החשיבות של מיטת ניסוי מודל טורבינה הידראולית בפיתוח טכנולוגיית Hydropower

ספסל בדיקה של דגם טורבינה הידראולי ממלא תפקיד חשוב בפיתוח טכנולוגיית אנרגיה הידרומית.זהו ציוד חשוב לשיפור האיכות של מוצרי כוח הידרו ולייעל את הביצועים של יחידות.הייצור של כל רץ חייב תחילה לפתח דגם רץ ולבדוק את המודל על ידי הדמיית מדי הראש בפועל של תחנת הכוח הידרומית על מצע הבדיקה של מכונות הידראוליות גבוהות.אם כל הנתונים עומדים בדרישות המשתמשים, ניתן להפיק את הרץ באופן רשמי.לכן, לחלק מיצרני ציוד הכוח הידרומית הזרים יש כמה ספסלי בדיקה עם ראש מים גבוה כדי לענות על הצרכים של פונקציות שונות.לדוגמה, לחברת neyrpic של צרפת יש חמישה ספסלי בדיקה מתקדמים בדגמי דיוק גבוהים;להיטאצ'י ולטושיבה יש חמישה עמדות בדיקה מדגמי עם ראש מים של יותר מ-50 מטר.בהתאם לצרכי הייצור, מכון מחקר גדול למכונות חשמליות עיצב מיטת בדיקה גבוהה עם ראש מים עם פונקציות מלאות ודיוק גבוה, שיכולה לבצע בדיקות מודל על צינורות, זרימה מעורבת, זרימה צירית ומכונות הידראוליות הפיכות בהתאמה, וכן ראש המים יכול להגיע ל-150 מטר.ספסל הבדיקה יכול להתאים למבחן הדגם של יחידות אנכיות ואופקיות.ספסל הבדיקה מתוכנן עם שתי תחנות a ו-B. כאשר תחנה a פועלת, מותקנת תחנה B, מה שיכול לקצר את מחזור הבדיקה.א.ב שתי תחנות חולקות סט אחד של מערכת בקרה חשמלית ומערכת בדיקה.מערכת הבקרה החשמלית לוקחת את PROFIBUS בתור הליבה, NAIS fp10sh PLC כבקר הראשי, ו-IPC (מחשב בקרה תעשייתי) מיישמת בקרה מרכזית.המערכת מאמצת טכנולוגיית Fieldbus למימוש מצב הבקרה הדיגיטלי המתקדם, המבטיח את האמינות, הבטיחות והתחזוקה הקלה של המערכת.זוהי מערכת בקרת בדיקת מכונות לשמירת מים עם רמה גבוהה של אוטומציה בסין.הרכב מערכת הבקרה

ספסל הבדיקה עם ראש המים הגבוה מורכב משני מנועי משאבה בהספק של 550KW וטווח מהירות של 250 ~ 1100r/min, המאיצים את זרימת המים בצנרת אל מדי ראש המים הנדרשים על ידי המשתמש ושומרים על ראש המים פועל. בצורה חלקה.הפרמטרים של הרץ מנוטרים על ידי הדינמומטר.הספק המנוע של הדינמומטר הוא 500kW, המהירות היא בין 300 ~ 2300r/min, ויש דינמומטר אחד בתחנות a ו-B. העיקרון של ספסל בדיקה של מכונות הידראוליות עם ראש גבוה מוצג באיור 1. המערכת דורשת כי דיוק בקרת המנוע הוא פחות מ-0.5% וה-MTBF גדול מ-5000 שעות.לאחר מחקר רב, נבחרה מערכת ויסות מהירות DCS500 DC המיוצרת על ידי חברה * * *.DCS500 יכול לקבל פקודות בקרה בשתי דרכים.האחת היא לקבל אותות של 4 ~ 20mA כדי לעמוד בדרישות המהירות;השני הוא הוספת מודול PROFIBUS DP לקליטה במצב דיגיטלי כדי לעמוד בדרישות המהירות.לשיטה הראשונה יש שליטה פשוטה ומחיר נמוך, אך היא תופרע בשידור הנוכחי ותשפיע על דיוק הבקרה;למרות שהשיטה השנייה יקרה, היא יכולה להבטיח את דיוק הנתונים ולבקר את הדיוק בתהליך השידור.לכן, המערכת מאמצת ארבעה DCS500 כדי לשלוט בשני דינמומטרים ושני מנועי משאבת מים בהתאמה.כתחנת עבד PROFIBUS DP, ארבעת ההתקנים מתקשרים עם PLC של תחנת האב במצב מאסטר-עבד.ה-PLC שולט בהתחלה/עצירה של מנוע הדינמומטר ומנוע משאבת המים, מעביר את מהירות פעולת המנוע ל-DCS500 דרך PROFIBUS DP, ומשיג את מצב הפעלת המנוע ואת הפרמטרים מ-DCS500.
PLC בוחרת במודול afp37911 המיוצר על ידי NAIS Europe כתחנת האב, התומכת בפרוטוקולי FMS ו-DP בו-זמנית.המודול הוא התחנה המרכזית של FMS, המיישמת את התקשורת הראשית במצב ראשי עם IPC ומערכת רכישת נתונים;זוהי גם תחנת המאסטר של DP, המיישמת תקשורת מאסטר-עבד עם DCS500.
כל הפרמטרים של הדינמומטר ייאספו ויוצגו על המסך באמצעות VXI Bus Technology (פרמטרים אחרים ייאספו על ידי חברת VXI).IPC מתחבר למערכת רכישת נתונים באמצעות FMS להשלמת התקשורת.ההרכב של המערכת כולה מוצג באיור 2.

