Testbenker for hydrauliske turbinmodeller spiller en viktig rolle i utviklingen av vannkraftteknologi. Det er viktig utstyr for å forbedre kvaliteten på vannkraftprodukter og optimalisere ytelsen til enhetene. Produksjonen av enhver løpebane må først utvikle en modellløpebane og teste modellen ved å simulere de faktiske fallhøydene til vannkraftverket på en testbenk for hydrauliske maskiner med høyt fallhøyde. Hvis alle dataene oppfyller brukerens krav, kan løpebanen offisielt produseres. Derfor har noen utenlandske produsenter av vannkraftutstyr flere testbenker for høyt vannfall for å møte behovene til ulike funksjoner. For eksempel har det franske selskapet Niyrpic fem avanserte testbenker for høy presisjonsmodeller; Hitachi og Toshiba har fem modellteststander med en vannsøyle på mer enn 50 m. I henhold til produksjonsbehovene har et stort forskningsinstitutt for elektriske maskiner designet en testbenk for høyt vannfall med full funksjonalitet og høy presisjon, som kan utføre modelltester på henholdsvis rørformede, blandede strømnings-, aksiale strømnings- og reversible hydrauliske maskiner, og vannsøylen kan nå 150 m. Testbenken kan tilpasses modelltesting av vertikale og horisontale enheter. Testbenken er designet med to stasjoner a og B. Når stasjon a er i drift, installeres stasjon B, noe som kan forkorte testsyklusen. A. B to stasjoner deler ett sett med elektrisk kontrollsystem og testsystem. Det elektriske kontrollsystemet bruker PROFIBUS som kjerne, NAIS fp10sh PLC som hovedkontroller, og IPC (industriell kontrolldatamaskin) realiserer sentralisert kontroll. Systemet bruker feltbussteknologi for å realisere den avanserte heldigitale kontrollmodusen, noe som sikrer pålitelighet, sikkerhet og enkelt vedlikehold av systemet. Det er et testkontrollsystem for vannsparingsmaskiner med høy grad av automatisering i Kina. Sammensetning av kontrollsystemet
Testbenken for høyt vanntrykk består av to pumpemotorer med en effekt på 550 kW og et hastighetsområde på 250 ~ 1100 o/min, som akselererer vannstrømmen i rørledningen til vanntrykksmålerne som brukeren trenger og holder vanntrykket i gang jevnt. Parametrene til løperøret overvåkes av dynamometeret. Dynamometerets motoreffekt er 500 kW, hastigheten er mellom 300 ~ 2300 o/min, og det er ett dynamometer på stasjon a og B. Prinsippet for testbenken for hydrauliske maskiner med høyt vanntrykk er vist i figur 1. Systemet krever at motorstyringsnøyaktigheten er mindre enn 0,5 % og at MTBF er større enn 5000 timer. Etter mye research er DCS500 DC-hastighetsreguleringssystem produsert av et * * * selskap valgt. DCS500 kan motta kontrollkommandoer på to måter. Den ene er å motta 4 ~ 20 mA signaler for å oppfylle hastighetskravene; Den andre er å legge til en PROFIBUS DP-modul for å motta i digital modus for å oppfylle hastighetskravene. Den første metoden har enkel kontroll og lav pris, men den vil bli forstyrret i strømoverføringen og påvirke kontrollnøyaktigheten. Selv om den andre metoden er dyr, kan den sikre nøyaktigheten av data og kontrollnøyaktighet i overføringsprosessen. Derfor bruker systemet fire DCS500 for å styre henholdsvis to dynamometre og to vannpumpemotorer. Som PROFIBUS DP-slavestasjon kommuniserer de fire enhetene med masterstasjonens PLS i master-slave-modus. PLS-en styrer start/stopp av dynamometeret og vannpumpemotoren, overfører motorhastigheten til DCS500 via PROFIBUS DP, og henter motorens driftstilstand og parametere fra DCS500.
