Bệ thử nghiệm mô hình tuabin thủy lực đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của công nghệ thủy điện. Đây là thiết bị quan trọng để nâng cao chất lượng sản phẩm thủy điện và tối ưu hóa hiệu suất của các đơn vị. Để sản xuất bất kỳ máy chạy nào, trước tiên phải phát triển máy chạy mô hình và có thể thử nghiệm mô hình bằng cách mô phỏng đồng hồ đo áp suất thực tế của trạm thủy điện trên băng ghế thử nghiệm máy móc thủy lực có áp suất cao. Nếu tất cả dữ liệu đáp ứng được yêu cầu của người dùng, máy chạy có thể được sản xuất chính thức. Do đó, một số nhà sản xuất thiết bị thủy điện nổi tiếng ở nước ngoài có một số băng ghế thử nghiệm áp suất cao đáp ứng nhu cầu của nhiều chức năng khác nhau, chẳng hạn như năm băng ghế thử nghiệm mô hình có độ chính xác cao tiên tiến của công ty nyrpic của Pháp; Hitachi và Toshiba mỗi công ty có năm bệ thử nghiệm mô hình với áp suất nước trên 50m. Theo nhu cầu sản xuất, một viện nghiên cứu máy điện lớn đã thiết kế một băng ghế thử nghiệm áp suất nước cao với đầy đủ chức năng và độ chính xác cao, có thể tiến hành thử nghiệm mô hình trên máy móc thủy lực dạng ống, dòng hỗn hợp, dòng trục và có thể đảo ngược. Áp suất nước có thể đạt tới 150m. Băng ghế thử nghiệm có thể thích ứng với thử nghiệm mô hình của các đơn vị thẳng đứng và nằm ngang. Bệ thử nghiệm được thiết kế với hai trạm a và B. Khi trạm a hoạt động, trạm B được lắp đặt, có thể rút ngắn chu kỳ thử nghiệm. Hai trạm A. B chia sẻ một bộ hệ thống điều khiển điện và hệ thống thử nghiệm. Hệ thống điều khiển điện lấy PROFIBUS làm lõi, PLC NAIS fp10sh làm bộ điều khiển chính và IPC (máy tính điều khiển công nghiệp) thực hiện điều khiển tập trung. Hệ thống áp dụng công nghệ bus trường để thực hiện chế độ điều khiển kỹ thuật số hoàn toàn tiên tiến, đảm bảo độ tin cậy, an toàn và bảo trì dễ dàng của hệ thống. Đây là hệ thống điều khiển thử nghiệm máy móc thủy lực có mức độ tự động hóa cao tại Trung Quốc. Thành phần của hệ thống điều khiển
Bàn thử nghiệm áp lực nước cao bao gồm hai động cơ bơm có công suất lắp đặt là 550KW và phạm vi tốc độ quay từ 250-1100 vòng / phút để tăng tốc lưu lượng nước trong đường ống đến đồng hồ đo áp lực nước theo yêu cầu của người sử dụng và giữ cho áp lực nước chạy trơn tru. Các thông số của máy chạy được theo dõi bởi máy đo lực. Công suất động cơ của máy đo lực là 500kW và tốc độ quay từ 300 đến 2300 vòng / phút. có một máy đo lực ở trạm a và trạm B. Nguyên lý của bàn thử nghiệm máy móc thủy lực đầu cao được thể hiện trong Hình 1. Hệ thống yêu cầu độ chính xác điều khiển động cơ phải nhỏ hơn 0,5% và thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc (MTTF) phải lớn hơn 5000 giờ. Sau nhiều nghiên cứu, hệ thống điều khiển tốc độ DCS500 DC đã được lựa chọn. DCS500 có thể nhận lệnh điều khiển theo hai cách, một là nhận tín hiệu 4-20mA để đáp ứng yêu cầu về tốc độ; Một cách khác là thêm một mô-đun PROFIBUS DP để đáp ứng yêu cầu về tốc độ bằng cách nhận ở chế độ kỹ thuật số. Phương pháp đầu tiên đơn giản và rẻ tiền, nhưng nó sẽ bị can thiệp vào quá trình truyền tải hiện tại, ảnh hưởng đến độ chính xác của điều khiển; Mặc dù chế độ thứ hai tốn kém, nhưng nó có thể đảm bảo độ chính xác của dữ liệu trong quá trình truyền tải và độ chính xác của điều khiển. Do đó, hệ thống sử dụng bốn DCS500 để điều khiển hai máy đo lực và hai động cơ bơm nước tương ứng. Là trạm phụ PROFIBUS DP, bốn thiết bị giao tiếp với PLC trạm chính ở chế độ chủ-tớ. PLC điều khiển khởi động / dừng của máy đo lực và động cơ bơm, truyền tốc độ chạy của động cơ đến DCS500 thông qua PROFIBUS DP và thu thập trạng thái và thông số chạy của động cơ từ DCS500 và truyền chúng đến IPC phía trên thông qua PROFIBUS FMS để thực hiện giám sát thời gian thực.
