Bancul de testare pentru turbine hidraulice joacă un rol important în dezvoltarea tehnologiei hidroenergetice. Este un echipament important pentru îmbunătățirea calității produselor hidroenergetice și optimizarea performanței unităților. Pentru producția oricărui rotor, trebuie mai întâi dezvoltat rotorul model, iar modelul poate fi testat prin simularea înălțimii reale a centralei hidroelectrice pe bancul de testare pentru mașini hidraulice cu înălțime mare. Dacă toate datele îndeplinesc cerințele utilizatorului, rotorul poate fi produs oficial. Prin urmare, unii producători de echipamente hidroenergetice renumiți din străinătate au mai multe bancuri de testare pentru înălțimi mari care satisfac nevoile diverselor funcții, cum ar fi cele cinci bancuri de testare avansate de înaltă precizie ale companiei franceze nyrpic; Hitachi și Toshiba au fiecare câte cinci bancuri de testare cu înălțimi de apă de peste 50 m. În funcție de nevoile producției, un mare institut de cercetare a mașinilor electrice a proiectat un banc de testare pentru înălțimi mari de apă cu funcții complete și precizie ridicată, care poate efectua teste pe modele de mașini hidraulice tubulare, cu flux mixt, cu flux axial și reversibile. Înălțimea apei poate ajunge la 150 m. Bancul de testare se poate adapta la testarea modelelor de unități verticale și orizontale. Bancul de testare este proiectat cu două stații A și B. Când stația A funcționează, se instalează stația B, ceea ce poate scurta ciclul de testare. Cele două stații A și B partajează un set de sisteme de control electric și un sistem de testare. Sistemul de control electric utilizează PROFIBUS ca nucleu, PLC-ul NAIS fp10sh ca controler principal, iar IPC (computer de control industrial) realizează controlul centralizat. Sistemul adoptă tehnologia magistrală de câmp pentru a realiza modul avansat de control complet digital, care asigură fiabilitatea, siguranța și întreținerea ușoară a sistemului. Este sistemul de control al testării mașinilor hidraulice cu un grad ridicat de automatizare din China. Compoziția sistemului de control
Bancul de testare pentru înălțimea mare de apă este compus din două motoare de pompă cu o putere instalată de 550 kW și o viteză de rotație cuprinsă între 250-1100 r/min pentru a accelera debitul apei în conductă către contorul de înălțime de apă necesar utilizatorului și pentru a menține înălțimea de apă în funcțiune fără probleme. Parametrii rotorului sunt monitorizați de către dinamometru. Puterea motorului dinamometrului este de 500 kW, iar viteza de rotație este între 300 și 2300 r/min. Există câte un dinamometru la stația A și la stația B. Principiul bancului de testare pentru mașini hidraulice cu înălțime mare de apă este prezentat în Fig. 1. Sistemul necesită ca precizia de control al motorului să fie mai mică de 0,5%, iar timpul mediu între defecțiuni (MTTF) să fie mai mare de 5000 de ore. După numeroase cercetări, a fost selectat sistemul de control al vitezei în curent continuu DCS500. DCS500 poate primi comenzi de control în două moduri: unul este de a primi semnale de 4-20 mA pentru a îndeplini cerințele de viteză; Cealaltă metodă este adăugarea unui modul PROFIBUS DP pentru a îndeplini cerința de viteză prin recepționarea în mod digital. Prima metodă este simplă și ieftină, dar va interfera cu transmisia curentă, afectând precizia controlului; deși al doilea mod este scump, poate asigura acuratețea datelor în procesul de transmisie și precizia controlului. Prin urmare, sistemul utilizează patru DCS500 pentru a controla două dinamometre și, respectiv, două motoare de pompe de apă. Ca stație slave PROFIBUS DP, cele patru dispozitive comunică cu PLC-ul stației master în modul master-slave. PLC-ul controlează pornirea/oprirea dinamometrului și a motorului pompei, transmite viteza de funcționare a motorului către DCS500 prin PROFIBUS DP și obține starea de funcționare a motorului și parametrii de la DCS500 și îi transmite către IPC-ul superior prin PROFIBUS FMS pentru a realiza monitorizare în timp real.
