जलविद्युत प्रौद्योगिकी के विकास में हाइड्रोलिक टरबाइन मॉडल परीक्षण बेड का महत्व

हाइड्रोलिक टर्बाइन मॉडल टेस्ट बेंच जलविद्युत प्रौद्योगिकी के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह जलविद्युत उत्पादों की गुणवत्ता में सुधार और इकाइयों के प्रदर्शन को अनुकूलित करने के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण है। किसी भी रनर के उत्पादन के लिए सबसे पहले एक मॉडल रनर विकसित करना होगा और हाई हेड हाइड्रोलिक मशीनरी टेस्ट-बेड पर हाइड्रोपावर स्टेशन के वास्तविक हेड मीटर का अनुकरण करके मॉडल का परीक्षण करना होगा। यदि सभी डेटा उपयोगकर्ताओं की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं, तो रनर को आधिकारिक तौर पर उत्पादित किया जा सकता है। इसलिए, कुछ विदेशी जलविद्युत उपकरण निर्माताओं के पास विभिन्न कार्यों की जरूरतों को पूरा करने के लिए कई उच्च जल हेड टेस्ट बेंच हैं। उदाहरण के लिए, फ्रांस की नेयरपिक कंपनी के पास पांच उन्नत उच्च-सटीक मॉडल टेस्ट बेंच हैं; हिताची और तोशिबा के पास 50 मीटर से अधिक के वाटर हेड वाले पांच मॉडल टेस्ट स्टैंड हैं। उत्पादन की जरूरतों के अनुसार, एक बड़े विद्युत मशीनरी अनुसंधान संस्थान ने पूर्ण कार्यों और उच्च परिशुद्धता के साथ एक उच्च जल हेड टेस्ट-बेड तैयार किया है, जो क्रमशः ट्यूबलर, मिश्रित प्रवाह, अक्षीय प्रवाह और प्रतिवर्ती हाइड्रोलिक मशीनरी पर मॉडल परीक्षण कर सकता है, और वाटर हेड 150 मीटर तक पहुंच सकता है। परीक्षण बेंच ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज इकाइयों के मॉडल परीक्षण के लिए अनुकूल हो सकता है। परीक्षण बेंच को दो स्टेशनों ए और बी के साथ डिज़ाइन किया गया है। जब स्टेशन ए काम करता है, तो स्टेशन बी स्थापित किया जाता है, जो परीक्षण चक्र को छोटा कर सकता है। ए.बी दो स्टेशन विद्युत नियंत्रण प्रणाली और परीक्षण प्रणाली के एक सेट को साझा करते हैं। विद्युत नियंत्रण प्रणाली कोर के रूप में PROFIBUS, मुख्य नियंत्रक के रूप में NAIS fp10sh PLC, और IPC (औद्योगिक नियंत्रण कंप्यूटर) केंद्रीकृत नियंत्रण का एहसास कराती है। सिस्टम उन्नत सभी डिजिटल नियंत्रण मोड को साकार करने के लिए फील्डबस तकनीक को अपनाता है, जो सिस्टम की विश्वसनीयता, सुरक्षा और आसान रखरखाव सुनिश्चित करता है। यह चीन में उच्च स्तर की स्वचालन के साथ एक जल संरक्षण मशीनरी परीक्षण नियंत्रण प्रणाली है। नियंत्रण प्रणाली की संरचना

