Hidrolik türbin model test platformu, hidroelektrik teknolojisinin geliştirilmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Hidroelektrik ürünlerinin kalitesini artırmak ve ünitelerin performansını optimize etmek için önemli bir ekipmandır. Herhangi bir türbinin üretimi için öncelikle model türbin geliştirilmeli ve model, yüksek basınçlı hidrolik makine test tezgahında hidroelektrik santralinin gerçek su seviyesi ölçümünü simüle ederek test edilmelidir. Tüm veriler kullanıcının gereksinimlerini karşılıyorsa, türbin resmi olarak üretilebilir. Bu nedenle, yurtdışındaki bazı tanınmış hidroelektrik ekipman üreticileri, çeşitli fonksiyonların ihtiyaçlarını karşılayan birkaç yüksek basınçlı test tezgahına sahiptir; örneğin, Fransa'nın nyrpic şirketinin beş gelişmiş yüksek hassasiyetli model test tezgahı; Hitachi ve Toshiba'nın her birinin 50 metrenin üzerinde su yüksekliğine sahip beş model test tezgahı bulunmaktadır. Üretim ihtiyaçlarına göre, büyük bir elektrik makinesi araştırma enstitüsü, borulu, karışık akışlı, eksenel akışlı ve tersinir hidrolik makineler üzerinde model testleri yapabilen, tam fonksiyonlu ve yüksek hassasiyetli bir yüksek su seviyesi test tezgahı tasarlamıştır. Su seviyesi 150 metreye kadar ulaşabilir. Test tezgahı, dikey ve yatay ünitelerin model testine uyarlanabilir. Test tezgahı, 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'u, ana kontrolör olarak NAIS fp10sh PLC'yi ve merkezi kontrolü gerçekleştirmek için IPC'yi (endüstriyel kontrol bilgisayarı) kullanır. Sistem, gelişmiş tam dijital kontrol modunu gerçekleştirmek için alan veri yolu teknolojisini benimser; bu da sistemin güvenilirliğini, emniyetini ve kolay bakımını sağlar. Çin'de yüksek otomasyon derecesine sahip hidrolik makine test kontrol sistemidir. Kontrol sisteminin bileşimi
Yüksek su basıncı test düzeneği, boru hattındaki su akışını kullanıcının istediği su basıncı ölçerine hızlandırmak ve su basıncının sorunsuz çalışmasını sağlamak için 550 kW kurulu güce ve 250-1100 dev/dak dönüş hızı aralığına sahip iki pompa motorundan oluşmaktadır. Çalışma parametreleri dinamometre ile izlenmektedir. Dinamometrenin motor gücü 500 kW olup, dönüş hızı 300 ile 2300 dev/dak arasındadır. 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 arızalar arası ortalama sürenin (MTTF) 5000 saatten fazla olmasını gerektirmektedir. Uzun araştırmalar sonucunda DCS500 DC hız kontrol sistemi seçilmiştir. DCS500, hız gereksinimlerini karşılamak için 4-20 mA sinyaller alarak kontrol komutlarını iki şekilde alabilir; Diğer yöntem ise, dijital modda alım yaparak hız gereksinimini karşılamak için bir PROFIBUS DP modülü eklemektir. İlk yöntem basit ve ucuzdur, ancak akım iletiminde parazite neden olarak kontrol doğruluğunu etkiler; ikinci yöntem pahalı olsa da, iletim sürecindeki veri doğruluğunu ve kontrol doğruluğunu sağlayabilir. Bu nedenle, sistem iki dinamometreyi ve iki su pompası motorunu kontrol etmek için dört adet DCS500 kullanır. PROFIBUS DP slave istasyonu olarak, dört cihaz master-slave modunda master istasyon PLC ile iletişim kurar. PLC, dinamometre ve pompa motorunun başlatılmasını/durdurulmasını kontrol eder, motor çalışma hızını PROFIBUS DP üzerinden DCS500'e iletir ve DCS500'den motor çalışma durumunu ve parametrelerini alarak, gerçek zamanlı izlemeyi gerçekleştirmek için PROFIBUS FMS üzerinden üst IPC'ye iletir.
PLC, aynı anda FMS ve DP protokollerini destekleyen NAIS Europe tarafından üretilen afp37911 modülünü ana istasyon olarak seçer. Bu modül, FMS'nin ana istasyonudur ve IPC ve veri toplama sistemiyle ana-ana modda iletişim kurar; aynı zamanda DCS500 ile ana-köle iletişimi gerçekleştiren bir DP ana istasyonudur.
Veri toplama sistemi, dinamometrenin çeşitli parametrelerini toplamak ve bunları büyük ekranda görüntülemek için VXI veri yolu teknolojisini kullanır ve sonuçları tablo ve grafikler halinde düzenler (bu kısım diğer şirketler tarafından tamamlanır). IPC, FMS aracılığıyla veri toplama sistemiyle iletişim kurar. Tüm sistemin yapısı Şekil 2'de gösterilmiştir.
