Preskusna miza za modele hidravličnih turbin igra pomembno vlogo pri razvoju hidroenergetske tehnologije. Je pomembna oprema za izboljšanje kakovosti hidroenergetskih izdelkov in optimizacijo delovanja enot. Za proizvodnjo katerega koli tekača je treba najprej razviti model tekača in ga preizkusiti s simulacijo dejanskih merilnikov tlaka hidroelektrarne na preskusni mizi za visokotlačne hidravlične stroje. Če vsi podatki ustrezajo zahtevam uporabnikov, se lahko tekač uradno proizvede. Zato imajo nekateri tuji proizvajalci hidroenergetske opreme več preskusnih miz za visokotlačne modele, ki ustrezajo potrebam različnih funkcij. Na primer, francosko podjetje Neyrpic ima pet naprednih visoko natančnih preskusnih miz za modele; Hitachi in Toshiba imata pet preskusnih miz za modele z vodnim tlakom več kot 50 m. Glede na potrebe proizvodnje je velik raziskovalni inštitut za električne stroje zasnoval preskusno mizo za visokotlačne modele s polno funkcionalnostjo in visoko natančnostjo, ki lahko izvaja modelne preskuse na cevnih, mešanih, aksialnih in reverzibilnih hidravličnih strojih, pri čemer lahko vodni tlak doseže 150 m. Preskusna miza se lahko prilagodi modelnim preskusom vertikalnih in horizontalnih enot. Preskusna miza je zasnovana z dvema postajama a in B. Ko postaja a deluje, je nameščena postaja B, kar lahko skrajša preskusni cikel. A. B Dve postaji si delita en komplet električnega krmilnega sistema in preskusnega sistema. Električni krmilni sistem uporablja PROFIBUS kot jedro, NAIS fp10sh PLC kot glavni krmilnik in IPC (industrijski krmilni računalnik) izvaja centralizirano krmiljenje. Sistem uporablja tehnologijo fieldbus za uresničitev naprednega popolnoma digitalnega načina krmiljenja, ki zagotavlja zanesljivost, varnost in enostavno vzdrževanje sistema. Gre za sistem za krmiljenje preskusnih strojev za varčevanje z vodo z visoko stopnjo avtomatizacije na Kitajskem. Sestava krmilnega sistema
Preskusna miza za visok vodni tlak je sestavljena iz dveh motorjev črpalke z močjo 550 kW in razponom hitrosti od 250 do 1100 vrt/min, ki pospešujeta pretok vode v cevovodu do merilnikov vodnega tlaka, ki jih zahteva uporabnik, in zagotavljata nemoten tek vodnega tlaka. Parametre tekača spremlja dinamometer. Moč motorja dinamometra je 500 kW, hitrost je med 300 in 2300 vrt/min, na postajah a in B pa je en dinamometer. Načelo preskusne mize za visok vodni tlak hidravličnih strojev je prikazano na sliki 1. Sistem zahteva, da je natančnost krmiljenja motorja manjša od 0,5 %, MTBF pa večji od 5000 ur. Po številnih raziskavah je bil izbran sistem za regulacijo hitrosti DC DCS500, ki ga je izdelalo podjetje * * *. DCS500 lahko sprejema krmilne ukaze na dva načina. Prvi je sprejemanje signalov 4 ~ 20 mA za izpolnjevanje zahtev glede hitrosti; Druga možnost je dodajanje modula PROFIBUS DP za sprejem v digitalnem načinu, da se izpolnijo zahteve glede hitrosti. Prva metoda ima preprosto upravljanje in nizko ceno, vendar bo pri prenosu toka prišlo do motenj in vplivala na natančnost upravljanja; čeprav je druga metoda draga, lahko zagotovi natančnost podatkov in natančnost upravljanja med prenosom. Zato sistem uporablja štiri naprave DCS500 za upravljanje dveh dinamometrov oziroma dveh motorjev vodne črpalke. Kot podrejena postaja PROFIBUS DP te štiri naprave komunicirajo z glavno postajo PLC v načinu master-slave. PLC nadzoruje zagon/ustavitev dinamometra in motorja vodne črpalke, prenaša podatke o hitrosti delovanja motorja v DCS500 prek PROFIBUS DP in od DCS500 pridobiva stanje delovanja in parametre motorja.