हाई वॉटर हेड टेस्ट बेंच में 550KW की शक्ति और 250 ~ 1100r / मिनट की गति सीमा वाले दो पंप मोटर्स होते हैं, जो उपयोगकर्ता द्वारा आवश्यक वॉटर हेड मीटर तक पाइपलाइन में पानी के प्रवाह को तेज करते हैं और वॉटर हेड को सुचारू रूप से चलाते रहते हैं। रनर के मापदंडों की निगरानी डायनेमोमीटर द्वारा की जाती है। डायनेमोमीटर की मोटर शक्ति 500kW है, गति 300 ~ 2300r / मिनट के बीच है, और स्टेशन a और B पर एक डायनेमोमीटर है। हाई हेड हाइड्रोलिक मशीनरी टेस्ट बेंच का सिद्धांत चित्र 1 में दिखाया गया है। सिस्टम के लिए आवश्यक है कि मोटर नियंत्रण सटीकता 0.5% से कम हो और MTBF 5000 घंटे से अधिक हो। काफी शोध के बाद एक * * * कंपनी द्वारा निर्मित DCS500 DC स्पीड रेगुलेशन सिस्टम का चयन किया गया दूसरा है गति आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए डिजिटल मोड में प्राप्त करने के लिए PROFIBUS DP मॉड्यूल जोड़ना। पहली विधि में सरल नियंत्रण और कम कीमत है, लेकिन यह वर्तमान संचरण में परेशान होगा और नियंत्रण सटीकता को प्रभावित करेगा; हालांकि दूसरी विधि महंगी है, यह संचरण प्रक्रिया में डेटा की सटीकता और नियंत्रण सटीकता सुनिश्चित कर सकती है। इसलिए, सिस्टम क्रमशः दो डायनेमोमीटर और दो पानी पंप मोटर्स को नियंत्रित करने के लिए चार DCS500 को अपनाता है। PROFIBUS DP स्लेव स्टेशन के रूप में, चार डिवाइस मास्टर स्टेशन PLC के साथ मास्टर-स्लेव मोड में संचार करते हैं। PLC डायनेमोमीटर और पानी पंप मोटर के स्टार्ट / स्टॉप को नियंत्रित करता है, मोटर रनिंग स्पीड को PROFIBUS DP के माध्यम से DCS500 तक पहुंचाता है, और DCS500 से मोटर रनिंग स्थिति और पैरामीटर प्राप्त करता है।
पीएलसी ने एनएआईएस यूरोप द्वारा निर्मित एएफपी37911 मॉड्यूल को मास्टर स्टेशन के रूप में चुना है, जो एक ही समय में एफएमएस और डीपी प्रोटोकॉल का समर्थन करता है। मॉड्यूल एफएमएस का मुख्य स्टेशन है, जो आईपीसी और डेटा अधिग्रहण प्रणाली के साथ मुख्य मुख्य मोड संचार का एहसास करता है; यह डीपी मास्टर स्टेशन भी है, जो डीसीएस500 के साथ मास्टर-स्लेव संचार का एहसास करता है।
डायनेमोमीटर के सभी पैरामीटर VXI बस टेक्नोलॉजी के माध्यम से एकत्र किए जाएंगे और स्क्रीन पर प्रदर्शित किए जाएंगे (अन्य पैरामीटर VXI कंपनी द्वारा एकत्र किए जाएंगे)। IPC संचार को पूरा करने के लिए FMS के माध्यम से डेटा अधिग्रहण प्रणाली से जुड़ता है। पूरे सिस्टम की संरचना चित्र 2 में दिखाई गई है।

1.1 फील्डबस प्रोफ़िबस संयुक्त विकास परियोजना में 13 कंपनियों और 5 वैज्ञानिक अनुसंधान संस्थानों द्वारा तैयार किया गया एक मानक है। इसे यूरोपीय मानक en50170 में सूचीबद्ध किया गया है और यह चीन में अनुशंसित औद्योगिक फील्डबस मानकों में से एक है। इसमें निम्नलिखित रूप शामिल हैं:
·PROFIBUS FMS कार्यशाला स्तर पर सामान्य संचार कार्यों को हल करता है, बड़ी संख्या में संचार सेवाएँ प्रदान करता है, और मध्यम संचरण गति के साथ चक्रीय और गैर चक्रीय संचार कार्यों को पूरा करता है। NAIS का प्रोफिबस मॉड्यूल 1.2mbps की संचार दर का समर्थन करता है और चक्रीय संचार मोड का समर्थन नहीं करता है। यह केवल MMA  गैर चक्रीय डेटा ट्रांसमिशन  मास्टर कनेक्शन  का उपयोग करके अन्य FMS मास्टर स्टेशनों के साथ संचार कर सकता है और मॉड्यूल FMS के साथ संगत नहीं है। इसलिए, यह योजना डिजाइन में PROFIBUS के केवल एक रूप का उपयोग नहीं कर सकता है।
·PROFIBUS-DP  अनुकूलित उच्च गति और सस्ते संचार कनेक्शन को स्वचालित नियंत्रण प्रणाली और उपकरण स्तर विकेन्द्रीकृत I / O के बीच संचार के लिए डिज़ाइन किया गया है। क्योंकि DP और FMS एक ही संचार प्रोटोकॉल को अपनाते हैं, वे एक ही नेटवर्क सेगमेंट में सह-अस्तित्व में रह सकते हैं। NAIS और a के बीच, msaz  गैर चक्रीय डेटा ट्रांसमिशन  मास्टर-स्लेव कनेक्शन  स्लेव स्टेशन सक्रिय रूप से संचार नहीं करता है।
·PROFIBUS PA  मानक आंतरिक रूप से सुरक्षित ट्रांसमिशन तकनीक जिसे विशेष रूप से प्रक्रिया स्वचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है  उच्च सुरक्षा आवश्यकताओं वाले अवसरों और बस द्वारा संचालित स्टेशनों के लिए iec1158-2  में निर्दिष्ट संचार प्रक्रियाओं को साकार करता है। सिस्टम में उपयोग किया जाने वाला ट्रांसमिशन माध्यम कॉपर शील्डेड ट्विस्टेड पेयर है  संचार प्रोटोकॉल RS485 है और संचार दर 500kbps है। औद्योगिक फील्डबस का अनुप्रयोग सिस्टम की सुरक्षा और विश्वसनीयता की गारंटी प्रदान करता है।

