Testbenker for hydrauliske turbiner spiller en viktig rolle i utviklingen av vannkraftteknologi. Det er viktig utstyr for å forbedre kvaliteten på vannkraftprodukter og optimalisere ytelsen til enhetene. For produksjon av enhver løpebane må modellløpebanen utvikles først, og modellen kan testes ved å simulere den faktiske trykkmåleren til vannkraftverket på en testbenk for hydrauliske maskiner med høy trykk. Hvis alle dataene oppfyller brukerens krav, kan løpebanen formelt produseres. Derfor har noen kjente produsenter av vannkraftutstyr i utlandet flere testbenker for høy trykk som oppfyller behovene til ulike funksjoner, for eksempel fem avanserte modelltestbenker med høy presisjon fra det franske nyrpic-selskapet; Hitachi og Toshiba har hver fem modellteststander med vannsøyle over 50 m. I henhold til produksjonsbehovene har et stort forskningsinstitutt for elektriske maskiner designet en testbenk for høy trykk med full funksjonalitet og høy nøyaktighet, som kan utføre modelltester på henholdsvis rørformede, blandede strømnings-, aksiale strømnings- og reversible hydrauliske maskiner. 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 hydraulisk maskineri testkontrollsystem med høy grad av automatisering i Kina. Sammensetning av kontrollsystemet
Testbenken for høyt vanntrykk består av to pumpemotorer med en installert effekt på 550 kW og et rotasjonshastighetsområde på 250–1100 o/min for å akselerere vannstrømmen i rørledningen til vanntrykksmåleren som brukeren trenger, og holde vanntrykket i jevn drift. Parametrene til løpehjulet overvåkes av dynamometeret. Dynamometerets motoreffekt er 500 kW, og rotasjonshastigheten er mellom 300 og 2300 o/min. Det er ett dynamometer på stasjon A og stasjon 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 gjennomsnittstiden mellom feil (MTTF) er større enn 5000 timer. Etter mye research er DCS500 DC-hastighetskontrollsystem valgt. DCS500 kan motta kontrollkommandoer på to måter: én måte er å motta 4–20 mA-signaler for å oppfylle hastighetskravene. Den andre er å legge til en PROFIBUS DP-modul for å oppfylle hastighetskravet ved å motta i digital modus. Den første metoden er enkel og billig, men den vil forstyrre den nåværende overføringen, noe som påvirker kontrollnøyaktigheten. Selv om den andre modusen er dyr, kan den sikre nøyaktigheten av data i overføringsprosessen og kontrollnøyaktigheten. 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 dynamometer og pumpemotor, overfører motorhastigheten til DCS500 via PROFIBUS DP, og henter motorens driftsstatus og parametere fra DCS500, og overfører dem til den øvre IPC-en via PROFIBUS FMS for å realisere sanntidsovervåking.
PLS-en velger afp37911-modulen produsert av NAIS Europe som masterstasjon, som støtter FMS- og DP-protokoller samtidig. Denne modulen er hovedstasjonen til FMS og kommuniserer med IPC og datainnsamlingssystemet i master-mastermodus. Den er også en DP-masterstasjon, som realiserer master-slave-kommunikasjon med DCS500.
Datainnsamlingssystemet bruker VXI-bussteknologi for å samle inn ulike parametere fra dynamometeret og vise dem på storskjermen, og danne * * * resultater i tabeller og grafer (denne delen utføres av andre selskaper). IPC kommuniserer med datainnsamlingssystemet via FMS. Sammensetningen av hele systemet er vist i figur 2.
1.1 feltbuss PROFIBUS PROFIBUS er en standard utviklet av 13 selskaper som Siemens og AEC og 5 vitenskapelige forskningsinstitusjoner i et felles utviklingsprosjekt. Den er oppført i den europeiske standarden en50170 og er en av de anbefalte industrielle feltbussstandardene i Kina. Den inkluderer følgende former:
·PROFIBUS FMS løser de generelle kommunikasjonsoppgavene på verkstednivå tilbyr et stort antall kommunikasjonstjenester fullfører sykliske og ikke-sykliske kommunikasjonsoppgaver med middels overføringshastighet. Profibus-modulen til NAIS støtter * * * kommunikasjonshastighet på 1,2 Mbps og støtter ikke syklisk kommunikasjonsmodus den kan bare bruke MMA ikke-syklisk dataoverføring mastertilkobling kommunikasjon med andre FMS-masterstasjoner og denne modulen er ikke kompatibel med PROFIBUS FMS til et * * * selskap derfor kan ikke én form for PROFIBUS brukes under skjemadesign.
· PROFIBUS PA standard egensikker overføringsteknologi spesielt utviklet for prosessautomatisering realiserer kommunikasjonsprotokollen spesifisert i IEC1158-2 og brukes på steder 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 garanti for systemets sikkerhet og pålitelighet.
