Tempat uji model turbin hidrolik memainkan peran penting dalam pengembangan teknologi tenaga air. Ini adalah peralatan penting untuk meningkatkan kualitas produk tenaga air dan mengoptimalkan kinerja unit. Untuk produksi runner apa pun, model runner harus dikembangkan terlebih dahulu, dan model tersebut dapat diuji dengan mensimulasikan meter head aktual stasiun tenaga air pada bangku uji mesin hidrolik bertekanan tinggi. Jika semua data memenuhi persyaratan pengguna, runner dapat diproduksi secara resmi. Oleh karena itu, beberapa produsen peralatan tenaga air terkenal di luar negeri memiliki beberapa bangku uji bertekanan tinggi yang memenuhi kebutuhan berbagai fungsi, seperti lima bangku uji model presisi tinggi canggih dari perusahaan Nyrpic Prancis; Hitachi dan Toshiba masing-masing memiliki lima bangku uji model dengan ketinggian air lebih dari 50m. Sesuai dengan kebutuhan produksi, sebuah lembaga penelitian mesin listrik besar telah merancang bangku uji bertekanan tinggi dengan fungsi lengkap dan akurasi tinggi, yang dapat melakukan uji model pada mesin hidrolik tubular, aliran campuran, aliran aksial, dan reversibel. Ketinggian 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 field bus untuk mewujudkan mode kontrol digital penuh yang canggih, yang memastikan keandalan, keamanan, dan kemudahan perawatan sistem. Ini adalah sistem kontrol pengujian mesin hidrolik dengan tingkat otomatisasi tinggi di Tiongkok. Komposisi sistem kontrol
Bangku uji tekanan air tinggi terdiri dari dua motor pompa dengan daya terpasang 550 kW dan rentang kecepatan putaran 250-1100 r/min untuk 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, dan kecepatan putarannya antara 300 dan 2300 r/min. Terdapat satu dinamometer di stasiun A dan stasiun B. Prinsip bangku uji mesin hidrolik tekanan tinggi ditunjukkan pada Gambar 1. Sistem ini membutuhkan akurasi kontrol motor kurang dari 0,5%, dan waktu rata-rata antar kegagalan (MTTF) lebih besar dari 5000 jam. Setelah banyak penelitian, sistem kontrol kecepatan DC DCS500 dipilih. DCS500 dapat menerima perintah kontrol dengan dua cara, yaitu menerima sinyal 4-20 mA untuk memenuhi persyaratan kecepatan; Cara lain adalah dengan menambahkan modul PROFIBUS DP untuk memenuhi persyaratan kecepatan dengan menerima data dalam mode digital. Metode pertama sederhana dan murah, tetapi akan mengalami gangguan pada transmisi arus, yang memengaruhi akurasi kontrol; meskipun metode kedua mahal, metode ini dapat memastikan akurasi data dalam proses transmisi dan akurasi kontrol. Oleh karena itu, sistem menggunakan empat DCS500 untuk mengontrol dua dinamometer dan dua motor pompa air secara terpisah. Sebagai stasiun slave PROFIBUS DP, keempat perangkat berkomunikasi dengan PLC stasiun master dalam mode master-slave. PLC mengontrol start/stop dinamometer dan motor pompa, mengirimkan kecepatan putaran motor ke DCS500 melalui PROFIBUS DP, dan memperoleh status dan parameter putaran motor dari DCS500, lalu mengirimkannya ke IPC atas melalui PROFIBUS FMS untuk mewujudkan pemantauan waktu nyata.
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 dan berkomunikasi dengan IPC dan sistem akuisisi data dalam mode master-master; Modul ini juga merupakan stasiun master DP, yang mewujudkan komunikasi master-slave dengan DCS500.
Sistem akuisisi data mengadopsi teknologi bus VXI untuk mengumpulkan berbagai parameter dinamometer dan menampilkannya di layar besar, serta membentuk hasil ke dalam tabel dan grafik (bagian ini diselesaikan oleh perusahaan lain). IPC berkomunikasi dengan sistem akuisisi data melalui FMS. Komposisi keseluruhan sistem ditunjukkan pada Gambar 2.
