ჰიდრავლიკური ტურბინის მოდელის საცდელი პლატფორმის მნიშვნელობა ჰიდროენერგეტიკული ტექნოლოგიების განვითარებაში

ჰიდრავლიკური ტურბინის მოდელის სატესტო სკამი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ჰიდროენერგეტიკული ტექნოლოგიების განვითარებაში. ის მნიშვნელოვანი აღჭურვილობაა ჰიდროენერგეტიკული პროდუქტების ხარისხის გასაუმჯობესებლად და აგრეგატების მუშაობის ოპტიმიზაციისთვის. ნებისმიერი სვლის სკამის წარმოებისთვის ჯერ მოდელის სვლის სკამის შემუშავება და მოდელის ტესტირება ხდება ჰიდროელექტროსადგურის ფაქტობრივი წნევის მრიცხველების სიმულირებით მაღალი წნევის ჰიდრავლიკური დანადგარების სატესტო სკამზე. თუ ყველა მონაცემი აკმაყოფილებს მომხმარებლების მოთხოვნებს, სვლის სკამის ოფიციალურად წარმოება შესაძლებელია. ამიტომ, ზოგიერთ უცხოურ ჰიდროენერგეტიკულ დანადგარების მწარმოებელს აქვს რამდენიმე მაღალი წყლის წნევის სატესტო სკამები სხვადასხვა ფუნქციის საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად. მაგალითად, ფრანგულ კომპანია Neyrpic-ს აქვს ხუთი მოწინავე მაღალი სიზუსტის მოდელის სატესტო სკამები; Hitachi-სა და Toshiba-ს აქვთ ხუთი მოდელის სატესტო სკამები 50 მეტრზე მეტი წყლის წნევის მქონე. წარმოების საჭიროებების შესაბამისად, ელექტროტექნიკის დიდმა კვლევითმა ინსტიტუტმა შექმნა მაღალი წყლის წნევის სატესტო სკამები სრული ფუნქციებით და მაღალი სიზუსტით, რომელსაც შეუძლია მოდელის ტესტების ჩატარება შესაბამისად მილაკოვან, შერეულ ნაკადიან, ღერძულ ნაკადიან და შექცევად ჰიდრავლიკურ დანადგარებზე, ხოლო წყლის წნევის მაჩვენებელმა შეიძლება მიაღწიოს 150 მეტრს. სატესტო სკამს შეუძლია მოერგოს ვერტიკალური და ჰორიზონტალური დანადგარების მოდელის ტესტირებას. სატესტო სკამი შექმნილია ორი სადგურით a და B. როდესაც სადგური a მუშაობს, დამონტაჟებულია სადგური B, რაც ამცირებს სატესტო ციკლს. A. B. ორი სადგური იზიარებს ელექტრო მართვის სისტემის და სატესტო სისტემის ერთ კომპლექტს. ელექტრო მართვის სისტემა იყენებს PROFIBUS-ს, როგორც ბირთვს, NAIS fp10sh PLC-ს, როგორც მთავარ კონტროლერს, ხოლო IPC (სამრეწველო მართვის კომპიუტერი) ახორციელებს ცენტრალიზებულ კონტროლს. სისტემა იყენებს Fieldbus ტექნოლოგიას მოწინავე სრულად ციფრული მართვის რეჟიმის განსახორციელებლად, რაც უზრუნველყოფს სისტემის საიმედოობას, უსაფრთხოებას და მარტივ მოვლა-პატრონობას. ეს არის წყლის კონსერვაციის ტექნიკის სატესტო კონტროლის სისტემა მაღალი ხარისხის ავტომატიზაციით ჩინეთში. მართვის სისტემის შემადგენლობა

