હાઇડ્રોપાવર ટેકનોલોજીના વિકાસમાં હાઇડ્રોલિક ટર્બાઇન મોડેલ ટેસ્ટ બેડનું મહત્વ

હાઇડ્રોલિક ટર્બાઇન મોડેલ ટેસ્ટ બેડ 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 મોડેલ રનર વિકસાવવામાં આવે છે, અને હાઇ હેડ હાઇડ્રોલિક મશીનરી ટેસ્ટ બેન્ચ પર હાઇડ્રોપાવર સ્ટેશનના વાસ્તવિક હેડ મીટરનું અનુકરણ કરીને મોડેલનું પરીક્ષણ કરી શકાય છે. જો બધા ડેટા વપરાશકર્તાની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે, તો રનરનું ઔપચારિક ઉત્પાદન કરી શકાય છે. તેથી, વિદેશમાં કેટલાક જાણીતા હાઇડ્રોપાવર સાધનો ઉત્પાદકો પાસે ઘણા હાઇ હેડ ટેસ્ટ બેન્ચ છે જે વિવિધ કાર્યોની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે, જેમ કે ફ્રાન્સની નાયર્પિક કંપનીના પાંચ અદ્યતન ઉચ્ચ-ચોકસાઇ મોડેલ ટેસ્ટ બેન્ચ; હિટાચી અને તોશિબા દરેક પાસે 50 મીટરથી વધુ પાણીના માથા સાથે પાંચ મોડેલ ટેસ્ટ સ્ટેન્ડ છે. ઉત્પાદનની જરૂરિયાતો અનુસાર, એક મોટી ઇલેક્ટ્રિક મશીન સંશોધન સંસ્થાએ સંપૂર્ણ કાર્યો અને ઉચ્ચ ચોકસાઈ સાથે ઉચ્ચ વોટર હેડ ટેસ્ટ બેન્ચ ડિઝાઇન કરી છે, જે અનુક્રમે ટ્યુબ્યુલર, મિશ્ર પ્રવાહ, અક્ષીય પ્રવાહ અને ઉલટાવી શકાય તેવા હાઇડ્રોલિક મશીનરી પર મોડેલ પરીક્ષણો કરી શકે છે. 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 પૂર્ણ ડિજિટલ નિયંત્રણ મોડને સાકાર કરવા માટે ફિલ્ડ બસ ટેકનોલોજી અપનાવે છે, જે સિસ્ટમની વિશ્વસનીયતા, સલામતી અને સરળ જાળવણીની ખાતરી આપે છે. તે ચીનમાં ઉચ્ચ ડિગ્રી ઓટોમેશન સાથે હાઇડ્રોલિક મશીનરી ટેસ્ટ કંટ્રોલ સિસ્ટમ છે. નિયંત્રણ સિસ્ટમની રચના

હાઇ વોટર હેડ ટેસ્ટ બેન્ચ બે પંપ મોટર્સથી બનેલી છે જેમાં 550KW ની ઇન્સ્ટોલ કરેલી શક્તિ અને 250-1100r/મિનિટની રોટેશન સ્પીડ રેન્જ છે જે પાઇપલાઇનમાં પાણીના પ્રવાહને વપરાશકર્તા દ્વારા જરૂરી વોટર હેડ મીટર સુધી ઝડપી બનાવે છે અને વોટર હેડને સરળતાથી ચાલુ રાખે છે. રનરના પરિમાણો ડાયનામોમીટર દ્વારા મોનિટર કરવામાં આવે છે. ડાયનામોમીટરની મોટર પાવર 500kW છે, અને રોટેશન સ્પીડ 300 થી 2300r/મિનિટની વચ્ચે છે. સ્ટેશન a અને સ્ટેશન 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 નિષ્ફળતાઓ વચ્ચેનો સરેરાશ સમય (MTTF) 5000 કલાક કરતા વધારે હોય. ઘણા સંશોધન પછી, DCS500 DC સ્પીડ કંટ્રોલ 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 એક છે ડિજિટલ મોડમાં રીસીવ કરીને સ્પીડની જરૂરિયાત પૂરી કરવા માટે PROFIBUS DP મોડ્યુલ ઉમેરવું. પહેલી પદ્ધતિ સરળ અને સસ્તી છે, પરંતુ તે વર્તમાન ટ્રાન્સમિશનમાં