Den Testbett fir Modeller vun hydraulesche Turbinnen spillt 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. Fir d'Produktioun vun all Läifer muss de Modellläifer als éischt entwéckelt ginn, an de Modell kann getest ginn andeems den aktuellen Héichdrockmeter vum Waasserkraaftwierk op der Testbank fir hydraulesch Maschinnen mat héijer Héichdrock simuléiert gëtt. Wann all d'Donnéeën den Ufuerderunge vum Benotzer entspriechen, kann de Läifer formell produzéiert ginn. Dofir hunn e puer bekannt Hiersteller vu Waasserkraaftwierkausrüstung am Ausland verschidde Testbänke fir héich Héichdrock, déi d'Bedierfnesser vu verschiddene Funktiounen erfëllen, wéi zum Beispill fënnef fortgeschratt héichpräzis Modelltestbänke vun der franséischer Firma Nyrpic; Hitachi an Toshiba hunn all fënnef Modellteststänn mat enger Waasserhéicht iwwer 50 m. Geméiss de Bedierfnesser vun der Produktioun huet e grousst Fuerschungsinstitut fir Elektromaschinnen eng Testbank fir héich Waasserhéicht mat volle Funktiounen an héijer Genauegkeet entwéckelt, déi Modelltester op Réier-, Mixed-Flow-, Axial-Flow- a reversiblen hydraulesche Maschinnen duerchféiere kann. D'Waasserhéicht kann 150 m erreechen. D'Testbank 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 zentraliséiert Kontroll. De System benotzt d'Feldbustechnologie fir den fortgeschrattene voll digitale Kontrollmodus ze realiséieren, wat d'Zouverlässegkeet, d'Sécherheet an d'einfach Ënnerhalt vum System garantéiert. Et ass dat hydraulescht Maschinnen-Testkontrollsystem mat engem héije Grad un Automatiséierung a China. Zesummesetzung vum Kontrollsystem
D'Testbank fir héich Waasserhéicht besteet aus zwéi Pompelmotoren mat enger installéierter Leeschtung vu 550 kW an engem Rotatiounsgeschwindegkeetsberäich vun 250-1100 r/min, fir de Waasserfloss an der Pipeline zum vum Benotzer gewënschte Waasserhéichtmeter ze beschleunegen an de Waasserhéicht reibungslos ze halen. D'Parameter vum Läifer ginn vum Dynamometer iwwerwaacht. D'Motorleistung vum Dynamometer ass 500 kW, an d'Rotatiounsgeschwindegkeet läit tëscht 300 an 2300 r/min. Et gëtt een Dynamometer op der Statioun a an der Statioun B. De Prinzip vun der Testbank fir hydraulesch Maschinnen mat héijem Waasserhéicht gëtt an der Fig. 1 gewisen. De System erfuerdert eng Genauegkeet vum Motorsteierung vu manner wéi 0,5%, an d'Duerchschnëttszäit tëscht Ausfällen (MTTF) vu méi wéi 5000 Stonnen. No vill Fuerschung gouf den DCS500 DC-Geschwindegkeetssteierungssystem ausgewielt. Den DCS500 kann Steierbefeeler op zwou Weeër empfänken, eng ass 4-20mA Signaler ze kréien fir d'Geschwindegkeetsufuerderungen ze erfëllen; Déi aner ass et, e PROFIBUS DP Modul derbäizesetzen, fir d'Geschwindegkeetsufuerderung ze erfëllen, andeems en am digitale Modus empfänkt. Déi éischt Method ass einfach a bëlleg, awer si gëtt an der aktueller Iwwerdroung gestéiert, wat d'Steierungsgenauegkeet beaflosst; Och wann den zweete Modus deier ass, kann en d'Genauegkeet vun den Daten am Iwwerdroungsprozess an d'Steierungsgenauegkeet 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 steiert de Start/Stop vum Dynamometer a Pompelmotor, iwwerdréit d'Motorlafgeschwindegkeet un den DCS500 iwwer PROFIBUS DP, kritt de Motorlafstatus an d'Parameter vum DCS500, a weiderdréit se un den ieweschten IPC iwwer PROFIBUS FMS, fir Echtzäit-Iwwerwaachung ze realiséieren.
