जलविद्युत तंत्रज्ञानाच्या विकासात हायड्रॉलिक टर्बाइन मॉडेल टेस्ट बेडचे महत्त्व

जलविद्युत तंत्रज्ञानाच्या विकासात हायड्रॉलिक टर्बाइन मॉडेल टेस्ट बेंच महत्त्वाची भूमिका बजावते. जलविद्युत उत्पादनांची गुणवत्ता सुधारण्यासाठी आणि युनिट्सची कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी हे एक महत्त्वाचे उपकरण आहे. कोणत्याही रनरच्या उत्पादनासाठी, प्रथम एक मॉडेल रनर विकसित करणे आणि उच्च दाबाच्या हायड्रॉलिक मशिनरी टेस्ट-बेडवर जलविद्युत केंद्राच्या प्रत्यक्ष पाण्याच्या दाबाचे अनुकरण करून त्या मॉडेलची चाचणी करणे आवश्यक असते. जर सर्व डेटा वापरकर्त्यांच्या आवश्यकता पूर्ण करत असेल, तर रनरचे अधिकृतपणे उत्पादन केले जाऊ शकते. त्यामुळे, काही परदेशी जलविद्युत उपकरण उत्पादकांकडे विविध कार्यांच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी अनेक उच्च पाण्याच्या दाबाचे टेस्ट बेंच आहेत. उदाहरणार्थ, फ्रान्सच्या नेरपिक कंपनीकडे पाच प्रगत उच्च-सुस्पष्टता मॉडेल टेस्ट बेंच आहेत; हिताची आणि तोशिबाकडे ५० मीटरपेक्षा जास्त पाण्याच्या दाबाचे पाच मॉडेल टेस्ट स्टँड आहेत. उत्पादनाच्या गरजेनुसार, एका मोठ्या विद्युत यंत्रसामग्री संशोधन संस्थेने संपूर्ण कार्यक्षमता आणि उच्च सुस्पष्टता असलेला एक उच्च पाण्याच्या दाबाचा टेस्ट-बेड तयार केला आहे, जो अनुक्रमे ट्युब्युलर, मिश्र प्रवाह, अक्षीय प्रवाह आणि रिव्हर्सिबल हायड्रॉलिक मशिनरीवर मॉडेल चाचण्या करू शकतो आणि त्याचा पाण्याचा दाब १५० मीटरपर्यंत पोहोचू शकतो. ही टेस्ट बेंच उभ्या आणि आडव्या युनिट्सच्या मॉडेल चाचणीसाठी अनुकूल आहे. ही टेस्ट बेंच 'अ' आणि 'ब' अशा दोन स्टेशन्ससह डिझाइन केलेली आहे. जेव्हा स्टेशन 'अ' कार्यरत असते, तेव्हा स्टेशन 'ब' स्थापित केले जाते, ज्यामुळे चाचणी चक्र कमी होऊ शकते. 'अ' आणि 'ब' ही दोन स्टेशन्स एकच इलेक्ट्रिकल कंट्रोल सिस्टीम आणि टेस्ट सिस्टीम वापरतात. इलेक्ट्रिकल कंट्रोल सिस्टीममध्ये PROFIBUS हा मुख्य घटक, NAIS fp10sh PLC हे मुख्य कंट्रोलर आणि IPC (इंडस्ट्रियल कंट्रोल कॉम्प्युटर) द्वारे केंद्रीकृत नियंत्रण साध्य केले जाते. ही सिस्टीम प्रगत संपूर्ण डिजिटल नियंत्रण पद्धत साध्य करण्यासाठी फील्डबस तंत्रज्ञानाचा वापर करते, ज्यामुळे सिस्टीमची विश्वसनीयता, सुरक्षितता आणि सुलभ देखभाल सुनिश्चित होते. ही चीनमधील उच्च पातळीचे ऑटोमेशन असलेली जलसंधारण यंत्रसामग्री चाचणी नियंत्रण प्रणाली आहे. नियंत्रण प्रणालीची रचना.

