Hidrolik türbin model test tezgahı, hidroelektrik teknolojisinin geliştirilmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Hidroelektrik ürünlerinin kalitesini artırmak ve ünitelerin performansını optimize etmek için önemli bir ekipmandır. Herhangi bir türbinin üretimi, öncelikle bir model türbin geliştirilmeli ve hidroelektrik santralinin gerçek su seviyesi ölçümlerini simüle ederek yüksek su seviyeli hidrolik makine test tezgahında model test edilmelidir. Tüm veriler kullanıcıların gereksinimlerini karşılıyorsa, türbin resmi olarak üretilebilir. Bu nedenle, bazı yabancı hidroelektrik ekipman üreticileri, çeşitli fonksiyonların ihtiyaçlarını karşılamak için birkaç yüksek su seviyeli test tezgahına sahiptir. Örneğin, Fransa'nın Neyrpic şirketi beş gelişmiş yüksek hassasiyetli model test tezgahına sahiptir; Hitachi ve Toshiba'nın 50 metreden fazla su seviyesine sahip beş model test tezgahı bulunmaktadır. Üretim ihtiyaçlarına göre, büyük bir elektrikli makine araştırma enstitüsü, borulu, karışık akışlı, eksenel akışlı ve tersinir hidrolik makineler üzerinde model testleri yapabilen ve su seviyesi 150 metreye ulaşabilen, tam fonksiyonlu ve yüksek hassasiyetli bir yüksek su seviyeli test tezgahı tasarlamıştır. Test tezgahı, dikey ve yatay ünitelerin model testine uyarlanabilir. Test düzeneği, A ve B olmak üzere iki istasyonla tasarlanmıştır. A istasyonu çalışırken, B istasyonu kurulur, bu da test döngüsünü kısaltabilir. A ve B istasyonları, tek bir elektrik kontrol sistemi ve test sistemi setini paylaşır. Elektrik kontrol sistemi, çekirdek olarak PROFIBUS'ı, ana kontrolör olarak NAIS fp10sh PLC'yi ve merkezi kontrolü gerçekleştirmek için IPC'yi (endüstriyel kontrol bilgisayarı) kullanır. Sistem, gelişmiş tamamen dijital kontrol modunu gerçekleştirmek için fieldbus teknolojisini benimser; bu da sistemin güvenilirliğini, emniyetini ve kolay bakımını sağlar. Çin'de yüksek otomasyon derecesine sahip bir su kaynakları makine test kontrol sistemidir. Kontrol sisteminin bileşimi
Yüksek su basıncı test düzeneği, 550 kW gücünde ve 250 ~ 1100 dev/dak hız aralığında çalışan iki pompa motorundan oluşmaktadır. Bu motorlar, boru hattındaki su akışını kullanıcının ihtiyaç duyduğu su basıncı ölçüm cihazlarına kadar hızlandırır ve su basıncının sorunsuz bir şekilde çalışmasını sağlar. Çalışma parametreleri dinamometre ile izlenir. Dinamometrenin motor gücü 500 kW, hızı 300 ~ 2300 dev/dak arasındadır ve A ve B istasyonlarında birer dinamometre bulunmaktadır. Yüksek basınçlı hidrolik makine test düzeneğinin çalışma prensibi Şekil 1'de gösterilmiştir. Sistem, motor kontrol doğruluğunun %0,5'ten az ve MTBF'nin 5000 saatten fazla olmasını gerektirir. Uzun araştırmalar sonucunda, bir şirket tarafından üretilen DCS500 DC hız düzenleme sistemi seçilmiştir. DCS500, kontrol komutlarını iki şekilde alabilir. Bunlardan biri, hız gereksinimlerini karşılamak için 4 ~ 20 mA sinyaller almaktır; İkinci yöntem ise hız gereksinimlerini karşılamak için dijital modda alım yapmak üzere PROFIBUS DP modülü eklemektir. İlk yöntem basit kontrol ve düşük fiyat avantajına sahip olsa da, akım iletiminde bozulmalara yol açabilir ve kontrol doğruluğunu etkileyebilir; ikinci yöntem ise daha pahalı olmasına rağmen, iletim sürecinde veri doğruluğunu ve kontrol doğruluğunu sağlayabilir. Bu nedenle, sistem iki dinamometreyi ve iki su pompası motorunu ayrı ayrı kontrol etmek için dört adet DCS500 kullanmaktadır. PROFIBUS DP slave istasyonu olarak, dört cihaz master-slave modunda master istasyon PLC ile iletişim kurar. PLC, dinamometre ve su pompası motorunun başlatılmasını/durdurulmasını kontrol eder, motor çalışma hızını PROFIBUS DP üzerinden DCS500'e iletir ve DCS500'den motor çalışma durumunu ve parametrelerini alır.
