जलविद्युत तंत्रज्ञानाच्या विकासात हायड्रॉलिक टर्बाइन मॉडेल टेस्ट बेडचे महत्त्व

जलविद्युत तंत्रज्ञानाच्या विकासात हायड्रॉलिक टर्बाइन मॉडेल टेस्ट बेड महत्त्वाची भूमिका बजावते. जलविद्युत उत्पादनांची गुणवत्ता सुधारण्यासाठी आणि युनिट्सची कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी हे एक महत्त्वाचे उपकरण आहे. कोणत्याही रनरच्या उत्पादनासाठी, प्रथम मॉडेल रनर विकसित करणे आवश्यक आहे, आणि हाय हेड हायड्रॉलिक मशिनरी टेस्ट बेंचवर जलविद्युत केंद्राच्या प्रत्यक्ष हेड मीटरचे अनुकरण करून त्या मॉडेलची चाचणी केली जाऊ शकते. जर सर्व डेटा वापरकर्त्याच्या आवश्यकता पूर्ण करत असेल, तर रनरचे औपचारिक उत्पादन केले जाऊ शकते. त्यामुळे, परदेशातील काही सुप्रसिद्ध जलविद्युत उपकरण उत्पादकांकडे विविध कार्यांच्या गरजा पूर्ण करणारे अनेक हाय हेड टेस्ट बेंच आहेत, जसे की फ्रान्सच्या नायरपिक कंपनीचे पाच प्रगत उच्च-सुस्पष्टता मॉडेल टेस्ट बेंच; हिताची आणि तोशिबा या प्रत्येकाकडे ५० मीटरपेक्षा जास्त वॉटर हेड असलेले पाच मॉडेल टेस्ट स्टँड आहेत. उत्पादनाच्या गरजेनुसार, एका मोठ्या विद्युत यंत्र संशोधन संस्थेने संपूर्ण कार्यक्षमता आणि उच्च अचूकतेसह एक हाय वॉटर हेड टेस्ट बेंच डिझाइन केला आहे, जो अनुक्रमे ट्युब्युलर, मिक्स्ड फ्लो, ॲक्सियल फ्लो आणि रिव्हर्सिबल हायड्रॉलिक मशिनरीवर मॉडेल चाचण्या घेऊ शकतो. याचा वॉटर हेड १५० मीटरपर्यंत पोहोचू शकतो. टेस्ट बेंच उभ्या आणि आडव्या युनिट्सच्या मॉडेल चाचणीसाठी अनुकूल आहे. टेस्ट बेंचची रचना 'अ' आणि 'ब' अशा दोन स्टेशन्ससह केली 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 पूर्ण डिजिटल नियंत्रण पद्धतीसाठी फील्ड बस तंत्रज्ञानाचा वापर करते, ज्यामुळे सिस्टीमची विश्वसनीयता, सुरक्षितता आणि सुलभ देखभाल सुनिश्चित होते. ही चीनमधील उच्च पातळीचे ऑटोमेशन असलेली हायड्रॉलिक मशिनरी चाचणी नियंत्रण प्रणाली आहे. नियंत्रण प्रणालीची रचना

उच्च जलशीर्ष चाचणी बेंचमध्ये दोन पंप मोटर्स असतात, ज्यांची स्थापित शक्ती 550KW आणि फिरण्याचा वेग 250-1100r/min असतो. हे वापरकर्त्याला आवश्यक असलेल्या जलशीर्ष मीटरपर्यंत पाईपलाईनमधील पाण्याचा प्रवाह वेगवान करण्यासाठी आणि जलशीर्ष सुरळीतपणे चालू ठेवण्यासाठी वापरले जाते. रनरच्या पॅरामीटर्सचे निरीक्षण डायनॅमोमीटरद्वारे केले जाते. डायनॅमोमीटरची मोटर शक्ती 500kW आहे आणि फिरण्याचा वेग 300 ते 2300r/min दरम्यान असतो. स्टेशन 'अ' आणि स्टेशन 'ब' वर प्रत्येकी एक डायनॅमोमीटर आहे. उच्च जलशीर्ष हायड्रॉलिक यंत्रसामग्री चाचणी बेंचचे तत्त्व आकृती 1 मध्ये दर्शविले आहे. प्रणालीसाठी आवश्यक आहे की मोटर नियंत्रणाची अचूकता 0.5% पेक्षा कमी असावी आणि बिघाडांमधील सरासरी वेळ (MTTF) 5000 तासांपेक्षा जास्त असावा. बऱ्याच संशोधनानंतर, DCS500 डीसी गती नियंत्रण प्रणाली निवडली गेली आहे. DCS500 दोन प्रकारे नियंत्रण आदेश प्राप्त करू शकते, एक म्हणजे गतीच्या आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी 4-20mA सिग्नल प्राप्त करणे; दुसरा पर्याय म्हणजे डिजिटल मोडमध्ये डेटा स्वीकारून वेगाची आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी PROFIBUS DP मॉड्यूल जोडणे. पहिली पद्धत सोपी आणि स्वस्त आहे, परंतु त्यामुळे विद्युत प्रवाहाच्या प्रसारणात अडथळा येतो, ज्यामुळे नियंत्रणाच्या अचूकतेवर परिणाम होतो; दुसरी पद्धत महाग असली तरी, ती प्रसारण प्रक्रियेतील 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 पंप मोटरचे स्टार्ट/स्टॉप नियंत्रित करते, मोटरचा चालू वेग PROFIBUS DP द्वारे DCS500 ला पाठवते, आणि DCS500 कडून मोटरची चालू स्थिती व पॅरामीटर्स मिळवून, रिअल-टाइम मॉनिटरिंगसाठी ते PROFIBUS FMS द्वारे वरच्या IPC ला पाठवते.

