Bangku uji model turbin hidrolik memainkan peran penting dalam pengembangan teknologi PLTA. Ini adalah peralatan penting untuk meningkatkan kualitas produk PLTA dan mengoptimalkan kinerja unit. Produksi setiap runner harus terlebih dahulu mengembangkan model runner dan menguji model tersebut dengan mensimulasikan meteran head aktual dari PLTA pada bangku uji mesin hidrolik head tinggi. Jika semua data memenuhi persyaratan pengguna, runner dapat diproduksi secara resmi. Oleh karena itu, beberapa produsen peralatan PLTA asing memiliki beberapa bangku uji head tinggi untuk memenuhi kebutuhan berbagai fungsi. Misalnya, perusahaan neyrpic Prancis memiliki lima bangku uji model presisi tinggi canggih; Hitachi dan Toshiba memiliki lima bangku uji model dengan head air lebih dari 50m. Sesuai dengan kebutuhan produksi, sebuah lembaga penelitian mesin listrik besar telah merancang bangku uji head tinggi dengan fungsi lengkap dan presisi tinggi, yang dapat melakukan uji model pada mesin hidrolik tubular, aliran campuran, aliran aksial, dan reversibel secara masing-masing, dan head air dapat mencapai 150m. Bangku uji ini dapat beradaptasi dengan uji model unit vertikal dan horizontal. Bangku uji dirancang dengan dua stasiun, A dan B. Ketika stasiun A beroperasi, stasiun B dipasang, yang dapat mempersingkat siklus pengujian. Kedua stasiun A dan B berbagi satu set sistem kontrol listrik dan sistem pengujian. Sistem kontrol listrik menggunakan PROFIBUS sebagai inti, PLC NAIS fp10sh sebagai pengontrol utama, dan IPC (komputer kontrol industri) mewujudkan kontrol terpusat. Sistem ini mengadopsi teknologi fieldbus untuk mewujudkan mode kontrol serba digital yang canggih, yang memastikan keandalan, keamanan, dan kemudahan perawatan sistem. Ini adalah sistem kontrol pengujian mesin pengairan dengan tingkat otomatisasi tinggi di Tiongkok. Komposisi sistem kontrol
Bangku uji tekanan air tinggi terdiri dari dua motor pompa dengan daya 550 kW dan rentang kecepatan 250 ~ 1100 r/min, yang mempercepat aliran air di dalam pipa ke meteran tekanan air yang dibutuhkan pengguna dan menjaga tekanan air tetap berjalan lancar. Parameter penggerak dipantau oleh dinamometer. Daya motor dinamometer adalah 500 kW, kecepatannya antara 300 ~ 2300 r/min, dan terdapat satu dinamometer di stasiun A dan B. Prinsip bangku uji mesin hidrolik tekanan tinggi ditunjukkan pada Gambar 1. Sistem ini membutuhkan akurasi kontrol motor kurang dari 0,5% dan MTBF lebih besar dari 5000 jam. Setelah banyak penelitian, sistem pengaturan kecepatan DC DCS500 yang diproduksi oleh perusahaan ** * * dipilih. DCS500 dapat menerima perintah kontrol dengan dua cara. Salah satunya adalah menerima sinyal 4 ~ 20 mA untuk memenuhi persyaratan kecepatan; Metode kedua adalah menambahkan modul PROFIBUS DP untuk menerima data dalam mode digital guna memenuhi persyaratan kecepatan. Metode pertama memiliki kontrol yang sederhana dan harga yang rendah, tetapi akan terganggu dalam transmisi arus dan memengaruhi akurasi kontrol; meskipun metode kedua mahal, metode ini dapat memastikan akurasi data dan akurasi kontrol dalam proses transmisi. Oleh karena itu, sistem ini menggunakan empat DCS500 untuk mengontrol dua dinamometer dan dua motor pompa air secara terpisah. Sebagai stasiun slave PROFIBUS DP, keempat perangkat tersebut berkomunikasi dengan PLC stasiun master dalam mode master-slave. PLC mengontrol start/stop dinamometer dan motor pompa air, mengirimkan kecepatan putaran motor ke DCS500 melalui PROFIBUS DP, dan memperoleh status putaran motor dan parameter dari DCS500.
