Испытательный стенд модели гидротурбины играет важную роль в развитии гидроэнергетических технологий. Это важное оборудование для улучшения качества гидроэнергетической продукции и оптимизации производительности агрегатов. Для производства любого рабочего колеса сначала необходимо разработать модель рабочего колеса, а модель можно испытать, имитируя фактический напорный счетчик гидроэлектростанции на испытательном стенде гидравлического оборудования с высоким напором. Если все данные соответствуют требованиям пользователя, рабочее колесо может быть официально изготовлено. Поэтому некоторые известные производители гидроэнергетического оборудования за рубежом имеют несколько испытательных стендов с высоким напором, которые отвечают потребностям различных функций, например, пять современных высокоточных модельных испытательных стендов французской компании Nyrpic; Hitachi и Toshiba имеют по пять модельных испытательных стендов с напором воды более 50 м. В соответствии с потребностями производства крупный научно-исследовательский институт электромашиностроения спроектировал испытательный стенд с высоким напором воды с полным набором функций и высокой точностью, который может проводить модельные испытания трубчатых, смешанных, осевых и реверсивных гидравлических машин соответственно. Напор воды может достигать 150 м. Испытательный стенд может адаптироваться к модельным испытаниям вертикальных и горизонтальных агрегатов. Испытательный стенд спроектирован с двумя станциями a и B. когда работает станция a, устанавливается станция B, что может сократить цикл испытаний. A. B две станции совместно используют один комплект электрической системы управления и испытательной системы. Электрическая система управления использует PROFIBUS в качестве ядра, NAIS fp10sh PLC в качестве основного контроллера, а IPC (промышленный управляющий компьютер) реализует централизованное управление. Система использует технологию полевой шины для реализации усовершенствованного полностью цифрового режима управления, что обеспечивает надежность, безопасность и простоту обслуживания системы. Это система управления испытанием гидравлического оборудования с высокой степенью автоматизации в Китае. Состав системы управления
Испытательный стенд высокого напора воды состоит из двух насосных двигателей с установленной мощностью 550 кВт и диапазоном скоростей вращения 250-1100 об/мин для ускорения потока воды в трубопроводе до измерителя напора воды, требуемого пользователем, и поддержания плавной работы напора воды. Параметры бегуна контролируются динамометром. Мощность двигателя динамометра составляет 500 кВт, а скорость вращения составляет от 300 до 2300 об/мин. На станции А и станции В имеется по одному динамометру. Принцип испытательного стенда гидравлического оборудования высокого напора показан на рис. 1. Система требует, чтобы точность управления двигателем была менее 0,5%, а среднее время между отказами (MTTF) было больше 5000 часов. После долгих исследований была выбрана система управления скоростью постоянного тока DCS500. DCS500 может получать команды управления двумя способами: один - получать сигналы 4-20 мА для удовлетворения требований к скорости; Другой способ — добавить модуль PROFIBUS DP для удовлетворения требований к скорости путем приема в цифровом режиме. Первый метод прост и дешев, но он будет мешать текущей передаче, что повлияет на точность управления; хотя второй режим и дорогой, он может обеспечить точность данных в процессе передачи и точность управления. Поэтому система использует четыре DCS500 для управления двумя динамометрами и двумя двигателями водяных насосов соответственно. В качестве подчиненной станции PROFIBUS DP четыре устройства взаимодействуют с ПЛК главной станции в режиме «ведущий-ведомый». ПЛК управляет пуском/остановкой динамометра и двигателя насоса, передает скорость работы двигателя в DCS500 через PROFIBUS DP и получает состояние работы двигателя и параметры от DCS500 и передает их на верхний IPC через PROFIBUS FMS для реализации мониторинга в реальном времени.
ПЛК выбирает модуль afp37911 производства NAIS Europe в качестве главной станции, которая одновременно поддерживает протоколы FMS и DP. Этот модуль является главной станцией FMS и взаимодействует с IPC и системой сбора данных в режиме главного ведущего; он также является главной станцией DP, которая реализует связь главный-ведомый с DCS500.
Система сбора данных использует технологию шины VXI для сбора различных параметров динамометра и отображения их на большом экране, а также для формирования * * * результатов в таблицы и графики (эта часть выполняется другими компаниями). IPC взаимодействует с системой сбора данных через FMS. Состав всей системы показан на рис. 2.
1.1 fieldbus PROFIBUS PROFIBUS — это стандарт, разработанный 13 компаниями, такими как Siemens и AEC, и 5 научно-исследовательскими институтами в рамках совместного проекта разработки. Он был включен в европейский стандарт en50170 и является одним из рекомендуемых промышленных стандартов fieldbus в Китае. Он включает в себя следующие формы:
·PROFIBUS FMS решает общие задачи связи на уровне цеха предоставляет большое количество услуг связи выполняет задачи циклической и нециклической связи со средней скоростью передачи. Модуль Profibus NAIS поддерживает * * * скорость связи 1,2 Мбит/с и не поддерживает режим циклической связи он может использовать только MMA нециклическую передачу данных главное соединение связь с другими главными станциями FMS и этот модуль несовместим с PROFIBUS FMS * * * компании поэтому одна форма PROFIBUS не может использоваться во время проектирования схемы.
