Il banco di prova per modelli di turbine idrauliche svolge un ruolo importante nello sviluppo della tecnologia idroelettrica.È un'apparecchiatura importante per migliorare la qualità dei prodotti idroelettrici e ottimizzare le prestazioni delle unità.La produzione di qualsiasi corridore deve prima sviluppare un modello di corridore e testare il modello simulando i metri di prevalenza effettivi della centrale idroelettrica sul banco di prova delle macchine idrauliche ad alta prevalenza.Se tutti i dati soddisfano i requisiti degli utenti, il corridore può essere ufficialmente prodotto.Pertanto, alcuni produttori stranieri di apparecchiature idroelettriche dispongono di diversi banchi di prova ad alta prevalenza per soddisfare le esigenze di varie funzioni.Ad esempio, l'azienda francese neyrpic dispone di cinque banchi di prova per modelli avanzati ad alta precisione;Hitachi e Toshiba hanno cinque banchi prova modello con un battente d'acqua di oltre 50 m.In base alle esigenze di produzione, un grande istituto di ricerca sulle macchine elettriche ha progettato un banco prova ad alto battente d'acqua con funzioni complete e alta precisione, in grado di eseguire prove su modello rispettivamente su macchine tubolari, a flusso misto, a flusso assiale e idrauliche reversibili, e la testa d'acqua può raggiungere i 150 m.Il banco prova può adattarsi al modello di prova di unità verticali e orizzontali.Il banco di prova è progettato con due stazioni a e B. quando la stazione a funziona, viene installata la stazione B, che può abbreviare il ciclo di prova.A. B due stazioni condividono un insieme di sistema di controllo elettrico e sistema di test.Il sistema di controllo elettrico prende PROFIBUS come core, NAIS fp10sh PLC come controller principale e IPC (computer di controllo industriale) realizza il controllo centralizzato.Il sistema adotta la tecnologia del bus di campo per realizzare la modalità di controllo completamente digitale avanzata, che garantisce l'affidabilità, la sicurezza e la facile manutenzione del sistema.È un sistema di controllo dei test dei macchinari per la tutela dell'acqua con un alto grado di automazione in Cina.Composizione del sistema di controllo
Il banco di prova ad alta prevalenza è costituito da due motori della pompa con una potenza di 550 KW e una gamma di velocità di 250 ~ 1100 giri / min, che accelerano il flusso d'acqua nella tubazione fino ai misuratori di prevalenza richiesti dall'utente e mantengono in funzione la testa d'acqua senza intoppi.I parametri del corridore sono monitorati dal dinamometro.La potenza del motore del dinamometro è di 500 kW, la velocità è compresa tra 300 e 2300 giri/min ed è presente un dinamometro nelle stazioni a e B. Il principio del banco di prova per macchine idrauliche ad alta prevalenza è mostrato nella Figura 1. Il sistema richiede che il la precisione del controllo del motore è inferiore allo 0,5% e l'MTBF è maggiore di 5000 ore.Dopo molte ricerche, viene selezionato il sistema di regolazione della velocità DCS500 DC prodotto da una * * * azienda.DCS500 può ricevere comandi di controllo in due modi.Uno è ricevere segnali da 4 ~ 20 mA per soddisfare i requisiti di velocità;Il secondo è aggiungere il modulo PROFIBUS DP per ricevere in modalità digitale per soddisfare i requisiti di velocità.Il primo metodo ha un controllo semplice e un prezzo basso, ma sarà disturbato nella trasmissione corrente e influenzerà l'accuratezza del controllo;Sebbene il secondo metodo sia costoso, può garantire l'accuratezza dei dati e l'accuratezza del controllo nel processo di trasmissione.Pertanto, il sistema adotta quattro DCS500 per controllare rispettivamente due dinamometri e due motori della pompa dell'acqua.Come stazione slave PROFIBUS DP, i quattro dispositivi comunicano con il PLC della stazione master in modalità master-slave.Il PLC controlla l'avvio/arresto del dinamometro e del motore della pompa dell'acqua, trasmette la velocità di funzionamento del motore a DCS500 tramite PROFIBUS DP e ottiene lo stato di funzionamento del motore e i parametri da DCS500.