მაღალი წყლის წნევის სატესტო სკამი შედგება ორი ტუმბოს ძრავისგან, რომელთა სიმძლავრეა 550 კვტ და სიჩქარის დიაპაზონი 250 ~ 1100 ბრ/წთ, რომლებიც აჩქარებენ წყლის ნაკადს მილსადენში მომხმარებლის მიერ საჭირო წყლის წნევის მრიცხველებამდე და უზრუნველყოფენ წყლის წნევის შეუფერხებელ მუშაობას. დინამიკის პარამეტრები კონტროლდება დინამომეტრით. დინამომეტრის ძრავის სიმძლავრეა 500 კვტ, სიჩქარეა 300 ~ 2300 ბრ/წთ-ს შორის, ხოლო a და B სადგურებზე არის ერთი დინამომეტრი. მაღალი წნევის ჰიდრავლიკური დანადგარების სატესტო სკამი ნაჩვენებია ნახაზ 1-ში. სისტემა მოითხოვს, რომ ძრავის მართვის სიზუსტე იყოს 0.5%-ზე ნაკლები და MTBF იყოს 5000 საათზე მეტი. ხანგრძლივი კვლევის შემდეგ, შეირჩა * * * კომპანიის მიერ წარმოებული DCS500 DC სიჩქარის რეგულირების სისტემა. DCS500-ს შეუძლია მართვის ბრძანებების მიღება ორი გზით. ერთი არის 4 ~ 20mA სიგნალის მიღება სიჩქარის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად; მეორე მეთოდია PROFIBUS DP მოდულის დამატება ციფრულ რეჟიმში მიღებისთვის, სიჩქარის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად. პირველი მეთოდი მარტივი მართვა და დაბალი ფასია, მაგრამ ის გავლენას მოახდენს დენის გადაცემაზე და გავლენას მოახდენს მართვის სიზუსტეზე; მიუხედავად იმისა, რომ მეორე მეთოდი ძვირია, მას შეუძლია უზრუნველყოს მონაცემების სიზუსტე და კონტროლის სიზუსტე გადაცემის პროცესში. ამიტომ, სისტემა იყენებს ოთხ DCS500-ს ორი დინამომეტრის და ორი წყლის ტუმბოს ძრავის სამართავად, შესაბამისად. PROFIBUS DP დაქვემდებარებული სადგურის სახით, ოთხი მოწყობილობა ურთიერთობს მთავარ სადგურ PLC-თან მთავარ-დაქვემდებარებულ რეჟიმში. PLC აკონტროლებს დინამომეტრის და წყლის ტუმბოს ძრავის ჩართვას/გამორთვას, გადასცემს ძრავის მუშაობის სიჩქარეს DCS500-ზე PROFIBUS DP-ის მეშვეობით და იღებს ძრავის მუშაობის მდგომარეობას და პარამეტრებს DCS500-დან.
PLC ირჩევს NAIS Europe-ის მიერ წარმოებულ afp37911 მოდულს, როგორც მთავარ სადგურს, რომელიც ერთდროულად უჭერს მხარს FMS და DP პროტოკოლებს. მოდული წარმოადგენს FMS-ის მთავარ სადგურს, რომელიც ახორციელებს IPC-თან და მონაცემთა შეგროვების სისტემასთან მთავარ რეჟიმის კომუნიკაციას; ის ასევე წარმოადგენს DP მთავარ სადგურს, რომელიც ახორციელებს მთავარ-დამხმარე სადგურს DCS500-თან.
დინამომეტრის ყველა პარამეტრი შეგროვდება და ეკრანზე გამოჩნდება VXI Bus Technology-ის მეშვეობით (სხვა პარამეტრებს შეაგროვებს VXI კომპანია). IPC მონაცემთა შეგროვების სისტემასთან დაკავშირებულია FMS-ის საშუალებით კომუნიკაციის დასასრულებლად. მთელი სისტემის შემადგენლობა ნაჩვენებია ნახაზ 2-ში.

