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. Do produkcji dowolnego urządzenia uruchamiającego, model urządzenia uruchamiającego musi zostać najpierw opracowany, a model może zostać przetestowany poprzez symulację rzeczywistego miernika ciśnienia hydroelektrowni na stanowisku testowym maszyn hydraulicznych o wysokim ciśnieniu. Jeśli wszystkie dane spełniają wymagania użytkownika, urządzenie uruchamiające może zostać formalnie wyprodukowane. Dlatego niektórzy znani producenci sprzętu hydroenergetycznego za granicą mają kilka stanowisk testowych o wysokim ciśnieniu, które spełniają potrzeby różnych funkcji, takich jak pięć zaawansowanych, wysoce precyzyjnych stanowisk testowych modeli francuskiej firmy nyrpic; Hitachi i Toshiba mają po pięć stanowisk testowych modeli o ciśnieniu wody powyżej 50 m. Zgodnie z potrzebami produkcji, duży instytut badawczy maszyn elektrycznych zaprojektował stanowisko testowe o wysokim ciśnieniu wody z pełnymi funkcjami i wysoką dokładnością, które może przeprowadzać testy modelowe odpowiednio na maszynach hydraulicznych rurowych, o przepływie mieszanym, przepływie osiowym i odwracalnych. 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 kontroler, a IPC (komputer sterujący przemysłem) realizuje scentralizowane sterowanie. System przyjmuje technologię magistrali polowej, aby zrealizować zaawansowany, w pełni cyfrowy tryb sterowania, który zapewnia niezawodność, bezpieczeństwo i łatwą konserwację systemu. Jest to hydrauliczny system sterowania testem maszyn o wysokim stopniu automatyzacji w Chinach. Skład systemu sterowania
Stanowisko testowe wysokiego ciśnienia wody składa się z dwóch silników pomp o mocy zainstalowanej 550 kW i zakresie prędkości obrotowej 250-1100 obr./min w celu przyspieszenia przepływu wody w rurociągu do wymaganego przez użytkownika miernika ciśnienia wody i utrzymania płynnej pracy ciśnienia wody. Parametry wirnika są monitorowane przez dynamometr. Moc silnika dynamometru wynosi 500 kW, a prędkość obrotowa wynosi od 300 do 2300 obr./min. Na stanowisku A i stanowisku B znajduje się jeden dynamometr. Zasada działania stanowiska testowego maszyn hydraulicznych o wysokim ciśnieniu wody jest przedstawiona na rys. 1. System wymaga, aby dokładność sterowania silnikiem była mniejsza niż 0,5%, a średni czas między awariami (MTTF) był większy niż 5000 godzin. Po wielu badaniach wybrano system sterowania prędkością DCS500. DCS500 może odbierać polecenia sterujące na dwa sposoby, jeden polega na odbieraniu sygnałów 4-20 mA w celu spełnienia wymagań dotyczących prędkości; Innym sposobem jest dodanie modułu PROFIBUS DP, aby spełnić wymagania prędkości poprzez odbiór w trybie cyfrowym. Pierwsza metoda jest prosta i tania, ale będzie zakłócać bieżącą transmisję, wpływając na dokładność sterowania; Chociaż drugi tryb jest drogi, może zapewnić dokładność danych w procesie transmisji i dokładność sterowania. Dlatego system wykorzystuje 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, przesyła prędkość obrotową silnika do DCS500 przez PROFIBUS DP i uzyskuje stan pracy silnika oraz parametry z DCS500, a następnie przesyła je do górnego IPC przez PROFIBUS FMS w celu realizacji monitorowania w czasie rzeczywistym.
PLC wybiera moduł afp37911 wyprodukowany przez NAIS Europe jako stację główną, która obsługuje protokoły FMS i DP w tym samym czasie. Ten moduł jest stacją główną FMS i komunikuje się z IPC i systemem akwizycji danych w trybie master-master; Jest również stacją główną DP, która realizuje komunikację master-slave z DCS500.
System akwizycji danych wykorzystuje technologię magistrali VXI do zbierania różnych parametrów dynamometru i wyświetlania ich na dużym ekranie oraz formowania * * * wyników w tabelach i wykresach (część ta jest uzupełniana przez inne firmy). IPC komunikuje się z systemem akwizycji danych za pośrednictwem FMS. Skład całego systemu pokazano na rys. 2.