उच्च जलशीर्ष चाचणी बेंचमध्ये 550KW शक्ती आणि 250 ~ 1100r/मिनिट वेगमर्यादा असलेले दोन पंप मोटर्स असतात, जे वापरकर्त्याला आवश्यक असलेल्या जलशीर्ष मीटरपर्यंत पाईपलाईनमधील पाण्याचा प्रवाह वाढवतात आणि जलशीर्ष सुरळीतपणे चालू ठेवतात. रनरच्या पॅरामीटर्सचे निरीक्षण डायनॅमोमीटरद्वारे केले जाते. डायनॅमोमीटरची मोटर शक्ती 500kW आहे, वेग 300 ~ 2300r/मिनिट दरम्यान आहे आणि स्टेशन 'अ' आणि 'ब' वर प्रत्येकी एक डायनॅमोमीटर आहे. उच्च जलशीर्ष हायड्रॉलिक यंत्रसामग्री चाचणी बेंचचे तत्त्व आकृती 1 मध्ये दर्शविले आहे. प्रणालीसाठी मोटर नियंत्रणाची अचूकता 0.5% पेक्षा कमी आणि MTBF 5000 तासांपेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे. बऱ्याच संशोधनानंतर, एका * * * कंपनीने उत्पादित केलेली DCS500 DC वेग नियमन प्रणाली निवडली आहे. DCS500 दोन प्रकारे नियंत्रण आदेश प्राप्त करू शकते. एक म्हणजे वेगाच्या आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी 4 ~ 20mA सिग्नल प्राप्त करणे; दुसरी पद्धत म्हणजे वेगाच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी डिजिटल मोडमध्ये डेटा स्वीकारण्याकरिता PROFIBUS DP मॉड्यूल जोडणे. पहिल्या पद्धतीचे नियंत्रण सोपे आणि किंमत कमी आहे, परंतु विद्युत प्रवाहाच्या प्रसारणामध्ये अडथळा येतो आणि नियंत्रणाच्या अचूकतेवर परिणाम होतो; दुसरी पद्धत महाग असली तरी, ती प्रसारण प्रक्रियेत डेटाची अचूकता आणि नियंत्रणाची अचूकता सुनिश्चित करू शकते. त्यामुळे, ही प्रणाली अनुक्रमे दोन डायनॅमोमीटर आणि दोन वॉटर पंप मोटर्स नियंत्रित करण्यासाठी चार DCS500 वापरते. PROFIBUS DP स्लेव्ह स्टेशन म्हणून, ही चार उपकरणे मास्टर-स्लेव्ह मोडमध्ये मास्टर स्टेशन PLC शी संवाद साधतात. PLC डायनॅमोमीटर आणि वॉटर पंप मोटरचे स्टार्ट/स्टॉप नियंत्रित करते, मोटरचा चालू वेग PROFIBUS DP द्वारे DCS500 ला पाठवते आणि DCS500 कडून मोटरची चालू स्थिती व पॅरामीटर्स मिळवते.
पीएलसी, मास्टर स्टेशन म्हणून NAIS युरोप निर्मित afp37911 मॉड्यूलची निवड करते, जे एकाच वेळी FMS आणि DP प्रोटोकॉलला समर्थन देते. हे मॉड्यूल FMS चे मुख्य स्टेशन आहे, जे IPC आणि डेटा ॲक्विझिशन सिस्टीमसोबत मेन-मेन मोड कम्युनिकेशन साकारते; तसेच ते DP मास्टर स्टेशन देखील आहे, जे DCS500 सोबत मास्टर-स्लेव्ह कम्युनिकेशन साकारते.
डायनॅमोमीटरचे सर्व पॅरामीटर्स VXI बस टेक्नॉलॉजीद्वारे गोळा करून स्क्रीनवर प्रदर्शित केले जातील (इतर पॅरामीटर्स VXI कंपनीद्वारे गोळा केले जातील). संवाद पूर्ण करण्यासाठी IPC, FMS द्वारे डेटा ॲक्विझिशन सिस्टीमशी जोडला जातो. संपूर्ण सिस्टीमची रचना आकृती २ मध्ये दर्शविली आहे.