Il PLC seleziona come stazione master il modulo afp37911 prodotto da NAIS Europe, che supporta contemporaneamente i protocolli FMS e DP.Il modulo è la stazione principale di FMS, che realizza la comunicazione principale in modalità principale con IPC e sistema di acquisizione dati;È anche la stazione master DP, che realizza la comunicazione master-slave con DCS500.
Tutti i parametri del dinamometro verranno raccolti e visualizzati sullo schermo tramite la tecnologia bus VXI (gli altri parametri verranno raccolti dalla società VXI).IPC si collega al sistema di acquisizione dati tramite FMS per completare la comunicazione.La composizione dell'intero sistema è mostrata in Figura 2.
1.1 bus di campo PROFIBUS è uno standard formulato da 13 aziende e 5 istituti di ricerca scientifica nel progetto di sviluppo congiunto.È stato elencato nella norma europea en50170 ed è uno degli standard bus di campo industriali raccomandati in Cina.Comprende i seguenti moduli:
·PROFIBUS FMS risolve i compiti di comunicazione generali a livello di officina, fornisce un gran numero di servizi di comunicazione e completa i compiti di comunicazione ciclici e non ciclici con velocità di trasmissione media.Il modulo Profibus di NAIS supporta la velocità di comunicazione di 1,2 Mbps e non supporta la modalità di comunicazione ciclica.Può comunicare solo con altre stazioni master FMS utilizzando MMA trasmissione dati non ciclica connessione master e il modulo non è compatibile con FMS.Pertanto, non può utilizzare solo una forma di PROFIBUS nella progettazione di schemi.
·PROFIBUS-DP La connessione di comunicazione ottimizzata ad alta velocità ed economica è progettata per la comunicazione tra il sistema di controllo automatico e l'I/O decentralizzato a livello di apparecchiatura. Poiché DP e FMS adottano lo stesso protocollo di comunicazione, possono coesistere nello stesso segmento di rete.Tra NAIS e a, msaz trasmissione dati non ciclica connessione master-slave stazione slave non comunica attivamente.
·PROFIBUS PA tecnologia di trasmissione standard a sicurezza intrinseca appositamente progettata per l'automazione di processo realizza le procedure di comunicazione specificate in iec1158-2 per occasioni con elevati requisiti di sicurezza e stazioni alimentate dal bus.Il mezzo di trasmissione utilizzato nel sistema è un doppino intrecciato schermato in rame il protocollo di comunicazione è RS485 e la velocità di comunicazione è di 500 kbps.L'applicazione del bus di campo industriale fornisce una garanzia per la sicurezza e l'affidabilità del sistema.
1.2 Computer di controllo industriale IPC
Il computer di controllo industriale superiore adotta il computer di controllo industriale Taiwan Advantech che esegue il sistema operativo della workstation Windows NT4 0 Il software di configurazione industriale WinCC della società Siemens viene utilizzato per visualizzare le informazioni sulle condizioni operative del sistema sul grande schermo e rappresentare graficamente il flusso della pipeline e blocco.Tutti i dati vengono trasmessi dal PLC tramite PROFIBUS.IPC è dotato internamente di una scheda di rete profiboard prodotta dalla società tedesca di softing, appositamente progettata per PROFIBUS.Attraverso il software di configurazione fornito da softing, è possibile completare il networking, stabilire la relazione di comunicazione di rete Cr (relazione di comunicazione) e il dizionario di oggetti OD (dizionario di oggetti).WINCC è prodotto da Siemens.Supporta solo la connessione diretta con il PLC S5 / S7 dell'azienda e può comunicare solo con altri PLC tramite la tecnologia DDE fornita da Windows.La società Softing fornisce il software server DDE per realizzare la comunicazione PROFIBUS con WinCC.
1.3 PLC
Fp10sh della società NAIS viene selezionato come PLC.
