંપ મોટર, 4 તેલ ડ્રેઇન પંપ મોટર અને 2 લ્યુબ્રિકેશન સોલેનોઇડ વાલ્વને પણ નિયંત્રિત કરવાની જરૂર છે. વપરાશકર્તાઓની પરીક્ષણ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે વાલ્વના સ્વિચ દ્વારા પાણીના પ્રવાહની દિશા અને પ્રવાહ નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે.

૨.૧ સતત માથું
પાણીના પંપની ગતિને સમાયોજિત કરો: તેને ચોક્કસ મૂલ્ય પર સ્થિર બનાવો, અને આ સમયે પાણીનું હેડ ચોક્કસ હોય; ડાયનેમોમીટરની ગતિને ચોક્કસ મૂલ્ય પર સમાયોજિત કરો, અને 2 ~ 4 મિનિટ માટે કાર્યકારી સ્થિતિ સ્થિર થયા પછી સંબંધિત ડેટા એકત્રિત કરો. પરીક્ષણ દરમિયાન, પાણીના હેડને યથાવત રાખવું જરૂરી છે. મોટરની ગતિ એકત્રિત કરવા માટે પાણીના પંપ મોટર પર કોડ ડિસ્ક મૂકવામાં આવે છે, જેથી DCS500 બંધ-લૂપ નિયંત્રણ બનાવે. પાણીના પંપની ગતિ IPC કીબોર્ડ દ્વારા ઇનપુટ કરવામાં આવે છે.

૨.૨ સતત ગતિ
ડાયનેમોમીટરની ગતિને ચોક્કસ મૂલ્ય પર સ્થિર બનાવવા માટે તેને સમાયોજિત કરો. આ સમયે, ડાયનેમોમીટરની ગતિ સ્થિર રહે છે; પંપની ગતિને ચોક્કસ મૂલ્ય પર સમાયોજિત કરો (એટલે ​​કે હેડને સમાયોજિત કરો), અને 2 ~ 4 મિનિટ માટે કાર્યકારી સ્થિતિ સ્થિર થયા પછી સંબંધિત ડેટા એકત્રિત કરો. ડાયનેમોમીટરની ગતિને સ્થિર કરવા માટે DCS500 ડાયનેમોમીટરની ગતિ માટે બંધ લૂપ બનાવે છે.

૨.૩ રનઅવે ટેસ્ટ
ડાયનેમોમીટરની ગતિને ચોક્કસ મૂલ્ય સુધી સમાયોજિત કરો અને ડાયનેમોમીટરની ગતિને યથાવત રાખો  ડાયનેમોમીટરના આઉટપુટ ટોર્કને શૂન્યની નજીક બનાવવા માટે પાણીના પંપની ગતિને સમાયોજિત કરો (આ કાર્યકારી સ્થિતિમાં, ડાયનેમોમીટર પાવર ઉત્પાદન અને ઇલેક્ટ્રિક કામગીરી માટે કાર્ય કરે છે), અને સંબંધિત ડેટા એકત્રિત કરો. પરીક્ષણ દરમિયાન, પાણીના પંપ મોટરની ગતિને યથાવત રાખવી અને DCS500 દ્વારા સમાયોજિત કરવી જરૂરી છે.

૨.૪ પ્રવાહ માપાંકન
સિસ્ટમમાં ફ્લોમીટરને કેલિબ્રેટ કરવા માટે બે ફ્લો કરેક્શન ટેન્કથી સજ્જ છે. કેલિબ્રેશન પહેલાં, પહેલા ચિહ્નિત ફ્લો વેલ્યુ નક્કી કરો, પછી વોટર પંપ મોટર શરૂ કરો અને વોટર પંપ મોટરની ગતિને સતત સમાયોજિત કરો. આ સમયે, ફ્લો વેલ્યુ પર ધ્યાન આપો. જ્યારે ફ્લો વેલ્યુ જરૂરી મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે, ત્યારે વોટર પંપ મોટરને વર્તમાન ગતિએ સ્થિર કરો (આ સમયે, કેલિબ્રેશન પાઇપલાઇનમાં પાણી ફરે છે). ડિફ્લેક્ટરનો સ્વિચિંગ સમય સેટ કરો. કાર્યકારી સ્થિતિ સ્થિર થયા પછી, સોલેનોઇડ વાલ્વ ચાલુ કરો, સમય શરૂ કરો અને પાઇપલાઇનમાં પાણીને તે જ સમયે કરેક્શન ટાંકીમાં સ્વિચ કરો. જ્યારે સમય સમાપ્ત થાય છે, ત્યારે સોલેનોઇડ વાલ્વ ડિસ્કનેક્ટ થઈ જાય છે. આ સમયે, પાણી ફરીથી કેલિબ્રેશન પાઇપલાઇન પર સ્વિચ કરવામાં આવે છે. વોટર પંપ મોટરની ગતિ ઓછી કરો, તેને ચોક્કસ ગતિએ સ્થિર કરો અને સંબંધિત ડેટા વાંચો. પછી પાણી કાઢી નાખો અને આગળના બિંદુને કેલિબ્રેટ કરો.

૨.૫ મેન્યુઅલ / ઓટોમેટિક અનડસ્ટર્બ્ડ સ્વિચિંગ
સિસ્ટમના જાળવણી અને ડિબગીંગને સરળ બનાવવા માટે, સિસ્ટમ માટે મેન્યુઅલ કીબોર્ડ ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે. ઓપરેટર કીબોર્ડ દ્વારા વાલ્વની ક્રિયાને સ્વતંત્ર રીતે નિયંત્રિત કરી શકે છે, જે ઇન્ટરલોકિંગ દ્વારા મર્યાદિત નથી. સિસ્ટમ NAIS રિમોટ I/O મોડ્યુલ અપનાવે છે, જે કીબોર્ડને વિવિધ સ્થળોએ કાર્યરત કરી શકે છે. મેન્યુઅલ / ઓટોમેટિક સ્વિચિંગ દરમિયાન, વાલ્વ સ્થિતિ યથાવત રહે છે.
આ સિસ્ટમ PLC ને મુખ્ય નિયંત્રક તરીકે અપનાવે છે, જે સિસ્ટમને સરળ બનાવે છે અને સિસ્ટમની ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા અને સરળ જાળવણી સુનિશ્ચિત કરે છે; PROFIBUS સંપૂર્ણ ડેટા ટ્રાન્સમિશનને સાકાર કરે છે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપ ટાળે છે, અને સિસ્ટમને ડિઝાઇનની ચોકસાઈ આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે; વિવિધ ઉપકરણો વચ્ચે ડેટા શેરિંગ સાકાર થાય છે; PROFIBUS ની લવચીકતા સિસ્ટમના વિસ્તરણ માટે અનુકૂળ પરિસ્થિતિઓ પૂરી પાડે છે. ઔદ્યોગિક ફીલ્ડબસને મુખ્ય તરીકે રાખીને સિસ્ટમ ડિઝાઇન યોજના ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનનો મુખ્ય પ્રવાહ બનશે.