أهمية سرير اختبار نموذج التوربينات الهيدروليكية في تطوير تكنولوجيا الطاقة الكهرومائية

تلعب منصة اختبار نموذج التوربينات الهيدروليكية دورًا مهمًا في تطوير تكنولوجيا الطاقة الكهرومائية.إنها معدات مهمة لتحسين جودة منتجات الطاقة الكهرومائية وتحسين أداء الوحدات.يجب أن يقوم إنتاج أي عداء أولاً بتطوير عداء نموذج واختبار النموذج عن طريق محاكاة عدادات الرأس الفعلية لمحطة الطاقة الكهرومائية على سرير اختبار الآلات الهيدروليكية عالية الرأس.إذا كانت جميع البيانات تفي بمتطلبات المستخدمين ، فيمكن إنتاج العداء رسميًا.لذلك ، لدى بعض الشركات الأجنبية المصنعة لمعدات الطاقة الكهرومائية العديد من مقاعد اختبار رأس الماء العالية لتلبية احتياجات الوظائف المختلفة.على سبيل المثال ، تمتلك شركة neyrpic الفرنسية خمسة مقاعد متطورة لاختبار النماذج عالية الدقة ؛تمتلك شركة Hitachi و Toshiba خمسة منصات اختبار نموذجية برأس مائي يزيد عن 50 مترًا.وفقًا لاحتياجات الإنتاج ، قام معهد كبير لأبحاث الآلات الكهربائية بتصميم سرير اختبار رأس الماء العالي بوظائف كاملة ودقة عالية ، والتي يمكنها إجراء اختبارات نموذجية على الآلات الأنبوبية ، والتدفق المختلط ، والتدفق المحوري ، والآلات الهيدروليكية القابلة للانعكاس على التوالي ، و يمكن أن يصل رأس الماء إلى 150 مترًا.يمكن أن يتكيف منضدة الاختبار مع اختبار النموذج للوحدات الرأسية والأفقية.تم تصميم منصة الاختبار بمحطتين أ و ب. عندما تعمل المحطة أ ، يتم تركيب المحطة ب ، والتي يمكن أن تقصر دورة الاختبار.A. B تشترك محطتان في مجموعة واحدة من نظام التحكم الكهربائي ونظام الاختبار.يأخذ نظام التحكم الكهربائي PROFIBUS باعتباره النواة ، NAIS fp10sh PLC كوحدة تحكم رئيسية ، ويحقق IPC (كمبيوتر التحكم الصناعي) التحكم المركزي.يعتمد النظام تقنية ناقل المجال لتحقيق وضع التحكم الرقمي المتقدم بالكامل ، والذي يضمن الموثوقية والسلامة وسهولة الصيانة للنظام.إنه نظام تحكم في اختبار آلات الحفاظ على المياه بدرجة عالية من الأتمتة في الصين.تكوين نظام التحكم

يتكون منضدة اختبار رأس الماء المرتفعة من محركي مضخة بقوة 550 كيلو وات ونطاق سرعة يتراوح من 250 إلى 1100 لفة / دقيقة ، مما يسرع من تدفق المياه في خط الأنابيب إلى عدادات رأس الماء المطلوبة من قبل المستخدم وتحافظ على تشغيل رأس الماء بسلاسة.تتم مراقبة معلمات العداء بواسطة مقياس القوة.تبلغ قوة المحرك للمقياس الديناميكي 500 كيلو وات ، وتتراوح السرعة بين 300 ~ 2300 لفة / دقيقة ، ويوجد مقياس ديناميكي واحد في المحطتين أ و ب. دقة التحكم في المحرك أقل من 0.5٪ و MTBF أكبر من 5000 ساعة.بعد الكثير من البحث ، تم تحديد نظام تنظيم سرعة DCS500 DC الذي تنتجه شركة * * *.يمكن أن يتلقى DCS500 أوامر التحكم بطريقتين.واحد هو استقبال 4 ~ 20mA إشارات لتلبية متطلبات السرعة ؛والثاني هو إضافة وحدة PROFIBUS DP للاستقبال في الوضع الرقمي لتلبية متطلبات السرعة.الطريقة الأولى لها تحكم بسيط وسعر منخفض ، ولكنها سوف تتعطل في الإرسال الحالي وتؤثر على دقة التحكم ؛على الرغم من أن الطريقة الثانية باهظة الثمن ، إلا أنها يمكن أن تضمن دقة البيانات ودقة التحكم في عملية الإرسال.لذلك ، يتبنى النظام أربعة DCS500 للتحكم في اثنين من مقاييس الدينامومتر ومحركين لمضخة المياه على التوالي.بصفتها محطة تابعة لـ PROFIBUS DP ، تتواصل الأجهزة الأربعة مع المحطة الرئيسية PLC في وضع Master-Slave.يتحكم PLC في بدء / إيقاف المقياس الديناميكي ومحرك مضخة الماء ، وينقل سرعة تشغيل المحرك إلى DCS500 من خلال PROFIBUS DP ، ويحصل على حالة تشغيل المحرك والمعلمات من DCS500.
يختار PLC الوحدة النمطية afp37911 التي تنتجها NAIS Europe كمحطة رئيسية ، والتي تدعم بروتوكولات FMS و DP في نفس الوقت.الوحدة هي المحطة الرئيسية لـ FMS ، والتي تدرك اتصال الوضع الرئيسي الرئيسي مع IPC ونظام الحصول على البيانات ؛إنها أيضًا محطة DP الرئيسية ، والتي تحقق اتصال السيد والعبد مع DCS500.
سيتم جمع جميع معلمات مقياس القوة وعرضها على الشاشة من خلال VXI Bus Technology (سيتم جمع المعلمات الأخرى بواسطة شركة VXI).يتصل IPC بنظام الحصول على البيانات من خلال FMS لإكمال الاتصال.يظهر تكوين النظام بأكمله في الشكل 2.