१.१ फील्डबस प्रोफिबस (PROFIBUS) हे १३ कंपन्या आणि ५ वैज्ञानिक संशोधन संस्थांनी संयुक्त विकास प्रकल्पात तयार केलेले एक मानक आहे. ते युरोपियन मानक EN50170 मध्ये सूचीबद्ध आहे आणि चीनमध्ये शिफारस केलेल्या औद्योगिक फील्डबस मानकांपैकी एक आहे. त्यात खालील स्वरूपांचा समावेश आहे:
·प्रोफिबस एफएमएस (PROFIBUS FMS) कार्यशाळा स्तरावरील सामान्य संप्रेषण कार्ये सोडवते, मोठ्या प्रमाणात संप्रेषण सेवा प्रदान करते आणि मध्यम प्रसारण गतीने चक्रीय व अचक्रीय संप्रेषण कार्ये पूर्ण करते. NAIS चे प्रोफिबस मॉड्यूल १.२ mbps च्या संप्रेषण दरास समर्थन देते आणि चक्रीय संप्रेषण पद्धतीस समर्थन देत नाही. ते केवळ एमएमए (MMA) – अचक्रीय डेटा प्रसारण – मास्टर कनेक्शन – वापरून इतर एफएमएस मास्टर स्टेशन्सशी संवाद साधू शकते आणि हे मॉड्यूल एफएमएसशी सुसंगत नाही. त्यामुळे, योजना रचनेत प्रोफिबसचे केवळ एकच स्वरूप वापरता येत नाही.
·PROFIBUS-DP  हे एक ऑप्टिमाइझ केलेले, वेगवान आणि स्वस्त कम्युनिकेशन कनेक्शन आहे, जे स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली आणि उपकरण स्तरावरील विकेंद्रित I/O यांच्यातील संवादासाठी डिझाइन केलेले आहे. DP आणि FMS समान कम्युनिकेशन प्रोटोकॉल वापरत असल्यामुळे, ते एकाच नेटवर्क सेगमेंटमध्ये एकत्र काम करू शकतात. NAIS आणि a, msaz दरम्यान  नॉन-सायक्लिक डेटा ट्रान्समिशन  मास्टर-स्लेव्ह कनेक्शन  स्लेव्ह स्टेशन सक्रियपणे संवाद साधत नाही.
·प्रोफिबस पीए (PROFIBUS PA)  प्रक्रिया स्वयंचलनासाठी खास डिझाइन केलेले एक मानक अंतर्भूत सुरक्षित प्रसारण तंत्रज्ञान आहे  जे उच्च सुरक्षा आवश्यकता असलेल्या प्रसंगांसाठी आणि बसद्वारे चालणाऱ्या स्टेशन्ससाठी iec1158-2 मध्ये निर्दिष्ट केलेल्या संप्रेषण प्रक्रिया साकारते. या प्रणालीमध्ये वापरले जाणारे प्रसारण माध्यम कॉपर शील्डेड ट्विस्टेड पेअर आहे  संप्रेषण प्रोटोकॉल RS485 आहे आणि संप्रेषण दर 500kbps आहे. औद्योगिक फील्डबसचा वापर प्रणालीच्या सुरक्षिततेची आणि विश्वासार्हतेची हमी देतो.