PLS velger afp37911-modulen produsert av NAIS Europe som masterstasjon, som støtter FMS- og DP-protokoller samtidig. Modulen er hovedstasjonen til FMS, som realiserer hovedmoduskommunikasjon med IPC og datainnsamlingssystemet; den er også DP-masterstasjonen, som realiserer master-slave-kommunikasjon med DCS500.
Alle parametere for dynamometeret vil bli samlet inn og vist på skjermen via VXI Bus Technology (andre parametere vil bli samlet inn av VXI-selskapet). IPC kobles til datainnsamlingssystemet via FMS for å fullføre kommunikasjonen. Sammensetningen av hele systemet er vist i figur 2.
1.1 feltbuss PROFIBUS er en standard formulert av 13 selskaper og 5 vitenskapelige forskningsinstitusjoner i et felles utviklingsprosjekt. Den er oppført i den europeiske standarden en50170 og er en av de industrielle feltbussstandardene som anbefales i Kina. Den inkluderer følgende former:
·PROFIBUS FMS løser generelle kommunikasjonsoppgaver på verkstednivå, tilbyr et stort antall kommunikasjonstjenester og fullfører sykliske og ikke-sykliske kommunikasjonsoppgaver med middels overføringshastighet. Profibus-modulen til NAIS støtter en kommunikasjonshastighet på 1,2 Mbps og støtter ikke syklisk kommunikasjonsmodus. Den kan bare kommunisere med andre FMS-hovedstasjoner ved å bruke MMA ikke-syklisk dataoverføring mastertilkobling , og modulen er ikke kompatibel med FMS. Derfor kan den ikke bare bruke én form for PROFIBUS i skjemadesign.
· PROFIBUS-DP optimalisert høyhastighets og billig kommunikasjonsforbindelse er designet for kommunikasjon mellom automatiske kontrollsystemer og desentraliserte I/O på utstyrsnivå. Fordi DP og FMS bruker samme kommunikasjonsprotokoll, kan de sameksistere i samme nettverkssegment. Mellom NAIS og en, msaz ikke-syklisk dataoverføring master-slave-forbindelse slavestasjonen kommuniserer ikke aktivt.
·PROFIBUS PA standard egensikker overføringsteknologi spesielt utviklet for prosessautomatisering realiserer kommunikasjonsprosedyrene spesifisert i IEC1158-2 for anledninger med høye sikkerhetskrav og stasjoner som drives av bussen. Overføringsmediet som brukes i systemet er kobberskjermet, tvunnet parkabel kommunikasjonsprotokollen er RS485 og kommunikasjonshastigheten er 500 kbps. Bruken av industriell feltbuss gir en garanti for systemets sikkerhet og pålitelighet.
1.2 IPC industriell kontrolldatamaskin
Den øvre industrielle kontrolldatamaskinen bruker Taiwan Advantech industriell kontrolldatamaskin som kjører Windows NT4 0 arbeidsstasjonsoperativsystem WinCC industriell konfigurasjonsprogramvare fra Siemens brukes til å vise driftstilstandsinformasjon for systemet på storskjerm, og grafisk representere rørledningsflyt og blokkering. Alle data overføres fra PLS via PROFIBUS. IPC er internt utstyrt med et profiboard-nettverkskort produsert av det tyske selskapet Softing, som er spesialdesignet for PROFIBUS. Gjennom konfigurasjonsprogramvaren levert av Softing kan nettverk fullføres, nettverkskommunikasjonsforhold Cr (kommunikasjonsrelasjon) og objektordbok OD (objektordbok) kan etableres. WINCC er produsert av Siemens. Den støtter kun direkte tilkobling med selskapets S5/S7 PLS, og kan bare kommunisere med andre PLS-er gjennom DDE-teknologi levert av Windows. Softing tilbyr DDE-serverprogramvare for å realisere PROFIBUS-kommunikasjon med WinCC.
1.3 PLS
Fp10sh fra NAIS-selskapet er valgt som PLS.