PLC memilih modul afp37911 yang diproduksi oleh NAIS Europe sebagai stasiun master, yang mendukung protokol FMS dan DP secara bersamaan. Modul ini merupakan stasiun utama FMS, yang mewujudkan komunikasi mode utama dengan IPC dan sistem akuisisi data; Modul ini juga merupakan stasiun master DP, yang mewujudkan komunikasi master-slave dengan DCS500.
Semua parameter dinamometer akan dikumpulkan dan ditampilkan di layar melalui Teknologi Bus VXI (parameter lain akan dikumpulkan oleh perusahaan VXI). IPC terhubung dengan sistem akuisisi data melalui FMS untuk menyelesaikan komunikasi. Komposisi keseluruhan sistem ditunjukkan pada Gambar 2.
1.1 Fieldbus PROFIBUS adalah standar yang dirumuskan oleh 13 perusahaan dan 5 lembaga penelitian ilmiah dalam proyek pengembangan bersama. Standar ini telah tercantum dalam standar Eropa EN50170 dan merupakan salah satu standar fieldbus industri yang direkomendasikan di Tiongkok. Standar ini mencakup bentuk-bentuk berikut:
• PROFIBUS FMS menyelesaikan tugas komunikasi umum di tingkat bengkel, menyediakan sejumlah besar layanan komunikasi, dan menyelesaikan tugas komunikasi siklik dan non-siklik dengan kecepatan transmisi sedang. Modul Profibus NAIS mendukung kecepatan komunikasi 1,2 mbps dan tidak mendukung mode komunikasi siklik. Modul ini hanya dapat berkomunikasi dengan stasiun master FMS lainnya menggunakan MMA (transmisi data non-siklik) dan koneksi master, dan modul ini tidak kompatibel dengan FMS. Oleh karena itu, dalam desain skema, tidak dapat hanya menggunakan satu bentuk PROFIBUS.
• PROFIBUS-DP koneksi komunikasi berkecepatan tinggi dan murah yang dioptimalkan dirancang untuk komunikasi antara sistem kontrol otomatis dan I/O terdesentralisasi tingkat peralatan. Karena DP dan FMS mengadopsi protokol komunikasi yang sama, keduanya dapat hidup berdampingan dalam segmen jaringan yang sama. Antara NAIS dan a, msaz transmisi data non-siklik koneksi master-slave stasiun slave tidak berkomunikasi secara aktif.
• PROFIBUS PA teknologi transmisi intrinsik aman standar yang dirancang khusus untuk otomatisasi proses mewujudkan prosedur komunikasi yang ditentukan dalam IEC1158-2 untuk kondisi dengan persyaratan keamanan tinggi dan stasiun yang ditenagai oleh bus. Media transmisi yang digunakan dalam sistem adalah pasangan kabel tembaga terpilin berpelindung protokol komunikasinya adalah RS485 dan kecepatan komunikasinya adalah 500kbps. Penerapan fieldbus industri memberikan jaminan untuk keamanan dan keandalan sistem.
1.2 Komputer kontrol industri IPC
Komputer kontrol industri tingkat atas mengadopsi komputer kontrol industri Taiwan Advantech yang menjalankan sistem operasi workstation Windows NT4.0. Perangkat lunak konfigurasi industri WinCC dari perusahaan Siemens digunakan untuk menampilkan informasi kondisi operasi sistem pada layar besar, dan secara grafis merepresentasikan aliran dan penyumbatan pipa. Semua data ditransmisikan dari PLC melalui PROFIBUS. IPC dilengkapi secara internal dengan kartu jaringan profiboard yang diproduksi oleh perusahaan softing Jerman, yang dirancang khusus untuk PROFIBUS. Melalui perangkat lunak konfigurasi yang disediakan oleh softing, jaringan dapat diselesaikan, hubungan komunikasi jaringan Cr (hubungan komunikasi) dan kamus objek OD (kamus objek) dapat dibuat. WINCC diproduksi oleh Siemens. Perangkat lunak ini hanya mendukung koneksi langsung dengan PLC S5/S7 perusahaan, dan hanya dapat berkomunikasi dengan PLC lain melalui teknologi DDE yang disediakan oleh Windows. Perusahaan softing menyediakan perangkat lunak server DDE untuk mewujudkan komunikasi PROFIBUS dengan WinCC.
1.3 PLC
Saham Fp10sh dari perusahaan NAIS terpilih sebagai PLC.
