Hydraulesch Turbinnenmodelltestbänke spille eng wichteg Roll an der Entwécklung vun der Waasserkraafttechnologie. Et ass eng wichteg Ausrüstung fir d'Qualitéit vun de Waasserkraaftprodukter ze verbesseren an d'Leeschtung vun den Eenheeten ze optimiséieren. D'Produktioun vun all Läifer muss als éischt e Modellläifer entwéckelen an de Modell testen andeems déi tatsächlech Héichtmeter vum Waasserkraaftwierk op der Héichthéicht-Testbänk fir hydraulesch Maschinnen simuléiert ginn. Wann all d'Donnéeën den Ufuerderunge vun de Benotzer entspriechen, kann de Läifer offiziell produzéiert ginn. Dofir hunn e puer auslännesch Hiersteller vu Waasserkraaftwierkausrüstung verschidde Héichthéicht-Testbänke fir d'Bedierfnesser vu verschiddene Funktiounen ze erfëllen. Zum Beispill huet déi franséisch Firma Neyrpic fënnef fortgeschratt Héichpräzisiounsmodelltestbänke; Hitachi an Toshiba hunn fënnef Modellteststänn mat enger Héichthéicht vu méi wéi 50 m. Geméiss de Bedierfnesser vun der Produktioun huet e grousst Fuerschungsinstitut fir elektresch Maschinnen eng Héichthéicht-Testbänk mat voller Funktiounen an héijer Präzisioun entwéckelt, déi Modelltester op Réier-, Mixed-Flow-, Axial-Flow- a reversiblen hydraulesche Maschinnen duerchféiere kann, an d'Waasserthéicht kann 150 m erreechen. D'Testbänk kann sech un de Modelltester vu vertikalen an horizontalen Eenheeten upassen. Den Teststand ass mat zwou Statiounen a a B entworf. Wann d'Statioun a funktionéiert, gëtt d'Statioun B installéiert, wat den Testzyklus verkierze kann. A. B zwou Statiounen deelen een elektresche Kontrollsystem an en Testsystem. Dat elektrescht Kontrollsystem benotzt PROFIBUS als Kär, NAIS fp10sh PLC als Haaptcontroller, an IPC (Industrial Control Computer) realiséiert eng zentraliséiert Kontroll. De System benotzt Fieldbus-Technologie fir den fortgeschrattene voll digitale Kontrollmodus ze realiséieren, wat d'Zouverlässegkeet, d'Sécherheet an d'einfach Ënnerhalt vum System garantéiert. Et ass en Testkontrollsystem fir Waasserspuermaschinnen mat engem héije Grad un Automatiséierung a China. Zesummesetzung vum Kontrollsystem
Den Teststand fir héich Waasserhéicht besteet aus zwéi Pompelmotoren mat enger Leeschtung vu 550 kW an engem Geschwindegkeetsberäich vun 250 ~ 1100 r/min, déi de Waasserfloss an der Pipeline zu de vum Benotzer gebrauchte Waasserhéichtmeter beschleunegen an de Waasserhéicht reibungslos lafen loossen. D'Parameter vum Läifer ginn vum Dynamometer iwwerwaacht. D'Motorleistung vum Dynamometer ass 500 kW, d'Geschwindegkeet läit tëscht 300 ~ 2300 r/min, an et gëtt een Dynamometer op de Statiounen a an B. De Prinzip vun der Teststand fir hydraulesch Maschinnen mat héijem Waasserhéicht gëtt an der Figur 1 gewisen. De System erfuerdert eng Motorsteierungsgenauegkeet vu manner wéi 0,5% an eng Liewensdauer vu méi wéi 5000 Stonnen. No vill Fuerschung gouf den DCS500 DC-Geschwindegkeetsreguléierungssystem vun enger * * * Firma ausgewielt. Den DCS500 kann Kontrollbefeeler op zwou