Stanowisko testowe modelu turbiny hydraulicznej odgrywa ważną rolę w rozwoju technologii hydroenergetycznej. Jest to ważny sprzęt do poprawy jakości produktów hydroenergetycznych i optymalizacji wydajności jednostek. Produkcja każdego urządzenia musi najpierw opracować model urządzenia i przetestować model, symulując rzeczywiste metry ciśnienia hydroelektrowni na stanowisku testowym maszyn hydraulicznych o wysokim ciśnieniu. Jeśli wszystkie dane spełniają wymagania użytkowników, urządzenie może zostać oficjalnie wyprodukowane. Dlatego niektórzy zagraniczni producenci sprzętu hydroenergetycznego mają kilka stanowisk testowych o wysokim ciśnieniu wody, aby sprostać potrzebom różnych funkcji. Na przykład francuska firma Neyrpic ma pięć zaawansowanych stanowisk testowych o wysokiej precyzji; Hitachi i Toshiba mają pięć stanowisk testowych o ciśnieniu wody przekraczającym 50 m. Zgodnie z potrzebami produkcji duży instytut badawczy maszyn elektrycznych zaprojektował stanowisko testowe o wysokim ciśnieniu wody z pełnymi funkcjami i wysoką precyzją, które może przeprowadzać testy modelowe odpowiednio na maszynach hydraulicznych rurowych, o przepływie mieszanym, przepływie osiowym i odwracalnych, a ciśnienie wody może osiągnąć 150 m. Stanowisko testowe może dostosować się do testowania modeli jednostek pionowych i poziomych. Stanowisko testowe jest zaprojektowane z dwoma stanowiskami a i B. Gdy stanowisko a działa, instalowana jest stacja B, co może skrócić cykl testowy. A. B dwie stacje współdzielą jeden zestaw elektrycznego systemu sterowania i system testowy. Elektryczny system sterowania przyjmuje PROFIBUS jako rdzeń, NAIS fp10sh PLC jako główny sterownik, a IPC (komputer sterujący przemysłem) realizuje scentralizowane sterowanie. System przyjmuje technologię fieldbus, aby realizować zaawansowany, całkowicie cyfrowy tryb sterowania, który zapewnia niezawodność, bezpieczeństwo i łatwą konserwację systemu. Jest to system sterowania testami maszyn do oszczędzania wody o wysokim stopniu automatyzacji w Chinach. Skład systemu sterowania
Stanowisko testowe wysokiego ciśnienia wody składa się z dwóch silników pomp o mocy 550 kW i zakresie prędkości 250 ~ 1100 obr./min, które przyspieszają przepływ wody w rurociągu do mierników ciśnienia wody wymaganych przez użytkownika i utrzymują płynną pracę ciśnienia wody. Parametry biegu są monitorowane przez dynamometr. Moc silnika dynamometru wynosi 500 kW, prędkość wynosi od 300 ~ 2300 obr./min, a na stacjach A i B znajduje się jeden dynamometr. Zasada działania stanowiska testowego maszyn hydraulicznych o wysokim ciśnieniu jest pokazana na rysunku 1. System wymaga, aby dokładność sterowania silnikiem była mniejsza niż 0,5%, a MTBF był większy niż 5000 godzin. Po wielu badaniach wybrano system regulacji prędkości DCS500 wyprodukowany przez firmę * * *. DCS500 może odbierać polecenia sterujące na dwa sposoby. Jednym z nich jest odbieranie sygnałów 4 ~ 20 mA w celu spełnienia wymagań dotyczących prędkości; Drugim sposobem jest dodanie modułu PROFIBUS DP do odbioru w trybie cyfrowym, aby spełnić wymagania dotyczące prędkości. Pierwsza metoda ma proste sterowanie i niską cenę, ale będzie zakłócona w bieżącej transmisji i wpłynie na dokładność sterowania; Chociaż druga metoda jest droga, może zapewnić dokładność danych i dokładność sterowania w procesie transmisji. Dlatego system przyjmuje cztery DCS500 do sterowania odpowiednio dwoma dynamometrami i dwoma silnikami pomp wodnych. Jako stacja podrzędna PROFIBUS DP, cztery urządzenia komunikują się ze stacją główną PLC w trybie master-slave. PLC steruje uruchomieniem/zatrzymaniem dynamometru i silnika pompy wodnej, przesyła prędkość obrotową silnika do DCS500 przez PROFIBUS DP i uzyskuje stan pracy silnika i parametry z DCS500.