·PROFIBUS PA стандартная искробезопасная технология передачи данных, специально разработанная для автоматизации процессов реализует протокол связи, указанный в IEC1158-2 и используется в местах с высокими требованиями к безопасности и станциях, питаемых от шины. Среда передачи данных, используемая в системе, — это медная экранированная витая пара протокол связи — RS485 , а скорость связи составляет 500 кбит/с. Применение промышленной полевой шины гарантирует безопасность и надежность системы.
1.2 Промышленный управляющий компьютер IPC
Верхний промышленный управляющий компьютер использует промышленный управляющий компьютер Advantech из Тайваня работает под управлением операционной системы Windows NT4.0 для рабочих станций использует программное обеспечение промышленной конфигурации WinCC от Siemens большой экран отображает рабочие условия и информацию о котировках системы, а также графически показывает поток трубопровода и условия блокировки. Все данные передаются ПЛК через PROFIBUS. IPC внутренне оснащен сетевой картой Profiboard, произведенной немецкой компанией Softing, которая специально разработана для PROFIBUS. С помощью программного обеспечения для конфигурации, предоставленного Softing, можно выполнить сетевое взаимодействие, установить сетевое коммуникационное отношение Cr (коммуникационное отношение) и словарь объектов OD (словарь объектов). WINCC производится Siemens. Он поддерживает только прямое соединение с ПЛК S5 / S7 компании и может взаимодействовать с другими ПЛК только через технологию DDE, предоставляемую Windows. Компания-разработчик программного обеспечения предоставляет программное обеспечение сервера DDE для реализации связи PROFIBUS с WinCC.
1.3 ПЛК
В качестве PLC выбран Fp10sh компании NAIS.
(2) функция системы управления
Помимо управления двумя двигателями водяных насосов и двумя динамометрами, система управления также должна управлять 28 электрическими клапанами, 4 двигателями весов, 8 двигателями масляных насосов, 3 двигателями вакуумных насосов, 4 двигателями масляных насосов и 2 смазочными электромагнитными клапанами. Направление потока и поток воды контролируются переключателем клапана для соответствия требованиям пользователей к испытаниям.
2.1 постоянный напор Отрегулируйте скорость вращения водяного насоса: сделайте ее стабильной на определенном значении, и напор воды в это время будет постоянным; Отрегулируйте скорость динамометра на определенное значение. После того, как рабочее состояние стабилизируется в течение 2-4 минут, соберите соответствующие данные. Во время испытания необходимо поддерживать напор воды неизменным. Кодовый диск помещается на двигатель насоса для сбора скорости двигателя, так что DCS500 образует замкнутый контур управления. Скорость водяного насоса вводится с клавиатуры IPC.
2.2 постоянная скорость
Отрегулируйте скорость динамометра, чтобы она стабилизировалась на определенном значении, а скорость динамометра была постоянной; Отрегулируйте скорость насоса на определенное значение (т.е. отрегулируйте напор) и соберите соответствующие данные после того, как рабочее состояние будет стабильным в течение 2-4 минут. DCS500 формирует замкнутый контур для скорости динамометра, чтобы стабилизировать скорость динамометра.
2.3 тест на разгон
Отрегулируйте скорость динамометра до определенного значения и поддерживайте ее неизменной отрегулируйте скорость водяного насоса так, чтобы выходной крутящий момент динамометра был приблизительно равен нулю (в этом рабочем состоянии динамометр работает на выработку электроэнергии и электрический режим), и соберите соответствующие данные. Во время испытания скорость двигателя насоса должна быть постоянной и регулироваться DCS500.
2.4 калибровка потока
Система оснащена двумя баками коррекции расхода для калибровки расходомеров в системе. Перед калибровкой сначала определите отмеченное значение расхода, затем запустите двигатель водяного насоса и непрерывно регулируйте скорость вращения двигателя водяного насоса. В это время обратите внимание на значение расхода. Когда значение расхода достигнет требуемого значения, стабилизируйте двигатель водяного насоса на текущей скорости вращения (в это время вода циркулирует в калибровочном трубопроводе). Установите время переключения дефлектора. После того, как рабочее состояние стабилизируется, включите электромагнитный клапан и начните отсчет времени. В это же время переключите воду в трубопроводе на калибровочный бак. Когда время отсчета времени истечет, электромагнитный клапан отключится. В это время вода переключается на калибровочный трубопровод, а скорость вращения двигателя водяного насоса снижается для стабилизации на определенной скорости. Считайте соответствующие данные. Затем слейте воду и откалибруйте следующую точку.
2.5 ручное / автоматическое переключение без помех
Для облегчения обслуживания и отладки системы, для системы разработана ручная клавиатура. Оператор может управлять действием определенного клапана независимо через клавиатуру, не будучи ограниченным блокировкой. Система использует модуль удаленного ввода-вывода NAIS, который может заставить клавиатуру работать в разных местах. Во время ручного/автоматического переключения состояние клапана остается неизменным.
Система использует ПЛК в качестве основного контроллера, что упрощает систему и обеспечивает ее высокую надежность и ремонтопригодность; PROFIBUS реализует полную передачу данных, избегает электромагнитных помех и обеспечивает соответствие системы требованиям точности проектирования; Реализован обмен данными между различными устройствами; Гибкость PROFIBUS обеспечивает удобные условия для расширения системы. Схема проектирования системы на основе промышленной полевой шины станет основным направлением промышленного применения.
Время публикации: 24-авг-2022