Weeër empfänken. Engersäits empfänkt een 4 ~ 20mA Signaler fir d'Geschwindegkeetsufuerderungen ze erfëllen; Déi zweet ass et, e PROFIBUS DP Modul derbäizesetzen, fir am digitale Modus ze empfänken, fir d'Geschwindegkeetsufuerderungen ze erfëllen. Déi éischt Method huet eng einfach Kontroll an e niddrege Präis, awer si gëtt an der Stroumiwwerdroung gestéiert an beaflosst d'Kontrollgenauegkeet; Och wann déi zweet Method deier ass, kann se d'Genauegkeet vun den Daten an d'Kontrollgenauegkeet am Iwwerdroungsprozess garantéieren. Dofir benotzt de System véier DCS500 fir zwee Dynamometer respektiv zwee Waasserpompelmotoren ze steieren. Als PROFIBUS DP Slave-Statioun kommunizéieren déi véier Apparater mat der Master-Statiouns-PLC am Master-Slave-Modus. D'PLC kontrolléiert de Start/Stop vum Dynamometer an dem Waasserpompelmotor, iwwerdréit d'Motorgeschwindegkeet iwwer PROFIBUS DP un den DCS500 a kritt den Zoustand vum Motor an d'Parameteren vum DCS500.
D'PLC wielt de Modul afp37911, dee vun NAIS Europe produzéiert gëtt, als Masterstatioun, déi gläichzäiteg FMS- a DP-Protokoller ënnerstëtzt. De Modul ass d'Haaptstatioun vum FMS, déi d'Haaptkommunikatioun mam IPC an dem Datenerfassungssystem realiséiert; et ass och d'DP-Masterstatioun, déi d'Master-Slave-Kommunikatioun mam DCS500 realiséiert.
All Parameter vum Dynamometer ginn iwwer d'VXI Bus Technologie gesammelt an um Bildschierm ugewisen (aner Parameter ginn vun der Firma VXI gesammelt). Den IPC verbënnt sech iwwer FMS mam Datenerfassungssystem fir d'Kommunikatioun ofzeschléissen. D'Zesummesetzung vum ganze System gëtt an der Figur 2 gewisen.
1.1 Feldbus PROFIBUS ass e Standard, deen vun 13 Firmen a 5 wëssenschaftleche Fuerschungsinstituter am Kader vun engem gemeinsame Entwécklungsprojet entwéckelt gouf. E gouf an der europäescher Norm en50170 opgezielt an ass ee vun den industrielle Feldbusstandarden, déi a China recommandéiert ginn. E enthält déi folgend Formen:
·PROFIBUS FMS léist déi allgemeng Kommunikatiounsaufgaben op Werkstattniveau, bitt eng grouss Zuel vu Kommunikatiounsservicer a komplettéiert zyklisch an net-zyklisch Kommunikatiounsaufgaben mat mëttlerer Iwwerdroungsgeschwindegkeet. De Profibus-Modul vum NAIS ënnerstëtzt eng Kommunikatiounsgeschwindegkeet vun 1,2 Mbps an ënnerstëtzt net de zyklische Kommunikatiounsmodus. E kann nëmme mat anere FMS-Masterstatiounen iwwer MMA net-zyklisch Dateniwwerdroung Masterverbindung kommunizéieren an de Modul ass net kompatibel mat FMS. Dofir kann e net nëmmen eng Form vu PROFIBUS am Schemadesign benotzen.
· PROFIBUS-DP optiméiert Héichgeschwindegkeets- a bëlleg Kommunikatiounsverbindung ass fir d'Kommunikatioun tëscht engem automatesche Kontrollsystem an dezentraliséierten I/O op Ausrüstungsniveau entwéckelt. Well DP an FMS datselwecht Kommunikatiounsprotokoll benotzen, kënne se am selwechte Netzwierksegment koexistéieren. Tëscht NAIS an enger, msaz net-zyklischer Dateniwwerdroung Master-Slave-Verbindung kommunizéiert d'Slavestatioun net aktiv.