1.1 fieldbus PROFIBUS הוא תקן שנוסח על ידי 13 חברות ו-5 מוסדות מחקר מדעיים בפרויקט הפיתוח המשותף.הוא רשום בתקן האירופי en50170 והוא אחד מתקני השדה התעשייתיים המומלצים בסין.הוא כולל את הטפסים הבאים:
· PROFIBUS FMS פותר את משימות התקשורת הכלליות ברמת הסדנה, מספקת מספר רב של שירותי תקשורת ומשלים את משימות התקשורת המחזוריות והלא מחזוריות במהירות שידור בינונית.מודול ה-Profibus של NAIS תומך בקצב התקשורת של 1.2mbps ואינו תומך במצב התקשורת המחזורית.הוא יכול לתקשר רק עם תחנות מאסטר FMS אחרות באמצעות MMA  שידור נתונים לא מחזורי  חיבור ראשי  והמודול אינו תואם ל-FMS.לכן, זה לא יכול להשתמש רק בצורה אחת של PROFIBUS בעיצוב תכנית.
· PROFIBUS-DP  חיבור תקשורת מהיר וזול אופטימלי מיועד לתקשורת בין מערכת בקרה אוטומטית ורמת ציוד מבוזר I/O. מכיוון ש-DP ו-FMS מאמצים את אותו פרוטוקול תקשורת, הם יכולים להתקיים במקביל באותו מקטע רשת.בין NAIS ל-a, msaz  העברת נתונים לא מחזורית  חיבור מאסטר-עבד  תחנת עבדים אינה מתקשרת באופן פעיל.
·PROFIBUS PA  טכנולוגיית שידור בטוחה מהותית שתוכננה במיוחד עבור אוטומציה של תהליכים  מיישמת את נהלי התקשורת המפורטים ב- iec1158-2  עבור אירועים עם דרישות בטיחות גבוהות ותחנות המופעלות על ידי האוטובוס.אמצעי השידור המשמש במערכת הוא זוג מעוות ממוגן נחושת  פרוטוקול התקשורת הוא RS485 וקצב התקשורת הוא 500kbps.היישום של fieldbus תעשייתי מספק ערובה לבטיחות ואמינות המערכת.

מחשב בקרה תעשייתי 1.2 IPC
מחשב הבקרה התעשייתי העליון מאמץ את מחשב הבקרה התעשייתי של Taiwan Advantech  עם מערכת הפעלה Windows NT4 0 תחנת עבודה  תוכנת התצורה התעשייתית WinCC של חברת סימנס משמשת להצגת מידע מצב ההפעלה של המערכת על המסך הגדול, ומייצגת באופן גרפי את זרימת הצינור ו סְתִימָה.כל הנתונים מועברים מ-PLC דרך PROFIBUS.IPC מצוייד באופן פנימי בכרטיס רשת Profiboard המיוצר על ידי חברת ריכוך גרמנית, אשר תוכנן במיוחד עבור PROFIBUS.באמצעות תוכנת התצורה המסופקת על ידי ריכוך, ניתן להשלים את הרשת, ליצור קשרי תקשורת ברשת Cr (יחסי תקשורת) ומילון אובייקטים OD (מילון אובייקטים).WINCC מיוצר על ידי סימנס.הוא תומך רק בחיבור ישיר עם S5 / S7 PLC של החברה, ויכול לתקשר רק עם PLCs אחרים באמצעות טכנולוגיית DDE המסופקת על ידי Windows.חברת Softing מספקת תוכנת שרת DDE למימוש תקשורת PROFIBUS עם WinCC.