1.2 आईपीसी औद्योगिक नियंत्रण कंप्यूटर
ऊपरी औद्योगिक नियंत्रण कंप्यूटर ताइवान एडवांटेक औद्योगिक नियंत्रण कंप्यूटर को अपनाता है  विंडोज एनटी4 0 वर्कस्टेशन ऑपरेटिंग सिस्टम चला रहा है  सीमेंस कंपनी के विनसीसी औद्योगिक कॉन्फ़िगरेशन सॉफ्टवेयर का उपयोग बड़ी स्क्रीन पर सिस्टम की ऑपरेटिंग स्थिति की जानकारी प्रदर्शित करने के लिए किया जाता है, और पाइपलाइन प्रवाह और रुकावट का ग्राफिक रूप से प्रतिनिधित्व करता है। सभी डेटा PROFIBUS के माध्यम से PLC से प्रेषित होते हैं। IPC आंतरिक रूप से जर्मन सॉफ्टिंग कंपनी द्वारा निर्मित प्रोफिबोर्ड नेटवर्क कार्ड से सुसज्जित है, जिसे विशेष रूप से PROFIBUS के लिए डिज़ाइन किया गया है। सॉफ्टिंग द्वारा प्रदान किए गए कॉन्फ़िगरेशन सॉफ़्टवेयर के माध्यम से, नेटवर्किंग को पूरा किया जा सकता है, नेटवर्क संचार संबंध Cr (संचार संबंध) और ऑब्जेक्ट डिक्शनरी OD (ऑब्जेक्ट डिक्शनरी) स्थापित किया जा सकता है। WINCC का निर्माण सीमेंस द्वारा किया जाता है।

1.3 पीएलसी
एनएआईएस कंपनी की एफपी10एसएच को पीएलसी के रूप में चुना गया है।

2 नियंत्रण प्रणाली कार्य
दो पानी पंप मोटर्स और दो डायनेमोमीटर को नियंत्रित करने के अलावा, नियंत्रण प्रणाली को 28 इलेक्ट्रिक वाल्व, 4 वजन मोटर्स, 8 तेल पंप मोटर्स, 3 वैक्यूम पंप मोटर्स, 4 तेल नाली पंप मोटर्स और 2 स्नेहन सॉलोनॉइड वाल्व को भी नियंत्रित करने की आवश्यकता है। उपयोगकर्ताओं की परीक्षण आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए वाल्व के स्विच के माध्यम से पानी के प्रवाह की दिशा और प्रवाह को नियंत्रित किया जाता है।

2.1 स्थिर शीर्ष
पानी पंप की गति को समायोजित करें: इसे एक निश्चित मूल्य पर स्थिर करें, और इस समय पानी का सिर निश्चित है; डायनेमोमीटर की गति को एक निश्चित मूल्य पर समायोजित करें, और 2 ~ 4 मिनट के लिए काम करने की स्थिति स्थिर होने के बाद प्रासंगिक डेटा एकत्र करें। परीक्षण के दौरान, पानी के सिर को अपरिवर्तित रखना आवश्यक है। मोटर की गति को इकट्ठा करने के लिए पानी पंप मोटर पर एक कोड डिस्क रखी जाती है, ताकि DCS500 एक बंद लूप नियंत्रण बना सके। पानी पंप की गति IPC कीबोर्ड द्वारा इनपुट की जाती है।