१.२ आयपीसी औद्योगिक नियंत्रण संगणक
वरच्या औद्योगिक नियंत्रण संगणकामध्ये तैवानच्या ॲडव्हान्टेक औद्योगिक नियंत्रण संगणकाचा वापर केला जातो, जो विंडोज NT4.0 वर्कस्टेशन ऑपरेटिंग सिस्टमवर चालतो. मोठ्या स्क्रीनवर सिस्टमच्या कार्य स्थितीची माहिती प्रदर्शित करण्यासाठी आणि पाइपलाइनमधील प्रवाह व अडथळा आलेखाद्वारे दर्शवण्यासाठी सीमेन्स कंपनीच्या WinCC औद्योगिक कॉन्फिगरेशन सॉफ्टवेअरचा वापर केला जातो. सर्व डेटा PLC मधून PROFIBUS द्वारे प्रसारित केला जातो. IPC मध्ये जर्मन सॉफ्टिंग कंपनीने तयार केलेले प्रोफिबोर्ड नेटवर्क कार्ड अंतर्गत बसवलेले आहे, जे विशेषतः PROFIBUS साठी डिझाइन केलेले आहे. सॉफ्टिंगने पुरवलेल्या कॉन्फिगरेशन सॉफ्टवेअरद्वारे नेटवर्किंग पूर्ण केले जाऊ शकते, तसेच नेटवर्क कम्युनिकेशन रिलेशनशिप Cr (कम्युनिकेशन रिलेशन) आणि ऑब्जेक्ट डिक्शनरी OD (ऑब्जेक्ट डिक्शनरी) स्थापित केली जाऊ शकते. WINCC हे सीमेन्सद्वारे तयार केले जाते. ते फक्त कंपनीच्या S5/S7 PLC सोबत थेट कनेक्शनला सपोर्ट करते आणि विंडोजने पुरवलेल्या DDE तंत्रज्ञानाद्वारेच इतर PLCs सोबत संवाद साधू शकते. सॉफ्टिंग कंपनी WinCC सोबत PROFIBUS कम्युनिकेशन साकारण्यासाठी DDE सर्व्हर सॉफ्टवेअर पुरवते.

१.३ पीएलसी
NAIS कंपनीच्या Fp10sh ची PLC म्हणून निवड करण्यात आली आहे.

२ नियंत्रण प्रणाली कार्ये
दोन वॉटर पंप मोटर्स आणि दोन डायनॅमोमीटर्स नियंत्रित करण्याव्यतिरिक्त, नियंत्रण प्रणालीला २८ इलेक्ट्रिक व्हॉल्व्ह, ४ वेट मोटर्स, ८ ऑइल पंप मोटर्स, ३ व्हॅक्यूम पंप मोटर्स, ४ ऑइल ड्रेन पंप मोटर्स आणि २ ल्युब्रिकेशन सोलेनॉइड व्हॉल्व्ह देखील नियंत्रित करावे लागतात. वापरकर्त्यांच्या चाचणी आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी व्हॉल्व्हच्या स्विचद्वारे पाण्याच्या प्रवाहाची दिशा आणि प्रवाह नियंत्रित केला जातो.

२.१ स्थिर शीर्ष
वॉटर पंपाचा वेग समायोजित करा: तो एका विशिष्ट मूल्यावर स्थिर करा, आणि यावेळी वॉटर हेड (पाण्याचा दाब) निश्चित असेल; डायनॅमोमीटरचा वेग एका विशिष्ट मूल्यावर समायोजित करा, आणि कार्यस्थिती २ ते ४ मिनिटांसाठी स्थिर झाल्यावर संबंधित डेटा गोळा करा. चाचणी दरम्यान, वॉटर हेड (पाण्याचा दाब) अपरिवर्तित ठेवणे आवश्यक आहे. मोटरचा वेग गोळा करण्यासाठी वॉटर पंप मोटरवर एक कोड डिस्क ठेवली जाते, जेणेकरून DCS500 एक क्लोज्ड-लूप नियंत्रण तयार करते. वॉटर पंपाचा वेग आयपीसी कीबोर्डद्वारे इनपुट केला जातो.

२.२ स्थिर गती
डायनॅमोमीटरचा वेग एका विशिष्ट मूल्यावर स्थिर करण्यासाठी समायोजित करा. यावेळी, डायनॅमोमीटरचा वेग स्थिर असतो; पंपाचा वेग एका विशिष्ट मूल्यावर समायोजित करा (म्हणजेच हेड समायोजित करा), आणि कार्यस्थिती २ ते ४ मिनिटांसाठी स्थिर झाल्यावर संबंधित डेटा गोळा करा. DCS500 डायनॅमोमीटरचा वेग स्थिर करण्यासाठी त्याच्या वेगासाठी एक क्लोज्ड लूप तयार करते.