·PROFIBUS PA Standard intrinsesch sécher Iwwerdroungstechnologie, speziell fir d'Prozessautomatiséierung entwéckelt realiséiert d'Kommunikatiounsprozeduren, déi an der IEC1158-2 spezifizéiert sinn fir Situatiounen mat héije Sécherheetsufuerderungen a Statiounen, déi vum Bus ugedriwwe ginn. Den Iwwerdroungsmedium, deen am System benotzt gëtt, ass e kupfergeschirmten Twisted Pair De Kommunikatiounsprotokoll ass RS485 an d'Kommunikatiounsrate ass 500 kbps. D'Uwendung vum industrielle Feldbus garantéiert d'Sécherheet a Zouverlässegkeet vum System.
1.2 IPC Industriekontrollcomputer
Den ieweschte industrielle Kontrollcomputer benotzt den Taiwan Advantech Industriekontrollcomputer mat Windows NT4 0 Workstation Betribssystem D'WinCC Industriekonfiguratiounssoftware vun der Firma Siemens gëtt benotzt fir d'Betribszoustandsinformatioun vum System um groussen Ecran unzeweisen an de Pipelinenfluss a Blockaden grafesch duerzestellen. All Daten ginn vun der PLC iwwer PROFIBUS iwwerdroen. Den IPC ass intern mat enger Profiboard Netzwierkkaart vun der däitscher Firma Softing ausgestatt, déi speziell fir PROFIBUS entwéckelt gouf. Mat der Konfiguratiounssoftware vu Softing kann d'Netzwierk opgebaut ginn, d'Netzwierkkommunikatiounsbezéiung Cr (Kommunikatiounsrelatioun) an den Objetdictionnaire OD (Objektdictionnaire) kënnen opgebaut ginn. WINCC gëtt vu Siemens produzéiert. En ënnerstëtzt nëmmen eng direkt Verbindung mat der S5 / S7 PLC vun der Firma a kann nëmme mat anere PLCs iwwer d'DDE-Technologie vu Windows kommunizéieren. D'Firma Softing bitt DDE Server Software fir d'PROFIBUS Kommunikatioun mat WinCC ze realiséieren.
1.3 PLC
Fp10sh vun der Firma NAIS gëtt als PLC ausgewielt.
2 Kontrollsystemfunktiounen
Nieft der Steierung vun zwéi Waasserpompelmotoren an zwéi Dynamometer muss de Steierungssystem och 28 elektresch Ventiler, 4 Gewiichtsmotoren, 8 Uelegpompelmotoren, 3 Vakuumpompelmotoren, 4 Ueleg-Oflafpompelmotoren an 2 Schmier-Magnetventiler steieren. D'Stroumrichtung an de Stroum vum Waasser ginn iwwer de Ventilschalter kontrolléiert, fir den Testufuerderunge vun de Benotzer gerecht ze ginn.
2.1 konstante Kapp
Ajustéiert d'Geschwindegkeet vun der Waasserpompel: Maacht se stabil op engem bestëmmte Wäert, sou datt de Waasserhéicht zu dësem Zäitpunkt sécher ass; ajustéiert d'Geschwindegkeet vum Dynamometer op e bestëmmte Wäert, a sammelt relevant Donnéeën nodeems d'Aarbechtsbedingungen 2 ~ 4 Minutten stabil sinn. Wärend dem Test ass et néideg, de Waasserhéicht onverännert ze halen. Eng Code-Disk gëtt um Motor vun der Waasserpompel placéiert fir d'Motorgeschwindegkeet ze moossen, sou datt den DCS500 eng zougemaach Regelung bildt. D'Geschwindegkeet vun der Waasserpompel gëtt iwwer d'IPC-Tastatur aginn.