PLC izbere modul afp37911, ki ga proizvaja NAIS Europe, kot glavno postajo, ki hkrati podpira protokola FMS in DP. Modul je glavna postaja FMS, ki uresničuje glavno komunikacijo z IPC in sistemom za zajem podatkov; je tudi glavna postaja DP, ki uresničuje komunikacijo med glavnim in podrejenim sistemom z DCS500.
Vsi parametri dinamometra bodo zbrani in prikazani na zaslonu prek tehnologije VXI Bus (druge parametre bo zbralo podjetje VXI). IPC se s sistemom za zajemanje podatkov poveže prek FMS za dokončanje komunikacije. Sestava celotnega sistema je prikazana na sliki 2.
1.1 Fieldbus PROFIBUS je standard, ki ga je v skupnem razvojnem projektu oblikovalo 13 podjetij in 5 znanstvenoraziskovalnih ustanov. Naveden je v evropskem standardu en50170 in je eden od industrijskih standardov Fieldbus, ki jih priporoča Kitajska. Vključuje naslednje oblike:
·PROFIBUS FMS rešuje splošne komunikacijske naloge na ravni delavnice, zagotavlja veliko število komunikacijskih storitev in opravlja ciklične in neciklične komunikacijske naloge s srednjo hitrostjo prenosa. Modul Profibus sistema NAIS podpira komunikacijsko hitrost 1,2 Mbps in ne podpira cikličnega načina komunikacije. Z drugimi glavnimi postajami FMS lahko komunicira le z uporabo MMA �neciklični prenos podatkov �glavna povezava � in modul ni združljiv s FMS. Zato pri načrtovanju sheme ne more uporabljati samo ene oblike PROFIBUS-a.
·PROFIBUS-DP optimizirana visokohitrostna in poceni komunikacijska povezava je zasnovana za komunikacijo med avtomatskim krmilnim sistemom in decentraliziranimi V/I-sistemi na ravni opreme. Ker DP in FMS uporabljata isti komunikacijski protokol, lahko sobivata v istem omrežnem segmentu. Med NAIS in msaz neciklični prenos podatkov povezava med glavno in podrejeno postajo podrejena postaja ne komunicira aktivno.
·PROFIBUS PA standardna lastno varna prenosna tehnologija, posebej zasnovana za avtomatizacijo procesov uresničuje komunikacijske postopke, določene v standardu IEC1158-2 za primere z visokimi varnostnimi zahtevami in postaje, ki jih napaja vodilo. Prenosni medij, uporabljen v sistemu, je bakreno zaščitena zasukana parica komunikacijski protokol je RS485, hitrost komunikacije pa je 500 kbps. Uporaba industrijskega vodila Fieldbus zagotavlja varnost in zanesljivost sistema.
1.2 Industrijski krmilni računalnik IPC
Zgornji industrijski krmilni računalnik uporablja tajvanski industrijski krmilni računalnik Advantech, ki deluje na operacijskem sistemu Windows NT4.0 za delovno postajo. Za prikaz informacij o obratovalnem stanju sistema na velikem zaslonu in grafični prikaz pretoka cevovoda in blokad se uporablja programska oprema za industrijsko konfiguracijo WinCC podjetja Siemens. Vsi podatki se iz PLC-ja prenašajo prek PROFIBUS-a. IPC je notranje opremljen z omrežno kartico Profiboard nemškega proizvajalca Softing, ki je posebej zasnovana za PROFIBUS. S konfiguracijsko programsko opremo, ki jo ponuja Softing, je mogoče vzpostaviti omrežje ter vzpostaviti omrežno komunikacijsko razmerje Cr (komunikacijsko razmerje) in objektni slovar OD (objektni slovar). WINCC proizvaja Siemens. Podpira samo neposredno povezavo s PLC-ji S5/S7 podjetja in lahko komunicira samo z drugimi PLC-ji prek tehnologije DDE, ki jo zagotavlja Windows. Podjetje Softing ponuja strežniško programsko opremo DDE za realizacijo komunikacije PROFIBUS z WinCC.
1.3 PLC
Za delniško družbo je izbran Fp10sh podjetja NAIS.