PLC wybiera moduł afp37911 wyprodukowany przez NAIS Europe jako stację główną, która obsługuje protokoły FMS i DP w tym samym czasie. Moduł jest stacją główną FMS, która realizuje komunikację głównego trybu głównego z IPC i systemem akwizycji danych; Jest również stacją główną DP, która realizuje komunikację master-slave z DCS500.
Wszystkie parametry dynamometru zostaną zebrane i wyświetlone na ekranie za pomocą technologii magistrali VXI (inne parametry zostaną zebrane przez firmę VXI). IPC łączy się z systemem akwizycji danych za pomocą FMS, aby zakończyć komunikację. Skład całego systemu pokazano na rysunku 2.
1.1 fieldbus PROFIBUS to standard opracowany przez 13 firm i 5 instytucji naukowo-badawczych w ramach wspólnego projektu rozwojowego. Został wymieniony w europejskiej normie en50170 i jest jednym z przemysłowych standardów fieldbus zalecanych w Chinach. Obejmuje on następujące formy:
·PROFIBUS FMS rozwiązuje ogólne zadania komunikacyjne na poziomie warsztatu, zapewnia dużą liczbę usług komunikacyjnych i wykonuje cykliczne i niecykliczne zadania komunikacyjne ze średnią prędkością transmisji. Moduł Profibus NAIS obsługuje prędkość komunikacji 1,2 mbps i nie obsługuje trybu komunikacji cyklicznej. Może komunikować się tylko z innymi stacjami głównymi FMS, używając połączenia głównego MMA niecyklicznej transmisji danych i moduł nie jest kompatybilny z FMS. Dlatego nie może używać tylko jednej formy PROFIBUS w projekcie schematu.
·PROFIBUS-DP zoptymalizowane szybkie i tanie połączenie komunikacyjne jest przeznaczone do komunikacji między systemem automatycznego sterowania a zdecentralizowanym wejściem/wyjściem na poziomie sprzętu. Ponieważ DP i FMS przyjmują ten sam protokół komunikacyjny, mogą współistnieć w tym samym segmencie sieci. Pomiędzy NAIS a, msaz niecykliczna transmisja danych połączenie master-slave stacja podrzędna nie komunikuje się aktywnie.
·PROFIBUS PA standardowa technologia transmisji iskrobezpiecznej specjalnie zaprojektowana do automatyzacji procesów realizuje procedury komunikacyjne określone w iec1158-2 na okazje o wysokich wymaganiach bezpieczeństwa i stacje zasilane przez magistralę. Medium transmisyjne używane w systemie to skrętka ekranowana miedzią protokół komunikacyjny to RS485, a szybkość komunikacji wynosi 500 kbps. Zastosowanie przemysłowej magistrali polowej zapewnia gwarancję bezpieczeństwa i niezawodności systemu.
1.2 Komputer sterujący przemysłowy IPC
Górny komputer sterujący przemysłem przyjmuje przemysłowy komputer sterujący Taiwan Advantech działający na systemie operacyjnym stacji roboczej Windows NT4 0 Oprogramowanie do konfiguracji przemysłowej WinCC firmy Siemens służy do wyświetlania informacji o stanie pracy systemu na dużym ekranie i graficznego przedstawiania przepływu i zablokowania rurociągu. Wszystkie dane są przesyłane z PLC przez PROFIBUS. IPC jest wewnętrznie wyposażony w kartę sieciową Profiboard wyprodukowaną przez niemiecką firmę Softing, która jest specjalnie zaprojektowana dla PROFIBUS. Za pomocą oprogramowania konfiguracyjnego dostarczonego przez Softing można ukończyć tworzenie sieci, można ustanowić relację komunikacji sieciowej Cr (relację komunikacyjną) i słownik obiektów OD (słownik obiektów). WINCC jest produkowany przez firmę Siemens. Obsługuje on tylko bezpośrednie połączenie z PLC S5 / S7 firmy i może komunikować się tylko z innymi PLC za pośrednictwem technologii DDE dostarczanej przez system Windows. Firma Softing dostarcza oprogramowanie serwera DDE w celu realizacji komunikacji PROFIBUS z WinCC.
1.3 Sterownik PLC
Wybrano spółkę Fp10sh firmy NAIS jako PLC.