PLC-ul selectează modulul afp37911 produs de NAIS Europe ca stație master, care suportă simultan protocoalele FMS și DP. Acest modul este stația principală a FMS și comunică cu IPC și sistemul de achiziție de date în modul master master; este, de asemenea, o stație master DP, care realizează comunicarea master-slave cu DCS500.
Sistemul de achiziție a datelor adoptă tehnologia magistrală VXI pentru a colecta diverși parametri ai dinamometrului și a-i afișa pe ecranul mare, formând rezultatele în tabele și grafice (această parte este completată de alte companii). IPC comunică cu sistemul de achiziție a datelor prin FMS. Compoziția întregului sistem este prezentată în Fig. 2.
1.1 magistrală de câmp PROFIBUS PROFIBUS este un standard dezvoltat de 13 companii, precum Siemens și AEC, și 5 institute de cercetare științifică în cadrul unui proiect comun de dezvoltare. A fost inclus în standardul european en50170 și este unul dintre standardele recomandate pentru magistrale de câmp industriale în China. Acesta include următoarele forme:
·PROFIBUS FMS rezolvă sarcinile generale de comunicare la nivel de atelier oferă un număr mare de servicii de comunicație finalizează sarcinile de comunicare ciclice și neciclice cu o viteză medie de transmisie. Modulul Profibus al NAIS acceptă o rată de comunicație * * * de 1,2 Mbps și nu acceptă modul de comunicare ciclică poate utiliza doar MMA transmisie de date neciclică conexiune master comunicare cu alte stații master FMS iar acest modul nu este compatibil cu PROFIBUS FMS al unei * * * companii prin urmare, o formă de PROFIBUS nu poate fi utilizată în timpul proiectării schemei.
·PROFIBUS PA este tehnologia standard de transmisie cu siguranță intrinsecă, special concepută pentru automatizarea proceselor realizează protocolul de comunicație specificat în IEC 1158-2 și este utilizată în locuri cu cerințe ridicate de siguranță și în stații alimentate de magistrală. Mediul de transmisie utilizat în sistem este un cablu pereche răsucit ecranat din cupru , protocolul de comunicație este RS485 , iar rata de comunicație este de 500 kbps. Aplicarea magistralei de câmp industriale oferă garanție pentru siguranța și fiabilitatea sistemului.
1.2 Calculator de control industrial IPC
Calculatorul de control industrial superior adoptă computerul de control industrial Advantech din Taiwan care rulează sistemul de operare Windows NT4.0 pentru stații de lucru și adoptă software-ul de configurare industrială WinCC de la Siemens �. Ecranul mare afișează condițiile de funcționare și informațiile despre cotații ale sistemului și prezintă grafic fluxul și condițiile de blocare din conductă. Toate datele sunt transmise de PLC prin PROFIBUS. IPC-ul este echipat intern cu o placă de rețea Profiboard produsă de compania germană Softing, special concepută pentru PROFIBUS. Prin intermediul software-ului de configurare furnizat de Softing, se poate realiza conectarea la rețea, se poate stabili o relație de comunicare în rețea Cr (relație de comunicare) și se poate stabili un dicționar de obiecte OD (dicționar de obiecte). WINCC este produs de Siemens. Acesta acceptă doar conexiune directă cu PLC-urile S5/S7 ale companiei și poate comunica cu alte PLC-uri doar prin tehnologia DDE furnizată de Windows. Compania de software oferă software de server DDE pentru a realiza comunicarea PROFIBUS cu WinCC.
1.3 PLC
Fp10sh al companiei NAIS este selectat ca PLC.