2 funkciji krmilnega sistema
Poleg krmiljenja dveh motorjev vodnih črpalk in dveh dinamometrov mora krmilni sistem krmiliti tudi 28 električnih ventilov, 4 motorje z utežmi, 8 motorjev oljnih črpalk, 3 motorje vakuumskih črpalk, 4 motorje črpalk za odtok olja in 2 elektromagnetna ventila za mazanje. Smer pretoka in pretok vode se krmilita s stikalom ventilov, da se izpolnijo zahteve uporabnikov glede testiranja.
2.1 konstantna tlačna višina
Prilagodite hitrost vodne črpalke: stabilizirajte jo na določeni vrednosti, pri čemer naj bo v tem času določen vodni tlak; prilagodite hitrost dinamometra na določeno vrednost in zberite ustrezne podatke, ko se delovni pogoji stabilizirajo 2–4 minute. Med preskusom je potrebno ohranjati vodni tlak nespremenjen. Na motor vodne črpalke je nameščena kodna plošča za beleženje hitrosti motorja, tako da DCS500 tvori zaprto zanko. Hitrost vodne črpalke se vnese s tipkovnico IPC.
2.2 konstantna hitrost
Prilagodite hitrost dinamometra, da jo stabilizirate na določeni vrednosti. V tem času je hitrost dinamometra konstantna; prilagodite hitrost črpalke na določeno vrednost (tj. prilagodite tlak) in zberite ustrezne podatke, ko se delovni pogoji stabilizirajo 2–4 minute. DCS500 tvori zaprto zanko za hitrost dinamometra, da stabilizira hitrost dinamometra.
2.3 Preskus pobega
Prilagodite hitrost dinamometra na določeno vrednost in ohranite hitrost dinamometra nespremenjeno. Prilagodite hitrost vodne črpalke tako, da bo izhodni navor dinamometra blizu nič (v tem delovnem stanju dinamometer deluje za proizvodnjo energije in električno delovanje) in zberite ustrezne podatke. Med preskusom mora hitrost motorja vodne črpalke ostati nespremenjena in jo mora prilagajati DCS500.
2.4 kalibracija pretoka
Sistem je opremljen z dvema rezervoarjema za korekcijo pretoka za kalibracijo merilnika pretoka v sistemu. Pred kalibracijo najprej določite označeno vrednost pretoka, nato zaženite motor vodne črpalke in nenehno prilagajajte hitrost motorja vodne črpalke. Pri tem bodite pozorni na vrednost pretoka. Ko vrednost pretoka doseže zahtevano vrednost, stabilizirajte motor vodne črpalke pri trenutni hitrosti (v tem času voda kroži v kalibracijskem cevovodu). Nastavite čas preklopa deflektorja. Ko se delovni pogoji stabilizirajo, vklopite elektromagnetni ventil, zaženite merjenje časa in hkrati preklopite vodo iz cevovoda v korekcijski rezervoar. Ko čas preteče, se elektromagnetni ventil odklopi. V tem času se voda ponovno preklopi v kalibracijski cevovod. Zmanjšajte hitrost motorja vodne črpalke, jo stabilizirajte pri določeni hitrosti in odčitajte ustrezne podatke. Nato izpustite vodo in kalibrirajte naslednjo točko.
2,5 ročno/samodejno nemoteno preklapljanje
Za lažje vzdrževanje in odpravljanje napak sistema je zasnovana ročna tipkovnica. Upravljavec lahko neodvisno upravlja delovanje ventila s tipkovnico, ki ni omejena z medsebojnim zaklepanjem. Sistem uporablja oddaljeni vhodno/izhodni modul NAIS, ki omogoča delovanje tipkovnice na različnih mestih. Med ročnim/samodejnim preklapljanjem stanje ventila ostane nespremenjeno.
Sistem uporablja PLC kot glavni krmilnik, kar poenostavi sistem ter zagotavlja visoko zanesljivost in enostavno vzdrževanje; PROFIBUS omogoča popoln prenos podatkov, preprečuje elektromagnetne motnje in zagotavlja, da sistem izpolnjuje zahteve glede natančnosti; Izpolnjuje podatke med različnimi napravami; Prilagodljivost PROFIBUS-a zagotavlja priročne pogoje za širitev sistema. Shema zasnove sistema z industrijskim vodilom Fieldbus kot jedrom bo postala glavni del industrijske uporabe.
Čas objave: 17. februar 2022