PLC chọn mô-đun afp37911 do NAIS Europe sản xuất làm trạm chính, hỗ trợ giao thức FMS và DP cùng lúc. Mô-đun này là trạm chính của FMS và giao tiếp với IPC và hệ thống thu thập dữ liệu ở chế độ master-master; Đây cũng là trạm chính DP, thực hiện giao tiếp master-slave với DCS500.
Hệ thống thu thập dữ liệu sử dụng công nghệ bus VXI để thu thập các thông số khác nhau của máy đo lực và hiển thị chúng trên màn hình lớn, và tạo kết quả * * * thành bảng và đồ thị (phần này được hoàn thiện bởi các công ty khác). IPC giao tiếp với hệ thống thu thập dữ liệu thông qua FMS. Cấu tạo của toàn bộ hệ thống được thể hiện trong Hình 2.
1.1 fieldbus PROFIBUS PROFIBUS là một tiêu chuẩn được phát triển bởi 13 công ty như Siemens và AEC và 5 viện nghiên cứu khoa học trong dự án phát triển chung. Nó đã được liệt kê trong tiêu chuẩn châu Âu en50170 và là một trong những tiêu chuẩn fieldbus công nghiệp được khuyến nghị tại Trung Quốc. Nó bao gồm các hình thức sau:
·PROFIBUS FMS giải quyết các nhiệm vụ truyền thông chung ở cấp độ xưởng cung cấp một số lượng lớn các dịch vụ truyền thông hoàn thành các nhiệm vụ truyền thông tuần hoàn và không tuần hoàn với tốc độ truyền trung bình. Mô-đun Profibus của NAIS hỗ trợ tốc độ truyền thông * * * là 1,2mbps và không hỗ trợ chế độ truyền thông tuần hoàn nó chỉ có thể sử dụng MMA truyền dữ liệu không tuần hoàn kết nối chính truyền thông với các trạm chính FMS khác và mô-đun này không tương thích với PROFIBUS FMS của một * * * công ty do đó, một dạng PROFIBUS không thể được sử dụng trong quá trình thiết kế sơ đồ.
·PROFIBUS PA công nghệ truyền dẫn an toàn nội tại tiêu chuẩn được thiết kế đặc biệt cho tự động hóa quy trình thực hiện giao thức truyền thông được chỉ định trong iec1158-2 và được sử dụng ở những nơi có yêu cầu an toàn cao và các trạm được cấp nguồn bằng bus. Phương tiện truyền dẫn được sử dụng trong hệ thống là cáp xoắn đôi được bảo vệ bằng đồng giao thức truyền thông là RS485 và tốc độ truyền thông là 500kbps. Việc áp dụng bus trường công nghiệp đảm bảo tính an toàn và độ tin cậy của hệ thống.
1.2 Máy tính điều khiển công nghiệp IPC
Máy tính điều khiển công nghiệp phía trên sử dụng máy tính điều khiển công nghiệp Advantech của Đài Loan chạy hệ điều hành máy trạm windows NT4.0 sử dụng phần mềm cấu hình công nghiệp WinCC của Siemens màn hình lớn hiển thị các điều kiện vận hành và thông tin báo giá của hệ thống, đồng thời hiển thị đồ họa lưu lượng đường ống và các điều kiện chặn. Tất cả dữ liệu được truyền qua PLC thông qua PROFIBUS. IPC được trang bị bên trong một card mạng profiboard do công ty softing của Đức sản xuất, được thiết kế riêng cho PROFIBUS. Thông qua phần mềm cấu hình do softing cung cấp, có thể hoàn thành mạng, có thể thiết lập mối quan hệ truyền thông mạng Cr (mối quan hệ truyền thông) và có thể thiết lập từ điển đối tượng OD (từ điển đối tượng). WINCC do Siemens sản xuất. Nó chỉ hỗ trợ kết nối trực tiếp với PLC S5 / S7 của công ty và chỉ có thể giao tiếp với PLC khác thông qua công nghệ DDE do windows cung cấp. Công ty phần mềm cung cấp phần mềm máy chủ DDE để thực hiện giao tiếp PROFIBUS với WinCC.
1.3 Bộ điều khiển PLC
Fp10sh của công ty NAIS được chọn làm PLC.