1.1 fieldbus PROFIBUS هو معيار صاغته 13 شركة و 5 مؤسسات بحث علمي في مشروع التطوير المشترك.تم إدراجه في المعيار الأوروبي en50170 وهو أحد معايير ناقل المجال الصناعي الموصى به في الصين.وهي تشمل الأشكال التالية:
• PROFIBUS FMS يحل مهام الاتصال العامة على مستوى ورشة العمل ، ويوفر عددًا كبيرًا من خدمات الاتصال ، ويكمل مهام الاتصال الدوري وغير الدوري بسرعة نقل متوسطة.تدعم وحدة Profibus في NAIS معدل الاتصال 1.2 ميجا بت في الثانية ولا تدعم وضع الاتصال الدوري.يمكنه الاتصال فقط بمحطات FMS الرئيسية الأخرى باستخدام MMA  نقل البيانات غير الدورية  اتصال رئيسي والوحدة غير متوافقة مع FMS.لذلك ، لا يمكن استخدام نموذج واحد فقط من PROFIBUS في تصميم المخطط.
· تم تصميم اتصال اتصالات عالي السرعة ورخيص الثمن PROFIBUS-DP للاتصال بين نظام التحكم الأوتوماتيكي والإدخال / الإخراج اللامركزي على مستوى المعدات. نظرًا لأن DP و FMS تتبنى نفس بروتوكول الاتصال ، يمكن أن تتعايش في نفس قطاع الشبكة.بين NAIS و a ، msaz نقل البيانات غير الدورية اتصال السيد والعبد محطة الرقيق لا تتصل بنشاط.
· PROFIBUS PA - معيار تكنولوجيا النقل الآمنة جوهريًا المصممة خصيصًا لأتمتة العمليات - تحقق إجراءات الاتصال المحددة في المواصفة iec1158-2 للمناسبات ذات متطلبات السلامة العالية والمحطات التي تعمل بواسطة الحافلة.وسيط النقل المستخدم في النظام هو زوج ملتوي محمي بالنحاس - بروتوكول الاتصال هو RS485 ومعدل الاتصال 500 كيلو بت في الثانية.يوفر تطبيق ناقل المجال الصناعي ضمانًا لسلامة وموثوقية النظام.

1.2 كمبيوتر التحكم الصناعي IPC
يستخدم كمبيوتر التحكم الصناعي العلوي كمبيوتر التحكم الصناعي Taiwan Advantech - الذي يعمل بنظام التشغيل Windows NT4 0 - يستخدم برنامج التكوين الصناعي WinCC الخاص بشركة Siemens لعرض معلومات حالة التشغيل للنظام على الشاشة الكبيرة ، ويمثل بيانياً تدفق خط الأنابيب و انسداد.يتم نقل جميع البيانات من PLC عبر PROFIBUS.تم تجهيز IPC داخليًا ببطاقة شبكة profiboard تنتجها شركة softing الألمانية ، وهي مصممة خصيصًا لـ PROFIBUS.من خلال برنامج التكوين الذي يوفره softing ، يمكن إكمال الشبكات ، ويمكن إنشاء علاقة اتصال الشبكة Cr (علاقة الاتصال) وقاموس الكائن OD (قاموس الكائنات).يتم إنتاج WINCC بواسطة شركة سيمنز.إنه يدعم فقط الاتصال المباشر مع S5 / S7 PLC الخاص بالشركة ، ويمكنه فقط التواصل مع PLCs الأخرى من خلال تقنية DDE التي توفرها النوافذ.توفر شركة Softing برنامج خادم DDE لتحقيق اتصال PROFIBUS مع WinCC.