1.1 Alan Veri Yolu PROFIBUS PROFIBUS, Siemens ve AEC gibi 13 şirket ve 5 bilimsel araştırma kurumu tarafından ortak geliştirme projesi kapsamında geliştirilen bir standarttır. Avrupa standardı EN50170'te yer almaktadır ve Çin'de önerilen endüstriyel alan veri yolu standartlarından biridir. Aşağıdaki biçimleri içermektedir:
• PROFIBUS FMS atölye seviyesindeki genel iletişim görevlerini çözer çok sayıda iletişim hizmeti sağlar 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 yalnızca MMA kullanabilir döngüsel olmayan veri iletimi ana bağlantı diğer FMS ana istasyonlarıyla iletişim ve bu modül bir şirketin PROFIBUS FMS'si ile uyumlu değildir bu nedenle, şema tasarımı sırasında PROFIBUS'un bir biçimi kullanılamaz.
• PROFIBUS PA proses otomasyonu için özel olarak tasarlanmış standart, kendinden güvenli iletim teknolojisi IEC 1158-2'de belirtilen iletişim protokolünü gerçekleştirir ve yüksek güvenlik gereksinimlerine sahip yerlerde ve bus ile beslenen istasyonlarda kullanılır. Sistemde kullanılan iletim ortamı bakır korumalı bükümlü çift kablodur iletişim protokolü RS485'tir ve iletişim hızı 500 kbps'dir. Endüstriyel alan veri yolu uygulaması, sistemin güvenliği ve güvenilirliği için garanti sağlar.
1.2 IPC endüstriyel kontrol bilgisayarı
Üst endüstriyel kontrol bilgisayarı, Tayvanlı Advantech endüstriyel kontrol bilgisayarını kullanır, Windows NT4.0 iş istasyonu işletim sistemini çalıştırır, Siemens'in WinCC endüstriyel konfigürasyon yazılımını kullanır, büyük ekran sistemin çalışma koşullarını ve fiyat bilgilerini görüntüler ve boru hattı akışını ve tıkanma koşullarını grafiksel olarak gösterir. Tüm veriler PLC tarafından 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'leriyle doğrudan bağlantıyı destekler ve diğer PLC'lerle yalnızca Windows tarafından sağlanan DDE teknolojisi aracılığıyla iletişim kurabilir. Yazılım 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 boşaltma pompası motoru ve 2 yağlama solenoid vanasını da kontrol etmelidir. Su akış yönü ve debisi, kullanıcıların test gereksinimlerini karşılamak için vana anahtarı ile kontrol edilir.
2.1 Sabit Basınç Su pompasının dönüş hızını ayarlayın: belirli bir değerde sabitleyin ve bu sırada su basıncı sabit kalsın; Dinamometrenin hızını belirli bir değere ayarlayın. Çalışma koşulu 2-4 dakika boyunca sabitlendikten sonra ilgili verileri toplayın. Test sırasında su basıncının değişmeden kalması gerekmektedir. Pompa motoruna motor hızını toplamak için bir kod diski yerleştirilir, böylece DCS500 kapalı döngü kontrolü oluşturur. Su pompası hızı IPC klavye ile girilir.
2.2 sabit hız
Dinamometrenin hızını belirli bir değerde sabitleyecek şekilde ayarlayın ve dinamometrenin hızı sabit kalsın; pompanın hızını belirli bir değere ayarlayın (yani basıncı ayarlayın) ve çalışma koşulları 2-4 dakika boyunca stabil hale geldikten sonra ilgili verileri toplayın. DCS500, dinamometrenin hızını stabilize etmek için kapalı bir döngü oluşturur.
2.3 kaçak testi
Dinamometrenin hızını belirli bir değere ayarlayın ve dinamometrenin hızını değiştirmeden tutun; su pompasının hızını, dinamometrenin çıkış torku yaklaşık sıfır olacak şekilde ayarlayın (bu çalışma koşulunda, dinamometre güç üretimi ve elektrik işletimi için çalışır) ve ilgili verileri toplayın. Test sırasında, pompa motorunun hızının sabit olması ve DCS500 tarafından düzenlenmesi gerekmektedir.
2.4 akış kalibrasyonu
Sistem, sistemdeki debimetrelerin 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 dönüş hızını sürekli olarak ayarlayın. Bu sırada debi değerine dikkat edin. Debi değeri gerekli değere ulaştığında, su pompası motorunu mevcut dönüş hızında sabitleyin (bu sırada kalibrasyon boru hattında su dolaşır). Saptırıcının anahtarlama süresini ayarlayın. Çalışma durumu sabitlendikten sonra, solenoid vanayı açın ve zamanlamayı başlatın. Aynı zamanda, boru hattındaki suyu kalibrasyon tankına yönlendirin. Zamanlama süresi dolduğunda, solenoid vanayı kapatın. Bu sırada, su kalibrasyon boru hattına yönlendirilir ve su pompası motorunun dönüş hızı belirli bir hızda sabitlenene kadar düşürülür. İlgili 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 belirli 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 değişmeden kalır.
Sistem, ana kontrolör olarak PLC kullanır; bu da sistemi basitleştirir ve sistemin yüksek güvenilirliğini ve bakım kolaylığını sağlar; PROFIBUS, eksiksiz veri iletimini gerçekleştirir, elektromanyetik girişimi önler ve sistemin tasarım doğruluğu gereksinimlerini karşılamasını sağlar; Farklı cihazlar arasında veri paylaşımı gerçekleştirilir; PROFIBUS'un esnekliği, sistem genişlemesi için uygun koşullar sağlar. Endüstriyel alan veri yoluna dayalı sistem tasarım şeması, endüstriyel uygulamaların ana akımı haline gelecektir.
Yayın tarihi: 24 Ağustos 2022