PLC, aynı anda FMS ve DP protokollerini destekleyen NAIS Europe tarafından üretilen afp37911 modülünü ana istasyon olarak seçer. Bu modül, IPC ve veri toplama sistemiyle ana mod iletişimini gerçekleştiren FMS'nin ana istasyonudur; aynı zamanda DCS500 ile ana-köle iletişimini gerçekleştiren DP ana istasyonudur.
Dinamometrenin tüm parametreleri VXI Bus Teknolojisi aracılığıyla toplanacak ve ekranda görüntülenecektir (diğer parametreler VXI şirketi tarafından toplanacaktır). IPC, iletişimi tamamlamak için FMS aracılığıyla veri toplama sistemiyle bağlantı kurar. Tüm sistemin yapısı Şekil 2'de gösterilmiştir.
1.1 PROFIBUS alan veri yolu, 13 şirket ve 5 bilimsel araştırma kurumu tarafından ortak geliştirme projesi kapsamında formüle edilmiş bir standarttır. Avrupa standardı EN50170'te yer almaktadır ve Çin'de önerilen endüstriyel alan veri yolu standartlarından biridir. Aşağıdaki biçimleri içermektedir:
• PROFIBUS FMS, atölye düzeyindeki genel iletişim görevlerini çözer, çok sayıda iletişim hizmeti sağlar ve orta iletim hızıyla döngüsel ve döngüsel olmayan iletişim görevlerini tamamlar. NAIS'in Profibus modülü 1,2 Mbps iletişim hızını destekler ve döngüsel iletişim modunu desteklemez. Sadece MMA (döngüsel olmayan veri iletimi, ana bağlantı) kullanarak diğer FMS ana istasyonlarıyla iletişim kurabilir ve modül FMS ile uyumlu değildir. Bu nedenle, şema tasarımında yalnızca bir PROFIBUS biçimi kullanılamaz.
• PROFIBUS-DP , otomatik kontrol sistemi ile ekipman seviyesindeki merkezi olmayan G/Ç arasındaki iletişim için tasarlanmış, optimize edilmiş yüksek hızlı ve ucuz bir iletişim bağlantısıdır. DP ve FMS aynı iletişim protokolünü kullandığı için aynı ağ segmentinde birlikte çalışabilirler. NAIS ve a, msaz arasında döngüsel olmayan veri iletimi ana-köle bağlantısı köle istasyon aktif olarak iletişim kurmaz.
• PROFIBUS PA proses otomasyonu için özel olarak tasarlanmış, kendinden güvenli bir iletim teknolojisi standardıdır. IEC 1158-2'de belirtilen iletişim prosedürlerini gerçekleştirir. Yüksek güvenlik gereksinimleri olan durumlar ve veri yoluyla beslenen istasyonlar için uygundur. Sistemde kullanılan iletim ortamı bakır korumalı bükümlü çift kablodur. İletişim protokolü RS485 ve iletişim hızı 500 kbps'dir. Endüstriyel alan veri yolu uygulaması, sistemin güvenliği ve güvenilirliği için bir garanti sağlar.
1.2 IPC endüstriyel kontrol bilgisayarı
Üst endüstriyel kontrol bilgisayarı, Windows NT4.0 iş istasyonu işletim sistemiyle çalışan Tayvanlı Advantech endüstriyel kontrol bilgisayarını kullanır. Siemens şirketinin WinCC endüstriyel konfigürasyon yazılımı, sistemin çalışma durumu bilgilerini büyük ekranda görüntülemek ve boru hattı akışını ve tıkanıklığını grafiksel olarak göstermek için kullanılır. Tüm veriler PLC'den PROFIBUS üzerinden iletilir. IPC, Alman softing şirketi tarafından üretilen ve PROFIBUS için özel olarak tasarlanmış bir profiboard ağ kartı ile donatılmıştır. Softing tarafından sağlanan konfigürasyon yazılımı aracılığıyla ağ bağlantısı tamamlanabilir, ağ iletişim ilişkisi (Cr) ve nesne sözlüğü (OD) oluşturulabilir. WINCC, Siemens tarafından üretilmiştir. Sadece şirketin S5/S7 PLC'si ile doğrudan bağlantıyı destekler ve diğer PLC'lerle yalnızca Windows tarafından sağlanan DDE teknolojisi aracılığıyla iletişim kurabilir. Softing şirketi, WinCC ile PROFIBUS iletişimini gerçekleştirmek için DDE sunucu yazılımı sağlar.