1.3 PLC
تم اختيار Fp10sh لشركة NAIS كـ PLC.

2 وظائف نظام التحكم
بالإضافة إلى التحكم في اثنين من محركات مضخة المياه واثنين من مقاييس الديناميكية ، يحتاج نظام التحكم أيضًا إلى التحكم في 28 صمامًا كهربائيًا ، و 4 محركات للوزن ، و 8 محركات لمضخات الزيت ، و 3 محركات لمضخة التفريغ ، و 4 محركات لمضخة تصريف الزيت ، وصمامان لولبيان للتزييت.يتم التحكم في اتجاه التدفق وتدفق المياه من خلال مفتاح الصمامات لتلبية متطلبات الاختبار للمستخدمين.

2.1 رأس ثابت
ضبط سرعة مضخة الماء: اجعلها مستقرة عند قيمة معينة ، ويكون رأس الماء مؤكدًا في هذا الوقت ؛اضبط سرعة مقياس القوة على قيمة معينة ، واجمع البيانات ذات الصلة بعد استقرار حالة العمل لمدة 2 ~ 4 دقائق.أثناء الاختبار ، يجب الحفاظ على رأس الماء دون تغيير.يتم وضع قرص الكود على محرك مضخة الماء لتجميع سرعة المحرك ، بحيث يشكل DCS500 تحكمًا في حلقة مغلقة.يتم إدخال سرعة مضخة المياه عن طريق لوحة مفاتيح IPC.

2.2 سرعة ثابتة
اضبط سرعة مقياس القوة لجعله مستقرًا عند قيمة معينة.في هذا الوقت ، سرعة مقياس الدينامومتر ثابتة ؛اضبط سرعة المضخة على قيمة معينة (أي اضبط الرأس) ، واجمع البيانات ذات الصلة بعد استقرار حالة العمل لمدة 2 ~ 4 دقائق.يشكل DCS500 حلقة مغلقة لسرعة مقياس القوة لتحقيق الاستقرار في سرعة مقياس القوة.

2.3 الاختبار الجامح
اضبط سرعة مقياس الدينامومتر إلى قيمة معينة وحافظ على سرعة مقياس القوة دون تغيير اضبط سرعة مضخة المياه لجعل عزم الدوران الناتج للمقياس الديناميكي قريبًا من الصفر (في ظل حالة العمل هذه ، يعمل مقياس الدينامومتر لتوليد الطاقة و التشغيل الكهربائي) ، وجمع البيانات ذات الصلة.أثناء الاختبار ، يجب أن تظل سرعة محرك مضخة الماء دون تغيير ويتم ضبطها بواسطة DCS500.

2.4 معايرة التدفق
النظام مزود بخزانين لتصحيح التدفق لمعايرة مقياس التدفق في النظام.قبل المعايرة ، حدد أولاً قيمة التدفق المحددة ، ثم ابدأ تشغيل محرك مضخة المياه واضبط سرعة محرك مضخة الماء باستمرار.في هذا الوقت ، انتبه إلى قيمة التدفق.عندما تصل قيمة التدفق إلى القيمة المطلوبة ، ثبّت محرك مضخة الماء بالسرعة الحالية (في هذا الوقت ، يدور الماء في خط أنابيب المعايرة).اضبط وقت تبديل العاكس.بعد استقرار حالة العمل ، قم بتشغيل صمام الملف اللولبي ، وبدء التوقيت ، وقم بتبديل الماء في خط الأنابيب إلى خزان التصحيح في نفس الوقت.عندما يحين وقت التوقيت ، يتم فصل صمام الملف اللولبي.في هذا الوقت ، يتم تحويل المياه إلى خط أنابيب المعايرة مرة أخرى.قم بتقليل سرعة محرك مضخة الماء ، وقم بتثبيته بسرعة معينة ، واقرأ البيانات ذات الصلة.ثم استنزف الماء وقم بمعايرة النقطة التالية.

2.5 التبديل اليدوي / التلقائي دون عائق
من أجل تسهيل صيانة النظام وتصحيح أخطائه ، تم تصميم لوحة مفاتيح يدوية للنظام.يمكن للمشغل التحكم في عمل الصمام بشكل مستقل من خلال لوحة المفاتيح ، وهو أمر غير مقيد بالتشابك.يعتمد النظام على وحدة الإدخال / الإخراج عن بعد NAIS ، والتي يمكن أن تجعل لوحة المفاتيح تعمل في أماكن مختلفة.أثناء التبديل اليدوي / التلقائي ، تظل حالة الصمام دون تغيير.
يتبنى النظام PLC كوحدة تحكم رئيسية ، مما يبسط النظام ويضمن الموثوقية العالية وسهولة الصيانة للنظام ؛يدرك PROFIBUS نقل البيانات بالكامل ، ويتجنب التداخل الكهرومغناطيسي ، ويجعل النظام يلبي متطلبات دقة التصميم ؛تتحقق مشاركة البيانات بين الأجهزة المختلفة ؛توفر مرونة PROFIBUS ظروفًا ملائمة لتوسيع النظام.سيصبح مخطط تصميم النظام مع ناقل المجال الصناعي بمثابة جوهر التطبيق الصناعي.