2 funkcje układu sterowania
Oprócz sterowania dwoma silnikami pompy wodnej i dwoma dynamometrami, system sterowania musi również sterować 28 zaworami elektrycznymi, 4 silnikami ciężarowymi, 8 silnikami pompy olejowej, 3 silnikami pompy próżniowej, 4 silnikami pompy spustowej oleju i 2 zaworami elektromagnetycznymi smarowania. Kierunek przepływu i przepływ wody są kontrolowane poprzez przełącznik zaworów, aby spełnić wymagania testowe użytkowników.
2.1 stała wysokość podnoszenia
Dostosuj prędkość pompy wodnej: ustabilizuj ją na określonej wartości, a ciśnienie wody jest w tym momencie pewne; Dostosuj prędkość dynamometru do określonej wartości i zbierz odpowiednie dane po ustabilizowaniu się warunków pracy przez 2 ~ 4 minuty. Podczas testu wymagane jest utrzymanie ciśnienia wody na niezmienionym poziomie. Na silniku pompy wodnej umieszczono dysk kodowy w celu zebrania prędkości silnika, tak aby DCS500 tworzył sterowanie w pętli zamkniętej. Prędkość pompy wodnej jest wprowadzana za pomocą klawiatury IPC.
2.2 stała prędkość
Dostosuj prędkość dynamometru, aby ustabilizować ją na określonej wartości. W tym momencie prędkość dynamometru jest stała; Dostosuj prędkość pompy do określonej wartości (tj. dostosuj głowicę) i zbierz odpowiednie dane po ustabilizowaniu się warunków pracy przez 2 ~ 4 minuty. DCS500 tworzy zamkniętą pętlę dla prędkości dynamometru, aby ustabilizować prędkość dynamometru.
2.3 test ucieczki
Dostosuj prędkość dynamometru do określonej wartości i utrzymuj prędkość dynamometru bez zmian dostosuj prędkość pompy wodnej, aby moment obrotowy wyjściowy dynamometru był bliski zeru (w tych warunkach pracy dynamometr działa w celu generowania energii i pracy elektrycznej) i zbierz odpowiednie dane. Podczas testu prędkość silnika pompy wodnej musi pozostać niezmieniona i regulowana przez DCS500.
2.4 kalibracja przepływu
System jest wyposażony w dwa zbiorniki korekcji przepływu do kalibracji przepływomierza w systemie. Przed kalibracją najpierw określ oznaczoną wartość przepływu, a następnie uruchom silnik pompy wodnej i stale reguluj prędkość silnika pompy wodnej. W tym momencie zwróć uwagę na wartość przepływu. Gdy wartość przepływu osiągnie wymaganą wartość, ustabilizuj silnik pompy wodnej przy aktualnej prędkości (w tym czasie woda krąży w rurociągu kalibracyjnym). Ustaw czas przełączania deflektora. Po ustabilizowaniu się warunków pracy włącz zawór elektromagnetyczny, rozpocznij odmierzanie czasu i jednocześnie przełącz wodę w rurociągu do zbiornika korekcyjnego. Po upływie czasu odmierzania czasu zawór elektromagnetyczny zostanie odłączony. W tym momencie woda zostanie ponownie przełączona do rurociągu kalibracyjnego. Zmniejsz prędkość silnika pompy wodnej, ustabilizuj ją przy określonej prędkości i odczytaj odpowiednie dane. Następnie spuść wodę i skalibruj następny punkt.
2,5 przełączanie ręczne/automatyczne bez zakłóceń
Aby ułatwić konserwację i debugowanie systemu, zaprojektowano klawiaturę ręczną. Operator może niezależnie sterować działaniem zaworu za pomocą klawiatury, co nie jest ograniczone przez blokowanie. System przyjmuje zdalny moduł I/O NAIS, który może sprawić, że klawiatura będzie działać w różnych miejscach. Podczas przełączania ręcznego/automatycznego stan zaworu pozostaje niezmieniony.
System przyjmuje PLC jako główny sterownik, co upraszcza system i zapewnia wysoką niezawodność i łatwą konserwację systemu; PROFIBUS realizuje pełną transmisję danych, unika zakłóceń elektromagnetycznych i sprawia, że system spełnia wymagania dotyczące dokładności projektu; Realizowane jest udostępnianie danych między różnymi urządzeniami; Elastyczność PROFIBUS zapewnia dogodne warunki do rozbudowy systemu. Schemat projektu systemu z przemysłowym fieldbus jako rdzeniem stanie się głównym nurtem zastosowań przemysłowych.
Czas publikacji: 17-02-2022