2.2 konstant Geschwindegkeet
Passt d'Geschwindegkeet vum Dynamometer un, fir datt en op engem bestëmmte Wäert stabil ass. Zu dësem Zäitpunkt ass d'Geschwindegkeet vum Dynamometer konstant; passt d'Pompelgeschwindegkeet op e bestëmmte Wäert un (d.h. passt d'Dréihöffnung un), a sammelt relevant Donnéeën, nodeems d'Aarbechtsbedingungen 2 ~ 4 Minutten stabil sinn. Den DCS500 bildt eng zougemaach Schleif fir d'Geschwindegkeet vum Dynamometer, fir d'Geschwindegkeet vum Dynamometer ze stabiliséieren.
2.3 Laftest
Passt d'Geschwindegkeet vum Dynamometer op e bestëmmte Wäert un a loosst d'Geschwindegkeet vum Dynamometer onverännert Passt d'Geschwindegkeet vun der Waasserpomp un, fir datt den Ausgangsdréimoment vum Dynamometer no bei Null ass (ënner dësen Aarbechtsbedingungen funktionéiert den Dynamometer fir Stroumgeneratioun an elektresche Betrib), a sammelt relevant Donnéeën. Wärend dem Test muss d'Geschwindegkeet vum Waasserpompelmotor onverännert bleiwen an duerch den DCS500 ugepasst ginn.
2.4 Flowkalibrierung
De System ass mat zwéi Flowkorrekturbehälter fir d'Kalibrierung vum Flowmeter am System ausgestatt. Virun der Kalibrierung, bestëmmt als éischt de markéierte Flowwäert, start dann de Waasserpompelmotor an upasst d'Geschwindegkeet vum Waasserpompelmotor kontinuéierlech. Zu dësem Zäitpunkt, passt op de Flowwäert op. Wann de Flowwäert de gewënschte Wäert erreecht, stabiliséiert de Waasserpompelmotor op der aktueller Geschwindegkeet (zu dësem Zäitpunkt zirkuléiert d'Waasser an der Kalibrierungsleitung). Stellt d'Schaltzäit vum Deflektor an. Nodeems d'Aarbechtsbedingungen stabil sinn, schalt de Magnetventil un, start den Timer a schalt d'Waasser an der Leitung gläichzäiteg an de Korrekturbehälter. Wann d'Timerzäit eriwwer ass, gëtt de Magnetventil ofgeschalt. Zu dësem Zäitpunkt gëtt d'Waasser erëm an d'Kalibrierungsleitung ëmgeschalt. Reduzéiert d'Geschwindegkeet vum Waasserpompelmotor, stabiliséiert en op eng bestëmmt Geschwindegkeet a liest déi relevant Donnéeën. Dann loosst d'Waasser oflafen an kalibréiert den nächste Punkt.
2.5 manuell / automatesch ongestéiert Schaltung
Fir d'Maintenance an d'Debugging vum System ze vereinfachen, ass eng manuell Tastatur fir de System entwéckelt ginn. De Bedreiwer kann d'Aktioun vun engem Ventil onofhängeg iwwer d'Tastatur kontrolléieren, déi net duerch Verriegelung limitéiert ass. De System benotzt den NAIS Remote I/O Modul, deen d'Tastatur op verschiddene Plazen funktionéiere léisst. Beim manuellen/automateschen Ëmschalten bleift den Zoustand vum Ventil onverännert.
De System benotzt eng PLC als Haaptsteierung, wat de System vereinfacht an eng héich Zouverlässegkeet an einfach Ënnerhalt vum System garantéiert; PROFIBUS realiséiert eng komplett Dateniwwerdroung, vermeit elektromagnetesch Stéierungen a suergt dofir, datt de System d'Genauegkeetsufuerderunge vum Design erfëllt; Den Datenaustausch tëscht verschiddenen Apparater gëtt realiséiert; D'Flexibilitéit vum PROFIBUS bitt praktesch Konditioune fir d'Expansioun vum System. De Systemdesignschema mam industrielle Feldbus als Kär gëtt zum Mainstream vun der industrieller Uwendung.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 17. Februar 2022