(2) funcția sistemului de control
Pe lângă controlul a două motoare de pompă de apă și a două dinamometre, sistemul de control trebuie să controleze și 28 de electrovalve, 4 motoare de greutate, 8 motoare de pompă de ulei, 3 motoare de pompă de vid, 4 motoare de pompă de refulare a uleiului și 2 electrovalve de lubrifiere. Direcția de curgere și debitul apei sunt controlate de comutatorul valvei pentru a îndeplini cerințele de testare ale utilizatorilor.
2.1 înălțime de pompare constantă Reglați viteza de rotație a pompei de apă: stabilizați-o la o anumită valoare, astfel încât înălțimea de pompare să fie constantă în acest moment; Reglați viteza dinamometrului la o anumită valoare. După ce condițiile de funcționare sunt stabile timp de 2-4 minute, colectați datele relevante. În timpul testului, este necesar să mențineți înălțimea de pompare neschimbată. Un disc de cod este plasat pe motorul pompei pentru a colecta viteza motorului, astfel încât DCS500 să formeze un control în buclă închisă. Viteza pompei de apă este introdusă prin tastatura IPC.
2.2 viteză constantă
Reglați viteza dinamometrului pentru a o stabiliza la o anumită valoare, iar viteza dinamometrului rămâne constantă; Reglați viteza pompei la o anumită valoare (adică reglați înălțimea de pompare) și colectați datele relevante după ce condițiile de funcționare sunt stabile timp de 2-4 minute. DCS500 formează o buclă închisă pentru viteza dinamometrului pentru a stabiliza viteza dinamometrului.
2.3 test de fugă
Reglați viteza dinamometrului la o anumită valoare și mențineți viteza dinamometrului neschimbată. Reglați viteza pompei de apă astfel încât cuplul de ieșire al dinamometrului să fie aproximativ zero (în aceste condiții de funcționare, dinamometrul funcționează pentru generarea de energie și funcționarea electrică) și colectați datele relevante. În timpul testului, viteza motorului pompei trebuie să fie constantă și reglată de DCS500.
2.4 calibrarea debitului
Sistemul este echipat cu două rezervoare de corecție a debitului pentru calibrarea debitmetrelor din sistem. Înainte de calibrare, determinați mai întâi valoarea debitului marcată, apoi porniți motorul pompei de apă și reglați continuu viteza de rotație a motorului pompei de apă. În acest moment, acordați atenție valorii debitului. Când valoarea debitului atinge valoarea necesară, stabilizați motorul pompei de apă la viteza de rotație curentă (în acest moment, apa circulă în conducta de calibrare). Setați timpul de comutare al deflectorului. După ce condițiile de funcționare sunt stabile, porniți electrovalva și porniți temporizarea. În același timp, comutați apa din conductă către rezervorul de calibrare. Când timpul de temporizare a expirat, electrovalva este deconectată. În acest moment, apa este comutată către conducta de calibrare, iar viteza de rotație a motorului pompei de apă este redusă pentru a se stabiliza la o anumită viteză. Citiți datele relevante. Apoi, goliți apa și calibrați punctul următor.
2.5 comutare manuală / automată neperturbată
Pentru a facilita întreținerea și depanarea sistemului, este proiectată o tastatură manuală. Operatorul poate controla acțiunea unei anumite valve independent prin intermediul tastaturii, fără a fi constrâns de interblocare. Sistemul adoptă modulul NAIS I/O de la distanță, care poate face ca tastatura să funcționeze în diferite locuri. În timpul comutării manuale/automate, starea valvei rămâne neschimbată.
Sistemul adoptă PLC ca și controler principal, ceea ce simplifică sistemul și asigură o fiabilitate și o mentenabilitate ridicate ale sistemului; PROFIBUS realizează o transmisie completă a datelor, evită interferențele electromagnetice și face ca sistemul să îndeplinească cerințele de precizie de proiectare; Se realizează partajarea datelor între diferite dispozitive; Flexibilitatea PROFIBUS oferă condiții convenabile pentru extinderea sistemului. Schema de proiectare a sistemului bazată pe magistrala de câmp industrială va deveni principala aplicație industrială.
Data publicării: 24 august 2022