દખલ કરશે, જે નિયંત્રણ ચોકસાઈને અસર કરશે; જોકે બીજો મોડ ખર્ચાળ છે, તે ટ્રાન્સમિશન પ્રક્રિયામાં ડેટાની ચોકસાઈ અને નિયંત્રણ ચોકસાઈ સુનિશ્ચિત કરી શકે છે. તેથી, સિસ્ટમ અનુક્રમે બે ડાયનામોમીટર અને બે વોટર પંપ મોટર્સને નિયંત્રિત કરવા માટે ચાર DCS500 નો ઉપયોગ કરે છે. PROFIBUS DP સ્લેવ સ્ટેશન તરીકે, ચાર ઉપકરણો માસ્ટર-સ્લેવ મોડમાં માસ્ટર સ્ટેશન PLC સાથે વાતચીત કરે છે. PLC ડાયનામોમીટર અને પંપ મોટરના સ્ટાર્ટ/સ્ટોપને નિયંત્રિત કરે છે, PROFIBUS DP દ્વારા મોટર રનિંગ સ્પીડ DCS500 પર ટ્રાન્સમિટ કરે છે, અને DCS500 માંથી મોટર રનિંગ સ્ટેટસ અને પેરામીટર્સ મેળવે છે, અને રીઅલ-ટાઇમ મોનિટરિંગને સાકાર કરવા માટે તેમને PROFIBUS FMS દ્વારા ઉપલા IPC પર ટ્રાન્સમિટ કરે 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 અને માસ્ટર માસ્ટર મોડમાં IPC અને ડેટા એક્વિઝિશન સિસ્ટમ સાથે વાતચીત કરે છે; તે એક DP માસ્ટર સ્ટેશન પણ છે, જે DCS500 સાથે માસ્ટર-સ્લેવ કોમ્યુનિકેશનને સાકાર કરે છે.

ડેટા એક્વિઝિશન સિસ્ટમ ડાયનેમોમીટરના વિવિધ પરિમાણો એકત્રિત કરવા અને તેમને મોટી સ્ક્રીન પર પ્રદર્શિત કરવા માટે VXI બસ ટેકનોલોજી અપનાવે છે, અને * * * પરિણામોને કોષ્ટકો અને ગ્રાફમાં બનાવે છે (આ ભાગ અન્ય કંપનીઓ દ્વારા પૂર્ણ કરવામાં આવે છે). IPC FMS દ્વારા ડેટા એક્વિઝિશન સિસ્ટમ સાથે વાતચીત કરે છે. સમગ્ર સિસ્ટમની રચના આકૃતિ 2 માં બતાવવામાં આવી છે.
૧.૧ ફીલ્ડબસ પ્રોફિબસ પ્રોફિબસ એ સિમેન્સ અને એઈસી જેવી ૧૩ કંપનીઓ અને ૫ વૈજ્ઞાનિક સંશોધન સંસ્થાઓ દ્વારા સંયુક્ત વિકાસ પ્રોજેક્ટમાં વિકસાવવામાં આવેલ એક માનક છે. તે યુરોપિયન માનક en50170 માં સૂચિબદ્ધ થયેલ છે અને ચીનમાં ભલામણ કરાયેલ ઔદ્યોગિક ફીલ્ડબસ માનકોમાંનું એક છે. તેમાં નીચેના સ્વરૂપો શામેલ છે:
·PROFIBUS FMS  વર્કશોપ સ્તરે સામાન્ય સંદેશાવ્યવહાર કાર્યોનું નિરાકરણ કરે છે  મોટી સંખ્યામાં સંદેશાવ્યવહાર સેવાઓ પૂરી પાડે છે  મધ્યમ ટ્રાન્સમિશન ગતિ સાથે ચક્રીય અને બિન-ચક્રીય સંદેશાવ્યવહાર કાર્યો પૂર્ણ કરે છે. NAIS નું પ્રોફિબસ મોડ્યુલ * * * 1.2mbps ના સંચાર દરને સપોર્ટ કરે છે અને ચક્રીય સંદેશાવ્યવહાર મોડને સપોર્ટ કરતું નથી  તે ફક્ત MMA  નોન-ચક્રીય ડેટા ટ્રાન્સમિશન  માસ્ટર કનેક્શન  અન્ય FMS માસ્ટર સ્ટેશનો સાથે સંચારનો ઉપયોગ કરી શકે છે  અને આ મોડ્યુલ * * * કંપનીના PROFIBUS FMS સાથે સુસંગત નથી  તેથી, સ્કીમ ડિઝાઇન દરમિયાન PROFIBUS ના એક સ્વરૂપનો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી.