1.1 fieldbus PROFIBUS არის სტანდარტი, რომელიც შემუშავებულია 13 კომპანიისა და 5 სამეცნიერო-კვლევითი ინსტიტუტის მიერ ერთობლივი განვითარების პროექტის ფარგლებში. ის შეტანილია ევროპულ სტანდარტში en50170 და წარმოადგენს ჩინეთში რეკომენდებულ სამრეწველო fieldbus სტანდარტს. იგი მოიცავს შემდეგ ფორმებს:
· PROFIBUS FMS წყვეტს ზოგად საკომუნიკაციო ამოცანებს სახელოსნოს დონეზე, უზრუნველყოფს საკომუნიკაციო სერვისების დიდ რაოდენობას და ასრულებს ციკლურ და არაციკლურ საკომუნიკაციო ამოცანებს საშუალო გადაცემის სიჩქარით. NAIS-ის Profibus მოდული მხარს უჭერს 1.2 მბიტ/წმ საკომუნიკაციო სიჩქარეს და არ უჭერს მხარს ციკლურ საკომუნიკაციო რეჟიმს. მას შეუძლია სხვა FMS მთავარ სადგურებთან კომუნიკაცია მხოლოდ MMA  არაციკლური მონაცემთა გადაცემის  მთავარი კავშირის გამოყენებით და მოდული არ არის თავსებადი FMS-თან. ამიტომ, მას არ შეუძლია PROFIBUS-ის მხოლოდ ერთი ფორმის გამოყენება სქემის დიზაინში.
· PROFIBUS-DP  ოპტიმიზირებული მაღალსიჩქარიანი და იაფი საკომუნიკაციო კავშირი შექმნილია ავტომატური მართვის სისტემასა და აღჭურვილობის დონის დეცენტრალიზებულ შეყვანა/გამოყვანას შორის კომუნიკაციისთვის. რადგან DP და FMS იყენებენ ერთსა და იმავე საკომუნიკაციო პროტოკოლს, მათ შეუძლიათ თანაარსებობა ერთსა და იმავე ქსელის სეგმენტში. NAIS-სა და a, msaz  არაციკლური მონაცემთა გადაცემის  მასტერ-მონაცემთა კავშირის  მონაცემთა სადგურს შორის აქტიური კომუნიკაცია არ ხდება.
· PROFIBUS PA  სტანდარტული, შინაგანად უსაფრთხო გადაცემის ტექნოლოგია, სპეციალურად შექმნილი პროცესების ავტომატიზაციისთვის  ახორციელებს iec1158-2-ში მითითებულ საკომუნიკაციო პროცედურებს  მაღალი უსაფრთხოების მოთხოვნების მქონე შემთხვევებისთვის და ავტობუსით კვებაზე მომუშავე სადგურებისთვის. სისტემაში გამოყენებული გადაცემის საშუალებაა სპილენძის დამცავით დაფარული გრეხილი წყვილი კაბელი , საკომუნიკაციო პროტოკოლია RS485 და საკომუნიკაციო სიჩქარეა 500 კბ/წმ. სამრეწველო fieldbus-ის გამოყენება უზრუნველყოფს სისტემის უსაფრთხოებას და საიმედოობას.