D'PLC wielt de Modul afp37911, dee vun NAIS Europe produzéiert gëtt, als Masterstatioun, déi gläichzäiteg FMS- a DP-Protokoller ënnerstëtzt. Dëse Modul ass d'Haaptstatioun vum FMS a kommunizéiert mam IPC an dem Datenerfassungssystem am Master-Master-Modus; et ass och eng DP-Masterstatioun, déi eng Master-Slave-Kommunikatioun mam DCS500 realiséiert.
De Datenerfassungssystem benotzt VXI-Bustechnologie fir verschidde Parameter vum Dynamometer ze sammelen an se um groussen Ecran unzeweisen, an d'Resultater a Tabellen a Grafiken ze formen (dësen Deel gëtt vun anere Firmen ausgefëllt). Den IPC kommunizéiert mam Datenerfassungssystem iwwer FMS. D'Zesummesetzung vum ganze System gëtt an der Fig. 2 gewisen.
1.1 Feldbus PROFIBUS PROFIBUS ass e Standard, deen vun 13 Firmen wéi Siemens an AEC a 5 wëssenschaftleche Fuerschungsinstituter an engem gemeinsame Entwécklungsprojet entwéckelt gouf. E gouf an der europäescher Norm en50170 opgezielt an ass ee vun de recommandéierten industrielle Feldbusstandarden a China. En enthält déi folgend Formen:
·PROFIBUS FMS léist déi allgemeng Kommunikatiounsaufgaben op Werkstattniveau bitt eng grouss Zuel vu Kommunikatiounsservicer erfëllt zyklisch an net-zyklisch Kommunikatiounsaufgaben mat mëttlerer Iwwerdroungsgeschwindegkeet. De Profibus-Modul vum NAIS ënnerstëtzt eng * * * Kommunikatiounsquote vun 1,2 Mbps an ënnerstëtzt keen zyklische Kommunikatiounsmodus et kann nëmmen MMA net-zyklisch Dateniwwerdroung Masterverbindung Kommunikatioun mat anere FMS-Masterstatiounen benotzen an dëse Modul ass net kompatibel mat PROFIBUS FMS vun enger * * * Firma dofir kann eng Form vu PROFIBUS net beim Schemadesign benotzt ginn.
·PROFIBUS PA déi Standard intrinsesch sécher Iwwerdroungstechnologie, déi speziell fir d'Prozessautomatiséierung entwéckelt gouf realiséiert de Kommunikatiounsprotokoll, deen an der IEC1158-2 spezifizéiert ass a gëtt a Plazen mat héije Sécherheetsufuerderungen a Statiounen, déi vum Bus gespeist ginn, benotzt. 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 Advantech Industriekontrollcomputer vun Taiwan leeft Windows NT4.0 Workstation Betribssystem benotzt d'WinCC Industriekonfiguratiounssoftware vu Siemens Groussbildschierm weist d'Betribskonditiounen an d'Offerinformatioun vum System un, a weist grafesch de Pipeline-Floss an d'Blockéierungskonditiounen. All Donnéeë ginn iwwer 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 ofgeschloss ginn, d'Netzwierkkommunikatiounsbezéiung Cr (Kommunikatiounsbezéiung) opgebaut ginn, an den Objetdictionary OD (Objektdictionary) 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 PLC iwwer d'DDE Technologie vu Windows kommunizéieren. D'Softwarefirma bitt DDE Server Software fir d'PROFIBUS Kommunikatioun mat WinCC ze realiséieren.
1.0 PLC
Fp10sh vun der Firma NAIS gëtt als PLC ausgewielt.
(2) Kontrollsystemfunktioun
Nieft der Steierung vun zwéi Waasserpompelmotoren an zwéi Dynamometer muss de Steierungssystem och 28 elektresch Ventiler, 4 Gewiichtsmotoren, 8 Uelegpompelmotoren, 3 Vakuumpompelmotoren, 4 Ueleg-Entladungspompelmotoren an 2 Schmiermagnetventiler steieren. D'Stroumrichtung an de Stroum vum Waasser ginn vum Ventilschalter kontrolléiert, fir den Testufuerderunge vun de Benotzer gerecht ze ginn.