(2) chức năng hệ thống điều khiển
Ngoài việc điều khiển hai động cơ bơm nước và hai máy đo lực, hệ thống điều khiển còn cần điều khiển 28 van điện, 4 động cơ trọng lượng, 8 động cơ bơm dầu, 3 động cơ bơm chân không, 4 động cơ bơm xả dầu và 2 van điện từ bôi trơn. Hướng dòng chảy và lưu lượng nước được điều khiển bằng công tắc van để đáp ứng yêu cầu thử nghiệm của người sử dụng.
2.1 đầu không đổi Điều chỉnh tốc độ quay của máy bơm nước: làm cho nó ổn định ở một giá trị nhất định, và đầu nước không đổi tại thời điểm này; Điều chỉnh tốc độ của máy đo lực đến một giá trị nhất định. Sau khi điều kiện làm việc ổn định trong 2-4 phút, hãy thu thập dữ liệu có liên quan. Trong quá trình thử nghiệm, cần phải giữ đầu nước không đổi. Một đĩa mã được đặt trên động cơ bơm để thu thập tốc độ động cơ, do đó DCS500 tạo thành một điều khiển vòng kín. Tốc độ bơm nước được nhập bằng bàn phím IPC.
2.2 tốc độ không đổi
Điều chỉnh tốc độ của lực kế để làm cho nó ổn định ở một giá trị nhất định và tốc độ của lực kế là không đổi; Điều chỉnh tốc độ bơm đến một giá trị nhất định (tức là điều chỉnh đầu), và thu thập dữ liệu có liên quan sau khi điều kiện làm việc ổn định trong 2-4 phút. DCS500 tạo thành một vòng khép kín cho tốc độ của lực kế để ổn định tốc độ của lực kế.
2.3 Kiểm tra chạy trốn
Điều chỉnh tốc độ của lực kế đến một giá trị nhất định và giữ tốc độ của lực kế không đổi điều chỉnh tốc độ của máy bơm nước sao cho mô-men xoắn đầu ra của lực kế gần bằng không (trong điều kiện làm việc này, lực kế hoạt động để phát điện và vận hành điện), và thu thập dữ liệu có liên quan. Trong quá trình thử nghiệm, tốc độ của động cơ bơm phải không đổi và được điều chỉnh bởi DCS500.
2.4 hiệu chuẩn lưu lượng
Hệ thống được trang bị hai bình hiệu chỉnh lưu lượng để hiệu chuẩn lưu lượng kế trong hệ thống. Trước khi hiệu chuẩn, trước tiên hãy xác định giá trị lưu lượng đã đánh dấu, sau đó khởi động động cơ bơm nước và liên tục điều chỉnh tốc độ quay của động cơ bơm nước. Lúc này, hãy chú ý đến giá trị lưu lượng. Khi giá trị lưu lượng đạt đến giá trị yêu cầu, hãy làm cho động cơ bơm nước ổn định ở tốc độ quay hiện tại (lúc này, nước lưu thông trong đường ống hiệu chuẩn). Đặt thời gian chuyển mạch của bộ phận chuyển hướng. Sau khi điều kiện làm việc ổn định, hãy bật van điện từ và bắt đầu tính thời gian. Đồng thời, chuyển nước trong đường ống sang bình hiệu chuẩn. Khi thời gian tính thời gian kết thúc, van điện từ bị ngắt kết nối. Lúc này, nước được chuyển sang đường ống hiệu chuẩn và tốc độ quay của động cơ bơm nước được giảm xuống để ổn định ở một tốc độ nhất định. Đọc dữ liệu có liên quan. Sau đó xả nước và hiệu chuẩn điểm tiếp theo.
2.5 chuyển đổi thủ công / tự động không bị nhiễu
Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo trì và gỡ lỗi hệ thống, một bàn phím thủ công được thiết kế cho hệ thống. Người vận hành có thể điều khiển hoạt động của một van nhất định một cách độc lập thông qua bàn phím mà không bị ràng buộc bởi sự liên kết. Hệ thống sử dụng mô-đun I / O từ xa NAIS, có thể khiến bàn phím hoạt động ở nhiều nơi khác nhau. Trong quá trình chuyển đổi thủ công / tự động, trạng thái van vẫn không thay đổi.
Hệ thống sử dụng PLC làm bộ điều khiển chính, giúp đơn giản hóa hệ thống và đảm bảo độ tin cậy và khả năng bảo trì cao của hệ thống; PROFIBUS thực hiện truyền dữ liệu hoàn chỉnh, tránh nhiễu điện từ và giúp hệ thống đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác của thiết kế; Chia sẻ dữ liệu giữa các thiết bị khác nhau được thực hiện; Tính linh hoạt của PROFIBUS cung cấp các điều kiện thuận lợi để mở rộng hệ thống. Sơ đồ thiết kế hệ thống dựa trên bus trường công nghiệp sẽ trở thành xu hướng chính của ứng dụng công nghiệp.
Thời gian đăng: 24-08-2022