1.2 IPC სამრეწველო მართვის კომპიუტერი
ზედა სამრეწველო მართვის კომპიუტერი იყენებს Taiwan Advantech-ის სამრეწველო მართვის კომპიუტერს, რომელიც მუშაობს Windows NT4 0 სამუშაო სადგურის ოპერაციულ სისტემაზე. Siemens-ის WinCC-ის სამრეწველო კონფიგურაციის პროგრამული უზრუნველყოფა გამოიყენება სისტემის სამუშაო მდგომარეობის ინფორმაციის დიდ ეკრანზე საჩვენებლად და მილსადენის ნაკადისა და ბლოკირების გრაფიკულად წარმოსადგენად. ყველა მონაცემი გადაიცემა PLC-დან PROFIBUS-ის საშუალებით. IPC შიდად აღჭურვილია გერმანული softing კომპანიის მიერ წარმოებული profiboard ქსელური ბარათით, რომელიც სპეციალურად PROFIBUS-ისთვისაა შექმნილი. softing-ის მიერ მოწოდებული კონფიგურაციის პროგრამული უზრუნველყოფის საშუალებით შესაძლებელია ქსელის შექმნა, ქსელური კომუნიკაციის ურთიერთობის Cr (კომუნიკაციის ურთიერთობა) და ობიექტის ლექსიკონის OD (ობიექტის ლექსიკონი) დამყარება. WINCC წარმოებულია Siemens-ის მიერ. ის მხარს უჭერს მხოლოდ კომპანიის S5 / S7 PLC-თან პირდაპირ კავშირს და სხვა PLC-ებთან კომუნიკაცია მხოლოდ Windows-ის მიერ მოწოდებული DDE ტექნოლოგიის საშუალებით შეუძლია. Softing კომპანია უზრუნველყოფს DDE სერვერის პროგრამულ უზრუნველყოფას PROFIBUS კომუნიკაციის WinCC-თან განსახორციელებლად.

1.3 PLC
NAIS კომპანიის Fp10sh შერჩეულია სააქციო საზოგადოებად.

2 მართვის სისტემის ფუნქცია
ორი წყლის ტუმბოს ძრავისა და ორი დინამომეტრის მართვის გარდა, მართვის სისტემას ასევე სჭირდება 28 ელექტრო სარქველის, 4 წონის ძრავის, 8 ზეთის ტუმბოს ძრავის, 3 ვაკუუმური ტუმბოს ძრავის, 4 ზეთის დრენაჟის ტუმბოს ძრავის და 2 საპოხი სოლენოიდური სარქველის მართვა. წყლის ნაკადის მიმართულება და დინება კონტროლდება სარქველების გადამრთველის მეშვეობით, რათა დაკმაყოფილდეს მომხმარებლების ტესტირების მოთხოვნები.

2.1 მუდმივი წნევა
წყლის ტუმბოს სიჩქარის რეგულირება: დააყენეთ ის გარკვეულ მნიშვნელობაზე და წყლის წნევა ამ დროს გარკვეული იქნება; დაარეგულირეთ დინამომეტრის სიჩქარე გარკვეულ მნიშვნელობამდე და შეაგროვეთ შესაბამისი მონაცემები მას შემდეგ, რაც სამუშაო პირობები სტაბილური იქნება 2-4 წუთის განმავლობაში. ტესტირების დროს საჭიროა წყლის წნევის უცვლელად შენარჩუნება. წყლის ტუმბოს ძრავზე თავსდება კოდის დისკი ძრავის სიჩქარის შესაგროვებლად, რათა DCS500 ქმნიდეს დახურულ მარყუჟს. წყლის ტუმბოს სიჩქარე შეიყვანება IPC კლავიატურით.

2.2 მუდმივი სიჩქარე
დინამომეტრის სიჩქარე დაარეგულირეთ ისე, რომ ის გარკვეულ მნიშვნელობაზე სტაბილური იყოს. ამ დროს დინამომეტრის სიჩქარე მუდმივია; ტუმბოს სიჩქარე დაარეგულირეთ გარკვეულ მნიშვნელობამდე (ანუ დაარეგულირეთ წნევა) და შეაგროვეთ შესაბამისი მონაცემები მას შემდეგ, რაც სამუშაო პირობები სტაბილური იქნება 2-4 წუთის განმავლობაში. DCS500 ქმნის დახურულ მარყუჟს დინამომეტრის სიჩქარისთვის, რათა სტაბილიზაცია მოახდინოს დინამომეტრის სიჩქარეზე.