2 funzioni del sistema di controllo
Oltre a controllare due motori pompa acqua e due dinamometri, il sistema di controllo deve controllare anche 28 elettrovalvole, 4 motori peso, 8 motori pompa olio, 3 motori pompa vuoto, 4 motori pompa scarico olio e 2 elettrovalvole di lubrificazione.La direzione del flusso e il flusso dell'acqua sono controllati tramite l'interruttore delle valvole per soddisfare i requisiti di prova degli utenti.
2.1 prevalenza costante
Regola la velocità della pompa dell'acqua: rendila stabile a un certo valore e la prevalenza dell'acqua è certa in questo momento;Regolare la velocità del dinamometro su un determinato valore e raccogliere i dati rilevanti dopo che le condizioni di lavoro sono stabili per 2 ~ 4 minuti.Durante la prova è necessario mantenere inalterato il battente dell'acqua.Un disco di codice è posizionato sul motore della pompa dell'acqua per raccogliere la velocità del motore, in modo che il DCS500 formi un controllo ad anello chiuso.La velocità della pompa dell'acqua è immessa dalla tastiera IPC.
2.2 velocità costante
Regolare la velocità del dinamometro per renderlo stabile a un certo valore.In questo momento, la velocità del dinamometro è costante;Regolare la velocità della pompa su un determinato valore (cioè regolare la prevalenza) e raccogliere i dati rilevanti dopo che la condizione di lavoro è stabile per 2 ~ 4 minuti.DCS500 forma un circuito chiuso per la velocità del dinamometro per stabilizzare la velocità del dinamometro.
2.3 prova di fuga
Regolare la velocità del dinamometro ad un certo valore e mantenere invariata la velocità del dinamometro regolare la velocità della pompa dell'acqua per portare la coppia in uscita del dinamometro vicino a zero (in questa condizione di lavoro, il dinamometro funziona per la produzione di energia e funzionamento elettrico) e raccogliere i dati rilevanti.Durante il test, la velocità del motore della pompa dell'acqua deve rimanere invariata e regolata da DCS500.
2.4 calibrazione del flusso
Il sistema è dotato di due serbatoi di correzione del flusso per la calibrazione del flussometro nell'impianto.Prima della calibrazione, determinare prima il valore di flusso contrassegnato, quindi avviare il motore della pompa dell'acqua e regolare continuamente la velocità del motore della pompa dell'acqua.In questo momento, prestare attenzione al valore del flusso.Quando il valore della portata raggiunge il valore richiesto, stabilizzare il motore della pompa dell'acqua alla velocità attuale (in questo momento l'acqua circola nella tubazione di calibrazione).Impostare il tempo di commutazione del deflettore.Dopo che le condizioni di lavoro sono stabili, accendere l'elettrovalvola, avviare il cronometraggio e contemporaneamente passare l'acqua nella tubazione al serbatoio di correzione.Allo scadere del tempo di fasatura, l'elettrovalvola viene scollegata.A questo punto, l'acqua viene nuovamente trasferita nella tubazione di calibrazione.Ridurre la velocità del motore della pompa dell'acqua, stabilizzarlo a una certa velocità e leggere i dati rilevanti.Quindi scaricare l'acqua e calibrare il punto successivo.
2.5 commutazione indisturbata manuale/automatica
Per facilitare la manutenzione e il debug del sistema, è stata progettata una tastiera manuale per il sistema.L'operatore può controllare l'azione di una valvola in modo indipendente attraverso la tastiera, che non è vincolata dall'interblocco.Il sistema adotta il modulo I/O remoto NAIS, che può far funzionare la tastiera in luoghi diversi.Durante la commutazione manuale/automatica, lo stato della valvola rimane invariato.
Il sistema adotta il PLC come controllore principale, che semplifica il sistema e garantisce l'elevata affidabilità e la facile manutenzione del sistema;PROFIBUS realizza una trasmissione dati completa, evita le interferenze elettromagnetiche e fa in modo che il sistema soddisfi i requisiti di precisione del progetto;Viene realizzata la condivisione dei dati tra diversi dispositivi;La flessibilità di PROFIBUS offre condizioni vantaggiose per l'ampliamento del sistema.Lo schema di progettazione del sistema con bus di campo industriale come fulcro diventerà la corrente principale dell'applicazione industriale.
Tempo di pubblicazione: 17-feb-2022