2.1 konstante Kapp Ajustéiert d'Rotatiounsgeschwindegkeet vun der Waasserpompel: maacht se stabil op engem bestëmmte Wäert, an d'Waasserkapp ass zu dësem Zäitpunkt konstant; ajustéiert d'Geschwindegkeet vum Dynamometer op e bestëmmte Wäert. Nodeems d'Aarbechtsbedingunge fir 2-4 Minutten stabil sinn, sammelt déi relevant Donnéeën. Wärend dem Test ass et néideg d'Waasserkapp onverännert ze halen. Eng Code-Disk gëtt um Pompelmotor placéiert fir d'Motorgeschwindegkeet ze moossen, sou datt den DCS500 eng zougemaach Regelung bildt. D'Waasserpompelgeschwindegkeet 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, an d'Geschwindegkeet vum Dynamometer konstant ass; Passt d'Pompelgeschwindegkeet op e bestëmmte Wäert un (d.h. passt d'Dréihöffnung un), a sammelt relevant Donnéeën, nodeems d'Aarbechtsbedingunge fir 2-4 Minutten stabil sinn. Den DCS500 bilt eng zougemaach Schleif fir d'Geschwindegkeet vum Dynamometer, fir d'Geschwindegkeet vum Dynamometer ze stabiliséieren.
2.3 Laftest
Ajustéiert d'Geschwindegkeet vum Dynamometer op e bestëmmte Wäert a loosst d'Geschwindegkeet vum Dynamometer onverännert ajustéiert d'Geschwindegkeet vun der Waasserpompel sou, datt den Ausgangsdrehmoment vum Dynamometer ongeféier Null ass (ënner dësen Aarbechtsbedingungen funktionéiert den Dynamometer fir Stroumproduktioun an elektresche Betrib), a sammelt relevant Donnéeën. Wärend dem Test muss d'Geschwindegkeet vum Pompelmotor konstant sinn a vum DCS500 geregelt ginn.
2.4 Flowkalibrierung
De System ass mat zwéi Flowkorrekturbehälter fir d'Kalibrierung vun den Duerchflussmesser am System ausgestatt. Virun der Kalibrierung, bestëmmt als éischt de markéierte Flowwäert, start dann de Waasserpompelmotor, an upasst d'Rotatiounsgeschwindegkeet vum Waasserpompelmotor kontinuéierlech. Zu dësem Zäitpunkt, passt op de Flowwäert op. Wann de Flowwäert de gewënschte Wäert erreecht, stabiliséiert de Waasserpompelmotor bei der aktueller Rotatiounsgeschwindegkeet (zu dësem Zäitpunkt zirkuléiert Waasser an der Kalibrierungsleitung). Stellt d'Schaltzäit vum Deflektor an. Nodeems d'Aarbechtsbedingungen stabil sinn, schalt de Magnetventil un an start den Timing. Gläichzäiteg schalt d'Waasser an der Leitung an de Kalibrierungsbehälter. Wann d'Timingzäit eriwwer ass, gëtt de Magnetventil ofgeschalt. Zu dësem Zäitpunkt gëtt d'Waasser an d'Kalibrierungsleitung ëmgeschalt, an d'Rotatiounsgeschwindegkeet vum Waasserpompelmotor gëtt reduzéiert fir sech op eng bestëmmte Geschwindegkeet ze stabiliséieren. 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. Den Operateur kann d'Aktioun vun engem bestëmmte Ventil onofhängeg iwwer d'Tastatur kontrolléieren, ouni vun der Verriegelung ageschränkt ze sinn. De System benotzt den NAIS Remote I/O Modul, deen d'Tastatur op verschiddene Plazen funktionéiere léisst. Beim manuellen/automateschen Ëmschalten bleift de Ventilstatus onverännert.
De System benotzt eng PLC als Haaptsteierung, wat de System vereinfacht an déi héich Zouverlässegkeet a Wartungsfäegkeet vum System garantéiert; PROFIBUS realiséiert eng komplett Dateniwwerdroung, vermeit elektromagnetesch Stéierungen a suergt dofir, datt de System d'Ufuerderunge vun der Designgenauegkeet erfëllt; Et gëtt Datenaustausch tëscht verschiddenen Apparater realiséiert; D'Flexibilitéit vum PROFIBUS bitt praktesch Konditioune fir d'Systemerweiderung. Den Designschema baséiert op engem industrielle Feldbus wäert zum Mainstream vun der industrieller Uwendung ginn.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 24. August 2022