1.1 Fieldbus PROFIBUS PROFIBUS adalah standar yang dikembangkan oleh 13 perusahaan seperti Siemens dan AEC serta 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 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 hanya dapat menggunakan MMA transmisi data non-siklik koneksi master komunikasi dengan stasiun master FMS lainnya dan modul ini tidak kompatibel dengan PROFIBUS FMS dari perusahaan * * * oleh karena itu, satu bentuk PROFIBUS tidak dapat digunakan selama desain skema.
• PROFIBUS PA teknologi transmisi standar yang aman secara intrinsik yang dirancang khusus untuk otomatisasi proses mewujudkan protokol komunikasi yang ditentukan dalam IEC1158-2 dan digunakan di tempat-tempat dengan persyaratan keamanan tinggi dan stasiun yang ditenagai oleh bus. Media transmisi yang digunakan dalam sistem adalah pasangan berpilin berpelindung tembaga protokol komunikasinya adalah RS485 dan kecepatan komunikasinya adalah 500 kbps. Penerapan field bus industri memberikan jaminan untuk keamanan dan keandalan sistem.
1.2 Komputer kontrol industri IPC
Komputer kontrol industri tingkat atas menggunakan komputer kontrol industri Advantech dari Taiwan menjalankan sistem operasi workstation Windows NT4.0 menggunakan perangkat lunak konfigurasi industri WinCC dari Siemens layar besar menampilkan kondisi operasi dan informasi kuotasi sistem, serta secara grafis menunjukkan aliran pipa dan kondisi penyumbatan. Semua data ditransmisikan oleh 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) dapat dibangun, dan kamus objek OD (kamus objek) dapat dibangun. WINCC diproduksi oleh Siemens. Ini hanya mendukung koneksi langsung dengan PLC S5/S7 dari perusahaan tersebut, dan hanya dapat berkomunikasi dengan PLC lain melalui teknologi DDE yang disediakan oleh Windows. Perusahaan perangkat lunak 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 pembuangan oli, dan 2 katup solenoid pelumas. Arah aliran dan laju aliran air dikendalikan oleh sakelar katup untuk memenuhi persyaratan pengujian pengguna.
2.1 Pengaturan head konstan Sesuaikan kecepatan putaran pompa air: buat kecepatan stabil pada nilai tertentu, dan head air tetap konstan pada saat ini; Sesuaikan kecepatan dinamometer ke nilai tertentu. Setelah kondisi kerja stabil selama 2-4 menit, kumpulkan data yang relevan. Selama pengujian, head air harus tetap tidak berubah. Sebuah disk kode ditempatkan pada motor pompa 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, dan kecepatan dinamometer tetap 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 sehingga 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 harus konstan dan diatur oleh DCS500.
2.4 Kalibrasi aliran
Sistem ini dilengkapi dengan dua tangki koreksi aliran untuk mengkalibrasi meteran aliran dalam sistem. Sebelum kalibrasi, pertama-tama tentukan nilai aliran yang ditandai, kemudian nyalakan motor pompa air, dan atur kecepatan putaran motor pompa air secara terus menerus. Pada saat ini, perhatikan nilai aliran. Ketika nilai aliran mencapai nilai yang dibutuhkan, buat motor pompa air stabil pada kecepatan putaran saat ini (pada saat ini, air bersirkulasi di pipa kalibrasi). Atur waktu pengalihan deflektor. Setelah kondisi kerja stabil, nyalakan katup solenoid dan mulai penghitungan waktu. Pada saat yang sama, alihkan air di pipa ke tangki kalibrasi. Ketika waktu penghitungan habis, katup solenoid dimatikan. Pada saat ini, air dialihkan ke pipa kalibrasi, dan kecepatan putaran motor pompa air dikurangi untuk distabilkan pada kecepatan tertentu. 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 tertentu secara independen melalui keyboard tanpa 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 serta kemudahan perawatan sistem yang tinggi; PROFIBUS mewujudkan transmisi data yang 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 berdasarkan field bus industri akan menjadi arus utama aplikasi industri.
Waktu posting: 24 Agustus 2022