1.1 fieldbus PROFIBUS PROFIBUS to standard opracowany przez 13 firm, takich jak Siemens i AEC, oraz 5 instytucji naukowo-badawczych w ramach wspólnego projektu rozwojowego. Został wymieniony w europejskiej normie en50170 i jest jednym z zalecanych przemysłowych standardów fieldbus w Chinach. Obejmuje on następujące formy:
·PROFIBUS FMS rozwiązuje ogólne zadania komunikacyjne na poziomie warsztatu zapewnia dużą liczbę usług komunikacyjnych wykonuje cykliczne i niecykliczne zadania komunikacyjne ze średnią prędkością transmisji. Moduł Profibus NAIS obsługuje * * * szybkość komunikacji 1,2 mbps i nie obsługuje trybu komunikacji cyklicznej może używać tylko MMA niecyklicznej transmisji danych połączenia master komunikacji z innymi stacjami master FMS i ten moduł nie jest kompatybilny z PROFIBUS FMS firmy * * * dlatego też jedna forma PROFIBUS nie może być używana podczas projektowania schematu.
·PROFIBUS PA standardowa technologia transmisji iskrobezpiecznej specjalnie zaprojektowana do automatyzacji procesów realizuje protokół komunikacyjny określony w iec1158-2 i jest stosowana w miejscach o wysokich wymaganiach bezpieczeństwa i stacjach zasilanych przez magistralę. Medium transmisyjne używane w systemie to miedziana skrętka ekranowana 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 przemysłowy przyjmuje przemysłowy komputer sterujący Advantech z Tajwanu działa w systemie operacyjnym stacji roboczej Windows NT4.0 przyjmuje oprogramowanie do konfiguracji przemysłowej WinCC firmy Siemens duży ekran wyświetla warunki pracy i informacje o ofertach systemu oraz graficznie pokazuje przepływ rurociągu i warunki blokowania. Wszystkie dane są przesyłane przez PLC za pośrednictwem 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 komunikacji) i można ustanowić 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 programistyczna dostarcza oprogramowanie serwera DDE w celu realizacji komunikacji PROFIBUS z WinCC.
１．３Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością
Wybrano spółkę Fp10sh firmy NAIS jako PLC.
(2) funkcja 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 przez przełącznik zaworu, aby spełnić wymagania testowe użytkowników.
2.1 stała wysokość podnoszenia Dostosuj prędkość obrotową pompy wodnej: ustabilizuj ją na określonej wartości, a wysokość podnoszenia wody jest w tym czasie stała; Dostosuj prędkość dynamometru do określonej wartości. Po ustabilizowaniu się warunków pracy przez 2-4 minuty zbierz odpowiednie dane. Podczas testu wymagane jest utrzymanie niezmienionej wysokości podnoszenia wody. Na silniku pompy umieszczono dysk kodowy w celu zebrania prędkości silnika, tak aby DCS500 utworzył sterowanie w pętli zamkniętej. Prędkość pompy wodnej jest wprowadzana za pomocą klawiatury IPC.
2.2 stała prędkość
Dostosuj prędkość dynamometru, aby była stabilna przy określonej wartości, a prędkość dynamometru była 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 tak, aby moment obrotowy wyjściowy dynamometru wynosił w przybliżeniu zero (w tych warunkach pracy dynamometr działa w celu generowania energii i pracy elektrycznej) i zbierz odpowiednie dane. Podczas testu prędkość silnika pompy musi być stała i regulowana przez DCS500.
2.4 kalibracja przepływu
System jest wyposażony w dwa zbiorniki korekcji przepływu do kalibracji przepływomierzy w systemie. Przed kalibracją najpierw określ oznaczoną wartość przepływu, a następnie uruchom silnik pompy wodnej i stale reguluj prędkość obrotową silnika pompy wodnej. W tym momencie zwróć uwagę na wartość przepływu. Gdy wartość przepływu osiągnie wymaganą wartość, ustabilizuj silnik pompy wodnej przy bieżącej prędkości obrotowej (w tym czasie woda krąży w rurociągu kalibracyjnym). Ustaw czas przełączania deflektora. Po ustabilizowaniu się warunków pracy włącz zawór elektromagnetyczny i rozpocznij odmierzanie czasu. Jednocześnie przełącz wodę w rurociągu do zbiornika kalibracyjnego. Po upływie czasu odmierzania czasu zawór elektromagnetyczny zostaje odłączony. W tym momencie woda zostaje przełączona do rurociągu kalibracyjnego, a prędkość obrotowa silnika pompy wodnej zostaje zmniejszona, aby ustabilizować się na określonej prędkości. 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 określonego zaworu za pomocą klawiatury, bez ograniczeń wynikających z blokowania. System przyjmuje zdalny moduł I/O NAIS, który umożliwia działanie klawiatury 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 łatwość konserwacji systemu; PROFIBUS realizuje pełną transmisję danych, unika zakłóceń elektromagnetycznych i sprawia, że system spełnia wymagania dotyczące dokładności projektu; Udostępnianie danych między różnymi urządzeniami jest realizowane; Elastyczność PROFIBUS zapewnia dogodne warunki rozbudowy systemu. Schemat projektowania systemu oparty na przemysłowej magistrali polowej stanie się głównym nurtem zastosowań przemysłowych.
Czas publikacji: 24-08-2022