1.2 IPC industriell kontrolldatamaskin
Den øvre industrielle kontrolldatamaskinen bruker Advantech industriell kontrolldatamaskin fra Taiwan kjører Windows NT4.0 arbeidsstasjonsoperativsystem bruker WinCC industriell konfigurasjonsprogramvare fra Siemens storskjerm viser driftsforholdene og tilbudsinformasjon for systemet, og viser grafisk rørledningsflyt og blokkeringsforhold. Alle data overføres av PLS via PROFIBUS. IPC er internt utstyrt med et profiboard-nettverkskort produsert av det tyske softing-selskapet, som er spesielt designet for PROFIBUS. Gjennom konfigurasjonsprogramvaren levert av softing kan nettverk fullføres, nettverkskommunikasjonsforhold Cr (kommunikasjonsforhold) kan etableres, 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 gjennom DDE-teknologi levert av Windows. Programvareselskapet tilbyr DDE-serverprogramvare for å realisere PROFIBUS-kommunikasjon med WinCC.
1.0 PLS
Fp10sh fra NAIS-selskapet er valgt som PLS.
(2) kontrollsystemfunksjon
I tillegg til å styre to vannpumpemotorer og to dynamometre, må kontrollsystemet også styre 28 elektriske ventiler, 4 vektmotorer, 8 oljepumpemotorer, 3 vakuumpumpemotorer, 4 oljeutløpspumpemotorer og 2 smøremagnetventiler. Strømningsretningen og -strømmen til vann styres av ventilbryteren for å oppfylle brukernes testkrav.
2.1 konstant trykk Juster rotasjonshastigheten til vannpumpen: sørg for at den er stabil på en viss verdi, slik at vanntrykkshoden er konstant på dette tidspunktet; Juster hastigheten på dynamometeret til en viss verdi. Etter at driftsforholdene har vært stabile i 2–4 minutter, samle inn relevante data. Under testen er det nødvendig å holde vanntrykkshoden uendret. En kodedisk plasseres på pumpemotoren for å registrere motorhastigheten, slik at DCS500 danner en lukket sløyfekontroll. Vannpumpehastigheten legges inn via IPC-tastaturet.
2,2 konstant hastighet
Juster hastigheten på dynamometeret for å gjøre det stabilt på en viss verdi, og dynamometerets hastighet forblir konstant; Juster pumpehastigheten til en viss verdi (dvs. juster trykket), og samle inn relevante data etter at arbeidsforholdene 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 omtrent null (under disse driftsforholdene fungerer dynamometeret for kraftproduksjon og elektrisk drift), og samle inn relevante data. Under testen må hastigheten på pumpemotoren være konstant og reguleres av DCS500.
2.4 strømningskalibrering
Systemet er utstyrt med to strømningskorreksjonstanker for kalibrering av strømningsmålerne i systemet. Før kalibrering må du først bestemme den markerte strømningsverdien, deretter starte vannpumpemotoren, og kontinuerlig justere rotasjonshastigheten til vannpumpemotoren. Vær oppmerksom på strømningsverdien. Når strømningsverdien når ønsket verdi, må du stabilisere vannpumpemotoren ved gjeldende rotasjonshastighet (vann sirkulerer i kalibreringsrørledningen på dette tidspunktet). Still inn koblingstiden til deflektoren. Etter at driftstilstanden er stabil, slå på magnetventilen og start timingen. Samtidig bytter du vannet i rørledningen til kalibreringstanken. Når timingen er ute, kobles magnetventilen fra. Vannet byttes til kalibreringsrørledningen på dette tidspunktet, og rotasjonshastigheten til vannpumpemotoren reduseres for å stabilisere seg ved en viss hastighet. Les av relevante data. Tøm deretter vannet og kalibrer til 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 handlingen til en bestemt ventil uavhengig via tastaturet uten å være begrenset av forriglingen. Systemet bruker NAIS fjern I/O-modul, som kan få tastaturet til å fungere på forskjellige steder. Under manuell/automatisk veksling forblir ventilstatusen uendret.
Systemet bruker PLS som hovedkontroller, noe som forenkler systemet og sikrer høy pålitelighet og vedlikeholdbarhet. PROFIBUS realiserer fullstendig dataoverføring, unngår elektromagnetisk interferens og sørger for at systemet oppfyller kravene til designnøyaktighet. Datadeling mellom forskjellige enheter realiseres. Fleksibiliteten til PROFIBUS gir praktiske forhold for systemutvidelse. Systemdesignskjemaet basert på industriell feltbuss vil bli hovedstrømmen i industrielle applikasjoner.
Publisert: 24. august 2022