पीएलसी, NAIS युरोपद्वारे उत्पादित afp37911 मॉड्यूलला मास्टर स्टेशन म्हणून निवडते, जे एकाच वेळी FMS आणि DP प्रोटोकॉलला समर्थन देते. हे मॉड्यूल FMS चे मुख्य स्टेशन आहे आणि मास्टर-मास्टर मोडमध्ये IPC व डेटा ॲक्विझिशन सिस्टीमशी संवाद साधते; तसेच हे एक DP मास्टर स्टेशन आहे, जे DCS500 सह मास्टर-स्लेव्ह कम्युनिकेशन साकारते.

डेटा संपादन प्रणाली डायनॅमोमीटरचे विविध पॅरामीटर्स गोळा करण्यासाठी आणि ते मोठ्या स्क्रीनवर प्रदर्शित करण्यासाठी VXI बस तंत्रज्ञानाचा वापर करते, आणि निकालांना तक्ते व आलेखांमध्ये रूपांतरित करते (हा भाग इतर कंपन्यांद्वारे पूर्ण केला जातो). आयपीसी (IPC) एफएमएस (FMS) द्वारे डेटा संपादन प्रणालीशी संवाद साधते. संपूर्ण प्रणालीची रचना आकृती २ मध्ये दर्शविली आहे.
१.१ फील्डबस प्रोफिबस (PROFIBUS) हे सीमेन्स (Siemens) आणि एईसी (AEC) सारख्या १३ कंपन्या आणि ५ वैज्ञानिक संशोधन संस्थांनी एका संयुक्त विकास प्रकल्पात विकसित केलेले एक मानक आहे. ते युरोपियन मानक en50170 मध्ये सूचीबद्ध आहे आणि चीनमधील शिफारस केलेल्या औद्योगिक फील्डबस मानकांपैकी एक आहे. त्यात खालील स्वरूपांचा समावेश आहे:
·प्रोफिबस एफएमएस  कार्यशाळा स्तरावरील सामान्य संप्रेषण कार्ये सोडवते  मोठ्या संख्येने संप्रेषण सेवा प्रदान करते  मध्यम प्रसारण गतीने चक्रीय आणि अचक्रीय संप्रेषण कार्ये पूर्ण करते. NAIS चे प्रोफिबस मॉड्यूल १.२ mbps च्या संप्रेषण दरास समर्थन देते आणि चक्रीय संप्रेषण मोडला समर्थन देत नाही  ते फक्त MMA  अचक्रीय डेटा प्रसारण  मास्टर कनेक्शन  इतर FMS मास्टर स्टेशनसह संप्रेषण वापरू शकते  आणि हे मॉड्यूल * * * कंपनीच्या प्रोफिबस एफएमएसशी सुसंगत नाही  म्हणून, योजना डिझाइन दरम्यान प्रोफिबसचे एक स्वरूप वापरले जाऊ शकत नाही.
·प्रोफिबस पीए (PROFIBUS PA)  प्रक्रिया स्वयंचलनासाठी खास तयार केलेले एक मानक अंतर्भूत सुरक्षित प्रसारण तंत्रज्ञान आहे  जे iec1158-2 मध्ये निर्दिष्ट केलेला कम्युनिकेशन प्रोटोकॉल साकारते  आणि उच्च सुरक्षा आवश्यकता असलेल्या ठिकाणी व बसद्वारे चालणाऱ्या स्टेशन्समध्ये वापरले जाते. या प्रणालीमध्ये वापरले जाणारे प्रसारण माध्यम कॉपर शील्डेड ट्विस्टेड पेअर आहे  कम्युनिकेशन प्रोटोकॉल RS485 आहे  आणि कम्युनिकेशन दर 500kbps आहे. औद्योगिक फील्ड बसचा वापर प्रणालीच्या सुरक्षिततेची आणि विश्वासार्हतेची हमी देतो.
१.२ आयपीसी औद्योगिक नियंत्रण संगणक
वरचा औद्योगिक नियंत्रण संगणक तैवानच्या ॲडव्हान्टेक औद्योगिक नियंत्रण संगणकाचा वापर करतो, जो विंडोज NT4.0 वर्कस्टेशन ऑपरेटिंग सिस्टमवर चालतो आणि सीमेन्सच्या WinCC औद्योगिक कॉन्फिगरेशन सॉफ्टवेअरचा वापर करतो. मोठी स्क्रीन सिस्टमच्या कार्याची स्थिती आणि कोटेशन माहिती प्रदर्शित करते, तसेच पाइपलाइनमधील प्रवाह आणि अडथळ्याची स्थिती आलेखाच्या स्वरूपात दाखवते. सर्व डेटा PLC द्वारे PROFIBUS मार्फत 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, नेटवर्क कम्युनिकेशन रिलेशनशिप Cr (कम्युनिकेशन रिलेशनशिप) स्थापित केले जाऊ शकते 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 इतर PLC सोबत फक्त विंडोजने पुरवलेल्या DDE तंत्रज्ञानाद्वारे संवाद साधू शकते. सॉफ्टवेअर कंपनी WinCC सोबत PROFIBUS कम्युनिकेशन साकारण्यासाठी DDE सर्व्हर सॉफ्टवेअर पुरवते.
१.३ पीएलसी
NAIS कंपनीच्या Fp10sh ची PLC म्हणून निवड करण्यात आली आहे.