2 kontrollsystemfunksjoner
I tillegg til å styre to vannpumpemotorer og to dynamometre, må kontrollsystemet også styre 28 elektriske ventiler, 4 vektmotorer, 8 oljepumpemotorer, 3 vakuumpumpemotorer, 4 oljedreneringspumpemotorer og 2 smøremagnetventiler. Strømningsretningen og -strømmen til vann styres via ventilbryteren for å oppfylle brukernes testkrav.
2,1 konstant trykkhøyde
Juster vannpumpens hastighet: Sørg for at den er stabil på en viss verdi, slik at vannhøyden er sikker på dette tidspunktet. Juster dynamometerets hastighet til en viss verdi, og samle inn relevante data etter at driftsforholdene har vært stabile i 2–4 minutter. Under testen er det nødvendig å holde vannhøyden uendret. En kodedisk plasseres på vannpumpemotoren for å registrere motorhastigheten, slik at DCS500 danner en lukket sløyfekontroll. Vannpumpens hastighet legges inn via IPC-tastaturet.
2,2 konstant hastighet
Juster hastigheten på dynamometeret for å stabilisere det på en bestemt verdi. På dette tidspunktet er dynamometerets hastighet konstant; juster pumpehastigheten til en viss verdi (dvs. juster trykket), og samle inn relevante data etter at driftsforholdene har vært stabile i 2 ~ 4 minutter. DCS500 danner en lukket sløyfe for dynamometerets hastighet for å stabilisere dynamometerets hastighet.
2.3 løpsk test
Juster hastigheten på dynamometeret til en viss verdi og hold hastigheten på dynamometeret uendret. Juster hastigheten på vannpumpen slik at dynamometerets utgangsmoment er nær null (under disse driftsforholdene fungerer dynamometeret for kraftproduksjon og elektrisk drift), og samle inn relevante data. Under testen må hastigheten på vannpumpemotoren forbli uendret, og dette justeres av DCS500.
2.4 strømningskalibrering
Systemet er utstyrt med to strømningskorreksjonstanker for kalibrering av strømningsmåleren i systemet. Før kalibrering må du først bestemme den markerte strømningsverdien, deretter starte vannpumpemotoren og kontinuerlig justere hastigheten på vannpumpemotoren. Vær oppmerksom på strømningsverdien. Når strømningsverdien når ønsket verdi, stabiliser vannpumpemotoren ved gjeldende hastighet (på dette tidspunktet sirkulerer vannet i kalibreringsrørledningen). Still inn koblingstiden for deflektoren. Etter at driftstilstanden er stabil, slå på magnetventilen, start timingen og bytt vannet i rørledningen til korreksjonstanken samtidig. Når timingen er ute, kobles magnetventilen fra. På dette tidspunktet byttes vannet til kalibreringsrørledningen igjen. Reduser hastigheten på vannpumpemotoren, stabiliser den ved en viss hastighet og les av relevante data. Tøm deretter vannet og kalibrer neste punkt.
2,5 manuell / automatisk uforstyrret veksling
For å forenkle vedlikehold og feilsøking av systemet er det utviklet et manuelt tastatur. Operatøren kan styre ventilens funksjon uavhengig via tastaturet, uten å være begrenset av forrigling. Systemet bruker NAIS fjernstyrt I/O-modul, som kan få tastaturet til å fungere på forskjellige steder. Under manuell/automatisk veksling forblir ventilens tilstand uendret.
Systemet bruker PLS som hovedkontroller, noe som forenkler systemet og sikrer høy pålitelighet og enkelt vedlikehold av systemet; PROFIBUS realiserer fullstendig dataoverføring, unngår elektromagnetisk interferens og sørger for at systemet oppfyller nøyaktighetskravene i designet; Datadeling mellom forskjellige enheter realiseres; Fleksibiliteten til PROFIBUS gir praktiske forhold for utvidelse av systemet. Systemdesignskjemaet med industriell feltbuss som kjerne vil bli hovedstrømmen for industrielle applikasjoner.
Publisert: 17. feb. 2022