·PROFIBUS PA  પ્રક્રિયા ઓટોમેશન માટે ખાસ રચાયેલ પ્રમાણભૂત આંતરિક રીતે સલામત ટ્રાન્સમિશન ટેકનોલોજી  iec1158-2  માં ઉલ્લેખિત સંચાર પ્રોટોકોલને સાકાર કરે છે અને ઉચ્ચ સલામતી આવશ્યકતાઓ અને બસ દ્વારા સંચાલિત સ્ટેશનોવાળા સ્થળોએ તેનો ઉપયોગ થાય છે. સિસ્ટમમાં વપરાતું ટ્રાન્સમિશન માધ્યમ કોપર શિલ્ડેડ ટ્વિસ્ટેડ જોડી છે  સંચાર પ્રોટોકોલ RS485  છે અને સંચાર દર 500kbps છે. ઔદ્યોગિક ક્ષેત્ર બસનો ઉપયોગ સિસ્ટમની સલામતી અને વિશ્વસનીયતાની ગેરંટી પૂરી પાડે છે.
૧.૨ IPC ઔદ્યોગિક નિયંત્રણ કમ્પ્યુટર
ઉપલા ઔદ્યોગિક નિયંત્રણ કમ્પ્યુટર તાઇવાનના એડવાન્ટેક ઔદ્યોગિક નિયંત્રણ કમ્પ્યુટરને અપનાવે છે  વિન્ડોઝ NT4.0 વર્કસ્ટેશન ઓપરેટિંગ સિસ્ટમ ચલાવે છે  સિમેન્સનું WinCC ઔદ્યોગિક રૂપરેખાંકન સોફ્ટવેર અપનાવે છે  મોટી સ્ક્રીન સિસ્ટમની ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓ અને અવતરણ માહિતી દર્શાવે છે, અને પાઇપલાઇન પ્રવાહ અને બ્લોકિંગ પરિસ્થિતિઓ ગ્રાફિકલી દર્શાવે છે. બધા ડેટા PLO દ્વારા 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) સ્થાપિત કરી શકાય છે, 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. સોફ્ટવેર 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 કાર્ય
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 ડિસ્ચાર્જ પંપ મોટર અને 2 લ્યુબ્રિકેટિંગ સોલેનોઇડ વાલ્વને પણ નિયંત્રિત કરવાની જરૂર છે. વપરાશકર્તાઓની પરીક્ષણ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે વાલ્વ સ્વીચ દ્વારા પાણીના પ્રવાહની દિશા અને પ્રવાહ નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે.
2.1 સતત હેડ પાણીના પંપની પરિભ્રમણ ગતિને સમાયોજિત કરો: તેને ચોક્કસ મૂલ્ય પર સ્થિર બનાવો, અને આ સમયે પાણીનું હેડ સ્થિર રહે; ડાયનેમોમીટરની ગતિને ચોક્કસ મૂલ્ય પર સમાયોજિત કરો. 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 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, અને ડાયનેમોમીટરની ગતિ સતત રહે; 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  પાણીના પંપની ગતિને સમાયોજિત કરો જેથી ડાયનેમોમીટરનો આઉટપુટ ટોર્ક લગભગ શૂન્ય હોય (આ કાર્યકારી સ્થિતિમાં, ડાયનેમોમીટર પાવર ઉત્પાદન અને ઇલેક્ટ્રિક કામગીરી માટે કાર્ય કરે છે), અને સંબંધિત ડેટા એકત્રિત કરો. પરીક્ષણ દરમિયાન, પંપ મોટરની ગતિ DCS500 દ્વારા સ્થિર અને નિયંત્રિત હોવી જરૂરી છે.