2 fungsi sistem kontrol
Selain mengendalikan dua motor pompa air dan dua dinamometer, sistem kontrol juga perlu mengendalikan 28 katup listrik, 4 motor pemberat, 8 motor pompa oli, 3 motor pompa vakum, 4 motor pompa penguras oli, dan 2 katup solenoid pelumasan. Arah aliran dan laju aliran air dikendalikan melalui sakelar katup untuk memenuhi persyaratan pengujian pengguna.
2.1 kepala konstan
Atur kecepatan pompa air: buat kecepatan stabil pada nilai tertentu, dan ketinggian air tetap tertentu pada saat itu; Atur kecepatan dinamometer ke nilai tertentu, dan kumpulkan data yang relevan setelah kondisi kerja stabil selama 2 ~ 4 menit. Selama pengujian, ketinggian air harus tetap tidak berubah. Sebuah disk kode ditempatkan pada motor pompa air untuk mengumpulkan kecepatan motor, sehingga DCS500 membentuk kontrol loop tertutup. Kecepatan pompa air dimasukkan melalui keyboard IPC.
2.2 kecepatan konstan
Sesuaikan kecepatan dinamometer agar stabil pada nilai tertentu. Pada saat ini, kecepatan dinamometer konstan; Sesuaikan kecepatan pompa ke nilai tertentu (yaitu sesuaikan head), dan kumpulkan data yang relevan setelah kondisi kerja stabil selama 2 ~ 4 menit. DCS500 membentuk loop tertutup untuk kecepatan dinamometer guna menstabilkan kecepatan dinamometer.
2.3 uji pelarian
Atur kecepatan dinamometer ke nilai tertentu dan pertahankan kecepatan dinamometer tetap tidak berubah. Atur kecepatan pompa air agar torsi keluaran dinamometer mendekati nol (dalam kondisi kerja ini, dinamometer beroperasi untuk pembangkitan daya dan operasi listrik), dan kumpulkan data yang relevan. Selama pengujian, kecepatan motor pompa air harus tetap tidak berubah dan diatur oleh DCS500.
2.4 Kalibrasi aliran
Sistem ini dilengkapi dengan dua tangki koreksi aliran untuk mengkalibrasi flowmeter dalam sistem. Sebelum kalibrasi, pertama-tama tentukan nilai aliran yang ditandai, kemudian nyalakan motor pompa air dan atur kecepatan motor pompa air secara terus menerus. Pada saat ini, perhatikan nilai aliran. Ketika nilai aliran mencapai nilai yang dibutuhkan, stabilkan motor pompa air pada kecepatan saat ini (pada saat ini, air bersirkulasi di pipa kalibrasi). Atur waktu pengalihan deflektor. Setelah kondisi kerja stabil, nyalakan katup solenoid, mulai penghitungan waktu, dan alihkan air di pipa ke tangki koreksi secara bersamaan. Ketika waktu penghitungan habis, katup solenoid dimatikan. Pada saat ini, air dialihkan ke pipa kalibrasi lagi. Kurangi kecepatan motor pompa air, stabilkan pada kecepatan tertentu, dan baca data yang relevan. Kemudian tiriskan air dan kalibrasi titik berikutnya.
2.5 Pengalihan manual/otomatis tanpa gangguan
Untuk mempermudah perawatan dan debugging sistem, keyboard manual dirancang untuk sistem ini. Operator dapat mengontrol aksi katup secara independen melalui keyboard, yang tidak dibatasi oleh penguncian. Sistem ini mengadopsi modul I/O jarak jauh NAIS, yang memungkinkan keyboard beroperasi di berbagai tempat. Selama peralihan manual/otomatis, status katup tetap tidak berubah.
Sistem ini mengadopsi PLC sebagai pengontrol utama, yang menyederhanakan sistem dan memastikan keandalan tinggi serta kemudahan perawatan sistem; PROFIBUS mewujudkan transmisi data lengkap, menghindari interferensi elektromagnetik, dan membuat sistem memenuhi persyaratan akurasi desain; Berbagi data antar perangkat yang berbeda diwujudkan; Fleksibilitas PROFIBUS memberikan kondisi yang nyaman untuk perluasan sistem. Skema desain sistem dengan fieldbus industri sebagai intinya akan menjadi arus utama aplikasi industri.
Waktu posting: 17 Februari 2022