2.2 स्थिर गति
डायनेमोमीटर की गति को एक निश्चित मान पर स्थिर करने के लिए समायोजित करें। इस समय, डायनेमोमीटर की गति स्थिर होती है; पंप की गति को एक निश्चित मान पर समायोजित करें (यानी सिर को समायोजित करें), और 2 ~ 4 मिनट के लिए काम करने की स्थिति स्थिर होने के बाद प्रासंगिक डेटा एकत्र करें। DCS500 डायनेमोमीटर की गति को स्थिर करने के लिए डायनेमोमीटर की गति के लिए एक बंद लूप बनाता है।

2.3 भगोड़ा परीक्षण
डायनेमोमीटर की गति को एक निश्चित मान पर समायोजित करें और डायनेमोमीटर की गति को अपरिवर्तित रखें  डायनेमोमीटर के आउटपुट टॉर्क को शून्य के करीब लाने के लिए पानी पंप की गति को समायोजित करें (इस कार्यशील स्थिति के तहत, डायनेमोमीटर बिजली उत्पादन और इलेक्ट्रिक ऑपरेशन के लिए काम करता है), और प्रासंगिक डेटा एकत्र करें। परीक्षण के दौरान, पानी पंप मोटर की गति को अपरिवर्तित रहने और DCS500 द्वारा समायोजित करने की आवश्यकता होती है।

2.4 प्रवाह अंशांकन
सिस्टम में फ्लोमीटर को कैलिब्रेट करने के लिए सिस्टम दो फ्लो करेक्शन टैंक से लैस है। कैलिब्रेशन से पहले, पहले चिह्नित फ्लो वैल्यू निर्धारित करें, फिर वाटर पंप मोटर शुरू करें और वाटर पंप मोटर की गति को लगातार समायोजित करें। इस समय, फ्लो वैल्यू पर ध्यान दें। जब फ्लो वैल्यू आवश्यक मूल्य तक पहुँच जाता है, तो वाटर पंप मोटर को वर्तमान गति पर स्थिर करें (इस समय, पानी कैलिब्रेशन पाइपलाइन में घूमता है)। डिफ्लेक्टर का स्विचिंग समय सेट करें। काम करने की स्थिति स्थिर होने के बाद, सॉलोनॉइड वाल्व चालू करें, टाइमिंग शुरू करें, और उसी समय पाइपलाइन में पानी को करेक्शन टैंक में स्विच करें। जब टाइमिंग का समय समाप्त हो जाता है, तो सॉलोनॉइड वाल्व काट दिया जाता है। इस समय, पानी को फिर से कैलिब्रेशन पाइपलाइन में स्विच किया जाता है। वाटर पंप मोटर की गति को कम करें, इसे एक निश्चित गति पर स्थिर करें, और संबंधित डेटा पढ़ें। फिर पानी को निकाल दें और अगले बिंदु को कैलिब्रेट करें।

2.5 मैनुअल / स्वचालित निर्बाध स्विचिंग
सिस्टम के रखरखाव और डिबगिंग को सुविधाजनक बनाने के लिए, सिस्टम के लिए एक मैनुअल कीबोर्ड डिज़ाइन किया गया है। ऑपरेटर कीबोर्ड के माध्यम से स्वतंत्र रूप से वाल्व की क्रिया को नियंत्रित कर सकता है, जो इंटरलॉकिंग द्वारा विवश नहीं है। सिस्टम NAIS रिमोट I / O मॉड्यूल को अपनाता है, जो कीबोर्ड को विभिन्न स्थानों पर संचालित कर सकता है। मैनुअल / स्वचालित स्विचिंग के दौरान, वाल्व की स्थिति अपरिवर्तित रहती है।
सिस्टम मुख्य नियंत्रक के रूप में पीएलसी को अपनाता है, जो सिस्टम को सरल बनाता है और सिस्टम की उच्च विश्वसनीयता और आसान रखरखाव सुनिश्चित करता है; PROFIBUS पूर्ण डेटा ट्रांसमिशन का एहसास करता है, विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप से बचता है, और सिस्टम को डिज़ाइन की सटीकता आवश्यकताओं को पूरा करता है; विभिन्न उपकरणों के बीच डेटा साझाकरण का एहसास होता है; PROFIBUS का लचीलापन सिस्टम के विस्तार के लिए सुविधाजनक स्थितियाँ प्रदान करता है। कोर के रूप में औद्योगिक फील्डबस के साथ सिस्टम डिज़ाइन योजना औद्योगिक अनुप्रयोग की मुख्यधारा बन जाएगी।