૨.૪ પ્રવાહ માપાંકન
સિસ્ટમમાં ફ્લો મીટરનું માપાંકન 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 પરિભ્રમણ ગતિને સતત સમાયોજિત કરો. આ સમયે, પ્રવાહ મૂલ્ય પર ધ્યાન આપો. જ્યારે પ્રવાહ મૂલ્ય જરૂરી મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે, ત્યારે પાણીના પંપ મોટરને વર્તમાન પરિભ્રમણ ગતિ પર સ્થિર બનાવો (આ સમયે, કેલિબ્રેશન પાઇપલાઇનમાં પાણી ફરે છે). ડિફ્લેક્ટરનો સ્વિચિંગ સમય સેટ કરો. કાર્યકારી સ્થિતિ સ્થિર થયા પછી, સોલેનોઇડ વાલ્વ ચાલુ કરો અને સમય શરૂ કરો. તે જ સમયે, પાઇપલાઇનમાં પાણીને કેલિબ્રેશન ટાંકીમાં સ્વિચ કરો. જ્યારે સમય સમાપ્ત થાય છે, ત્યારે સોલેનોઇડ વાલ્વ ડિસ્કનેક્ટ થઈ જાય છે. આ સમયે, પાણીને કેલિબ્રેશન પાઇપલાઇન પર સ્વિચ કરવામાં આવે છે, અને પાણીના પંપ મોટરની પરિભ્રમણ ગતિ ચોક્કસ ગતિએ સ્થિર થવા માટે ઘટાડવામાં આવે છે. સંબંધિત ડેટા વાંચો. પછી પાણી કાઢી નાખો અને આગળના બિંદુને માપાંકિત કરો.
૨.૫ મેન્યુઅલ / ઓટોમેટિક અનડસ્ટર્બ્ડ સ્વિચિંગ
સિસ્ટમના જાળવણી અને ડિબગીંગને સરળ બનાવવા માટે, સિસ્ટમ માટે મેન્યુઅલ કીબોર્ડ ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે. ઓપરેટર ઇન્ટરલોકિંગ દ્વારા અવરોધિત થયા વિના કીબોર્ડ દ્વારા ચોક્કસ વાલ્વની ક્રિયાને સ્વતંત્ર રીતે નિયંત્રિત કરી શકે છે. સિસ્ટમ NAIS રિમોટ I/O મોડ્યુલ અપનાવે છે, જે કીબોર્ડને વિવિધ સ્થળોએ કાર્યરત કરી શકે છે. મેન્યુઅલ / ઓટોમેટિક સ્વિચિંગ દરમિયાન, વાલ્વની સ્થિતિ યથાવત રહે છે.
સિસ્ટમ PLC ને મુખ્ય નિયંત્રક તરીકે અપનાવે છે, જે સિસ્ટમને સરળ બનાવે છે અને સિસ્ટમની ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા અને જાળવણી સુનિશ્ચિત કરે છે; PROFIBUS સંપૂર્ણ ડેટા ટ્રાન્સમિશનને સાકાર કરે છે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપ ટાળે છે, અને સિસ્ટમને ડિઝાઇન ચોકસાઈ આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે; વિવિધ ઉપકરણો વચ્ચે ડેટા શેરિંગ સાકાર થાય છે; PROFIBUS ની સુગમતા સિસ્ટમ વિસ્તરણ માટે અનુકૂળ પરિસ્થિતિઓ પૂરી પાડે છે. ઔદ્યોગિક ક્ષેત્ર બસ પર આધારિત સિસ્ટમ ડિઝાઇન યોજના ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનનો મુખ્ય પ્રવાહ બનશે.