२.३ अनियंत्रित चाचणी
डायनॅमोमीटरचा वेग एका विशिष्ट मूल्यावर समायोजित करा आणि तो स्थिर ठेवा. डायनॅमोमीटरचा आउटपुट टॉर्क शून्याच्या जवळ आणण्यासाठी वॉटर पंपचा वेग समायोजित करा (या कार्यस्थितीत, डायनॅमोमीटर वीज निर्मिती आणि विद्युत कार्यासाठी चालतो), आणि संबंधित डेटा गोळा करा. चाचणी दरम्यान, वॉटर पंप मोटरचा वेग स्थिर ठेवणे आणि तो DCS500 द्वारे समायोजित करणे आवश्यक आहे.

२.४ प्रवाह मापांकन
सिस्टीममधील फ्लोमीटरचे कॅलिब्रेशन करण्यासाठी सिस्टीममध्ये दोन फ्लो करेक्शन टँक बसवलेले आहेत. कॅलिब्रेशन करण्यापूर्वी, प्रथम चिन्हांकित फ्लो व्हॅल्यू निश्चित करा, नंतर वॉटर पंप मोटर सुरू करा आणि वॉटर पंप मोटरचा वेग सतत समायोजित करा. यावेळी, फ्लो व्हॅल्यूकडे लक्ष द्या. जेव्हा फ्लो व्हॅल्यू आवश्यक मूल्यापर्यंत पोहोचते, तेव्हा वॉटर पंप मोटरला सध्याच्या वेगावर स्थिर करा (यावेळी, कॅलिब्रेशन पाईपलाईनमध्ये पाणी फिरत असते). डिफ्लेक्टरची स्विचिंग वेळ सेट करा. कार्यस्थिती स्थिर झाल्यावर, सोलेनॉइड व्हॉल्व्ह चालू करा, टायमिंग सुरू करा आणि त्याच वेळी पाईपलाईनमधील पाणी करेक्शन टँकमध्ये स्विच करा. टायमिंगची वेळ संपल्यावर, सोलेनॉइड व्हॉल्व्ह डिस्कनेक्ट केला जातो. यावेळी, पाणी पुन्हा कॅलिब्रेशन पाईपलाईनमध्ये स्विच केले जाते. वॉटर पंप मोटरचा वेग कमी करा, त्याला एका विशिष्ट वेगावर स्थिर करा आणि संबंधित डेटा वाचा. त्यानंतर पाणी काढून टाका आणि पुढील पॉइंटचे कॅलिब्रेशन करा.

२.५ मॅन्युअल / स्वयंचलित अखंड स्विचिंग
सिस्टीमची देखभाल आणि डीबगिंग सुलभ करण्यासाठी, सिस्टीममध्ये एक मॅन्युअल कीबोर्ड डिझाइन केला आहे. ऑपरेटर कीबोर्डद्वारे व्हॉल्व्हच्या क्रियेवर स्वतंत्रपणे नियंत्रण ठेवू शकतो, जे इंटरलॉकिंगच्या बंधनात नाही. सिस्टीममध्ये NAIS रिमोट I/O मॉड्यूलचा वापर केला आहे, ज्यामुळे कीबोर्ड वेगवेगळ्या ठिकाणी चालवता येतो. मॅन्युअल / ऑटोमॅटिक स्विचिंग दरम्यान, व्हॉल्व्हची स्थिती अपरिवर्तित राहते.
ही प्रणाली मुख्य नियंत्रक म्हणून पीएलसी (PLC) वापरते, ज्यामुळे प्रणाली सोपी होते आणि तिची उच्च विश्वसनीयता व सुलभ देखभाल सुनिश्चित होते; प्रोफिबस (PROFIBUS) संपूर्ण डेटा प्रसारण साध्य करते, विद्युतचुंबकीय हस्तक्षेप टाळते आणि प्रणालीला डिझाइनच्या अचूकतेच्या आवश्यकता पूर्ण करण्यास सक्षम करते; वेगवेगळ्या उपकरणांमध्ये डेटाची देवाणघेवाण शक्य होते; प्रोफिबसची लवचिकता प्रणालीच्या विस्तारासाठी सोयीस्कर परिस्थिती निर्माण करते. औद्योगिक फील्डबसला केंद्रस्थानी ठेवणारी ही प्रणाली डिझाइन योजना औद्योगिक वापराचा मुख्य प्रवाह बनेल.