1.3 PLC
NAIS şirketinin Fp10sh'si PLC olarak seçildi.
2 kontrol sistemi fonksiyonu
Kontrol sistemi, iki su pompası motoru ve iki dinamometrenin yanı sıra, 28 elektrikli vana, 4 ağırlık motoru, 8 yağ pompası motoru, 3 vakum pompası motoru, 4 yağ tahliye pompası motoru ve 2 yağlama solenoid vanasını da kontrol etmelidir. Su akış yönü ve debisi, kullanıcıların test gereksinimlerini karşılamak için vanaların anahtarlanması yoluyla kontrol edilir.
2.1 sabit kafa
Su pompasının hızını ayarlayın: belirli bir değerde sabitleyin ve bu sırada su yüksekliği de sabit kalmalıdır; Dinamometrenin hızını belirli bir değere ayarlayın ve çalışma koşulları 2-4 dakika boyunca sabitlendikten sonra ilgili verileri toplayın. Test sırasında su yüksekliğinin değişmeden kalması gerekmektedir. Motor hızını toplamak için su pompası motoruna bir kod diski yerleştirilir, böylece DCS500 kapalı döngü kontrolü oluşturur. Su pompasının hızı IPC klavye ile girilir.
2.2 sabit hız
Dinamometrenin hızını belirli bir değerde sabitleyecek şekilde ayarlayın. Bu sırada dinamometrenin hızı sabittir; pompa hızını belirli bir değere ayarlayın (yani basıncı ayarlayın) ve çalışma koşulları 2-4 dakika boyunca sabitlendikten sonra ilgili verileri toplayın. DCS500, dinamometrenin hızını sabitlemek için kapalı bir döngü oluşturur.
2.3 kaçak testi
Dinamometrenin hızını belirli bir değere ayarlayın ve dinamometrenin hızını değiştirmeden bırakın; su pompasının hızını, dinamometrenin çıkış torkunu sıfıra yakın olacak şekilde ayarlayın (bu çalışma koşulunda, dinamometre güç üretimi ve elektrik işletimi için çalışır) ve ilgili verileri toplayın. Test sırasında, su pompası motorunun hızının değişmeden kalması ve DCS500 tarafından ayarlanması gerekmektedir.
2.4 akış kalibrasyonu
Sistem, sistemdeki debimetre kalibrasyonu için iki adet debi düzeltme tankı ile donatılmıştır. Kalibrasyondan önce, öncelikle işaretli debi değerini belirleyin, ardından su pompası motorunu çalıştırın ve su pompası motorunun hızını sürekli olarak ayarlayın. Bu sırada debi değerine dikkat edin. Debi değeri gerekli değere ulaştığında, su pompası motorunu mevcut hızda sabitleyin (bu sırada kalibrasyon boru hattında su dolaşır). Saptırıcının geçiş süresini ayarlayın. Çalışma durumu stabil hale geldikten sonra, solenoid vanayı açın, zamanlamayı başlatın ve aynı anda boru hattındaki suyu düzeltme tankına yönlendirin. Zamanlama süresi dolduğunda, solenoid vana bağlantısı kesilir. Bu sırada su tekrar kalibrasyon boru hattına yönlendirilir. Su pompası motorunun hızını azaltın, belirli bir hızda sabitleyin ve ilgili verileri okuyun. Ardından suyu boşaltın ve bir sonraki noktayı kalibre edin.
2.5 manuel / otomatik kesintisiz geçiş
Sistemin bakımını ve hata ayıklamasını kolaylaştırmak için sisteme manuel bir klavye tasarlanmıştır. Operatör, kilitleme mekanizmasına bağlı kalmadan, klavye aracılığıyla bir vananın hareketini bağımsız olarak kontrol edebilir. Sistem, klavyenin farklı yerlerden çalıştırılmasını sağlayan NAIS uzaktan I/O modülünü kullanmaktadır. Manuel/otomatik geçiş sırasında vana durumu değişmez.
Sistem, ana kontrolör olarak PLC kullanır; bu da sistemi basitleştirir ve sistemin yüksek güvenilirliğini ve kolay bakımını sağlar; PROFIBUS, eksiksiz veri iletimini gerçekleştirir, elektromanyetik girişimi önler ve sistemin tasarımın doğruluk gereksinimlerini karşılamasını sağlar; Farklı cihazlar arasında veri paylaşımı gerçekleştirilir; PROFIBUS'un esnekliği, sistemin genişletilmesi için uygun koşullar sağlar. Endüstriyel alan veri yolu merkezli sistem tasarım şeması, endüstriyel uygulamaların ana akımı haline gelecektir.
Yayın tarihi: 17 Şubat 2022