(2) नियंत्रण प्रणालीचे कार्य
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 डिस्चार्ज पंप मोटर्स आणि २ ल्युब्रिकेटिंग सोलेनॉइड व्हॉल्व्ह देखील नियंत्रित करावे लागतात. वापरकर्त्यांच्या चाचणी आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी व्हॉल्व्ह स्विचद्वारे पाण्याच्या प्रवाहाची दिशा आणि प्रवाह नियंत्रित केला जातो.
२.१ स्थिर हेड: वॉटर पंपाच्या फिरण्याचा वेग समायोजित करा: तो एका विशिष्ट मूल्यावर स्थिर करा, आणि यावेळी वॉटर हेड स्थिर राहील; डायनॅमोमीटरचा वेग एका विशिष्ट मूल्यावर समायोजित करा. कार्यस्थिती २-४ मिनिटांसाठी स्थिर झाल्यावर, संबंधित डेटा गोळा करा. चाचणी दरम्यान, वॉटर हेड अपरिवर्तित ठेवणे आवश्यक आहे. मोटरचा वेग गोळा करण्यासाठी 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, आणि डायनॅमोमीटरचा वेग स्थिर राहील; पंपाचा वेग एका विशिष्ट मूल्यावर समायोजित करा (म्हणजेच हेड समायोजित करा), आणि कार्यस्थिती २-४ 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; वॉटर पंपाचा वेग अशा प्रकारे समायोजित करा की डायनॅमोमीटरचा आउटपुट टॉर्क अंदाजे शून्य असेल (या कार्यस्थितीत, डायनॅमोमीटर वीज निर्मिती आणि विद्युत कार्यासाठी चालतो), आणि संबंधित डेटा गोळा करा. चाचणी दरम्यान, पंप मोटरचा वेग DCS500 द्वारे स्थिर आणि नियंत्रित ठेवणे आवश्यक आहे.
२.४ प्रवाह मापांकन
सिस्टीममधील फ्लो मीटर्सचे कॅलिब्रेशन करण्यासाठी सिस्टीममध्ये दोन फ्लो करेक्शन टँक्स बसवलेले आहेत. कॅलिब्रेशन करण्यापूर्वी, प्रथम चिन्हांकित फ्लो व्हॅल्यू निश्चित करा, नंतर वॉटर पंप मोटर सुरू करा आणि वॉटर पंप मोटरच्या फिरण्याचा वेग सतत समायोजित करा. यावेळी, फ्लो व्हॅल्यूकडे लक्ष द्या. जेव्हा फ्लो व्हॅल्यू आवश्यक मूल्यापर्यंत पोहोचते, तेव्हा वॉटर पंप मोटरला सध्याच्या फिरण्याच्या वेगावर स्थिर करा (यावेळी, कॅलिब्रेशन पाईपलाईनमध्ये पाणी फिरत असते). डिफ्लेक्टरची स्विचिंग वेळ सेट करा. कार्याची स्थिती स्थिर झाल्यावर, सोलेनॉइड व्हॉल्व्ह चालू करा आणि टायमिंग सुरू करा. त्याच वेळी, पाईपलाईनमधील पाणी कॅलिब्रेशन टँकमध्ये वळवा. टायमिंगची वेळ संपल्यावर, सोलेनॉइड व्हॉल्व्ह डिस्कनेक्ट केला जातो. यावेळी, पाणी कॅलिब्रेशन पाईपलाईनमध्ये वळवले जाते आणि वॉटर पंप मोटरचा फिरण्याचा वेग एका विशिष्ट गतीवर स्थिर करण्यासाठी कमी केला जातो. 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 इंटरलॉकिंगच्या बंधनाशिवाय कीबोर्डद्वारे एका विशिष्ट व्हॉल्व्हच्या कार्यावर स्वतंत्रपणे नियंत्रण ठेवू शकतो. 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 देखभालक्षमता 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 फील्ड बसवर आधारित प्रणाली डिझाइन योजना औद्योगिक वापराचा मुख्य प्रवाह बनेल.