2.3 გაქცევის ტესტი
დინამომეტრის სიჩქარე გარკვეულ მნიშვნელობამდე დაარეგულირეთ და დინამომეტრის სიჩქარე უცვლელი დატოვეთ. წყლის ტუმბოს სიჩქარე ისე დაარეგულირეთ, რომ დინამომეტრის გამომავალი ბრუნვის მომენტი ნულთან ახლოს იყოს (ამ სამუშაო პირობებში დინამომეტრი ენერგიის გენერირებისა და ელექტროენერგიის მიწოდებისთვის მუშაობს) და შეაგროვეთ შესაბამისი მონაცემები. ტესტის დროს წყლის ტუმბოს ძრავის სიჩქარე უცვლელი უნდა დარჩეს და DCS500-ის მიერ იყოს რეგულირებული.

2.4 ნაკადის კალიბრაცია
სისტემა აღჭურვილია ორი ნაკადის კორექტირების ავზით სისტემაში ნაკადის მრიცხველის დასაკალიბრებლად. კალიბრაციამდე, ჯერ განსაზღვრეთ მონიშნული ნაკადის მნიშვნელობა, შემდეგ ჩართეთ წყლის ტუმბოს ძრავა და მუდმივად დაარეგულირეთ წყლის ტუმბოს ძრავის სიჩქარე. ამ დროს ყურადღება მიაქციეთ ნაკადის მნიშვნელობას. როდესაც ნაკადის მნიშვნელობა მიაღწევს სასურველ მნიშვნელობას, დაასტაბილურეთ წყლის ტუმბოს ძრავა მიმდინარე სიჩქარეზე (ამ დროს წყალი ცირკულირებს კალიბრაციის მილსადენში). დააყენეთ დეფლექტორის გადართვის დრო. სამუშაო მდგომარეობის სტაბილიზაციის შემდეგ, ჩართეთ სოლენოიდური სარქველი, ჩართეთ ტაიმერი და ერთდროულად გადართეთ მილსადენში არსებული წყალი კორექტირების ავზზე. როდესაც ტაიმერის დრო ამოიწურება, სოლენოიდური სარქველი გათიშულია. ამ დროს, წყალი კვლავ გადაერთვება კალიბრაციის მილსადენზე. შეამცირეთ წყლის ტუმბოს ძრავის სიჩქარე, დაასტაბილურეთ ის გარკვეულ სიჩქარეზე და წაიკითხეთ შესაბამისი მონაცემები. შემდეგ გადაწურეთ წყალი და დააკალიბრეთ შემდეგი წერტილი.

2.5 მექანიკური / ავტომატური შეუფერხებელი გადართვა
სისტემის მოვლა-პატრონობისა და გამართვის გასაადვილებლად, სისტემისთვის შექმნილია მექანიკური კლავიატურა. ოპერატორს შეუძლია დამოუკიდებლად აკონტროლოს სარქვლის მოქმედება კლავიატურის მეშვეობით, რომელიც არ არის შეზღუდული ურთიერთდაკავშირებით. სისტემა იყენებს NAIS დისტანციური შეყვანის/გამოყვანის მოდულს, რომლის საშუალებითაც შესაძლებელია კლავიატურის სხვადასხვა ადგილას მუშაობა. მექანიკური/ავტომატური გადართვის დროს, სარქვლის მდგომარეობა უცვლელი რჩება.
სისტემაში მთავარ კონტროლერად გამოყენებულია PLC, რაც ამარტივებს სისტემას და უზრუნველყოფს სისტემის მაღალ საიმედოობას და მარტივ მოვლა-პატრონობას; PROFIBUS უზრუნველყოფს მონაცემთა სრულ გადაცემას, გამორიცხავს ელექტრომაგნიტურ ჩარევას და აკმაყოფილებს სისტემის დიზაინის სიზუსტის მოთხოვნებს; ხორციელდება მონაცემთა გაზიარება სხვადასხვა მოწყობილობებს შორის; PROFIBUS-ის მოქნილობა უზრუნველყოფს სისტემის გაფართოებისთვის მოსახერხებელ პირობებს. სისტემის დიზაინის სქემა, რომლის ბირთვიც სამრეწველო fieldbus-ია, სამრეწველო გამოყენების მთავარ მიმართულებად იქცევა.