1.3 PLC
Fp10sh של חברת NAIS נבחר כ-PLC.

2 פונקציות של מערכת בקרה
בנוסף לשליטה בשני מנועי משאבת מים ושני דינמומטרים, מערכת הבקרה צריכה לשלוט גם על 28 שסתומים חשמליים, 4 מנועי משקל, 8 מנועי משאבת שמן, 3 מנועי משאבת ואקום, 4 מנועי משאבת ניקוז שמן ו-2 שסתומי סולנואיד סיכה.כיוון הזרימה וזרימת המים נשלטים באמצעות מתג השסתומים כדי לעמוד בדרישות הבדיקה של המשתמשים.

2.1 ראש קבוע
התאם את מהירות משאבת המים: הפוך אותה ליציבה בערך מסוים, וראש המים בטוח בשלב זה;התאם את מהירות הדינמומטר לערך מסוים, ואסוף נתונים רלוונטיים לאחר שמצב העבודה יציב למשך 2 ~ 4 דקות.במהלך הבדיקה, נדרש לשמור על ראש המים ללא שינוי.דיסק קוד מונח על מנוע משאבת המים כדי לאסוף את מהירות המנוע, כך ש-DCS500 יוצר בקרה בלולאה סגורה.מהירות משאבת המים מוזנת על ידי מקלדת IPC.

2.2 מהירות קבועה
התאם את מהירות הדינמומטר כדי שיהיה יציב בערך מסוים.בשלב זה, מהירות הדינמומטר קבועה;התאם את מהירות המשאבה לערך מסוים (כלומר התאם את הראש), ואסוף נתונים רלוונטיים לאחר שמצב העבודה יציב למשך 2 ~ 4 דקות.DCS500 יוצר לולאה סגורה למהירות הדינמומטר כדי לייצב את מהירות הדינמומטר.

מבחן בריחה 2.3
התאם את מהירות הדינמומטר לערך מסוים ושמור על מהירות הדינמומטר ללא שינוי  התאם את מהירות משאבת המים כדי להפוך את מומנט המוצא של הדינמומטר קרוב לאפס (במצב עבודה זה, הדינמומטר פועל לייצור חשמל ו פעולה חשמלית), ולאסוף נתונים רלוונטיים.במהלך הבדיקה, מהירות מנוע משאבת המים נדרשת להישאר ללא שינוי ומותאמת על ידי DCS500.

2.4 כיול זרימה
המערכת מצוידת בשני מיכלי תיקון זרימה לכיול מד הזרימה במערכת.לפני הכיול, קבע תחילה את ערך הזרימה המסומן, ולאחר מכן הפעל את מנוע משאבת המים והתאם באופן רציף את מהירות מנוע משאבת המים.בשלב זה, שימו לב לערך הזרימה.כאשר ערך הזרימה מגיע לערך הנדרש, ייצב את מנוע משאבת המים במהירות הנוכחית (בזמן זה, המים מסתובבים בצינור הכיול).הגדר את זמן ההחלפה של המסיט.לאחר שמצב העבודה יציב, הפעל את שסתום הסולנואיד, התחל בתזמון והעביר בו זמנית את המים בצנרת למיכל התיקון.כאשר זמן התזמון חלף, שסתום הסולנואיד מנותק.בשלב זה, המים מועברים שוב לצינור הכיול.הפחת את מהירות מנוע משאבת המים, ייצב אותו במהירות מסוימת וקרא נתונים רלוונטיים.לאחר מכן רוקנו את המים וכיילו את הנקודה הבאה.

2.5 מיתוג ידני / אוטומטי ללא הפרעה
על מנת להקל על תחזוקה ואיתור באגים של המערכת, מיועדת למערכת מקלדת ידנית.המפעיל יכול לשלוט בפעולה של שסתום באופן עצמאי דרך המקלדת, שאינה מוגבלת על ידי נעילה.המערכת מאמצת מודול I/O מרחוק של NAIS, שיכול לגרום למקלדת לפעול במקומות שונים.במהלך החלפה ידנית / אוטומטית, מצב השסתום נשאר ללא שינוי.
המערכת מאמצת PLC כבקר הראשי, מה שמפשט את המערכת ומבטיח אמינות גבוהה ותחזוקה קלה של המערכת;PROFIBUS מיישמת שידור נתונים מלא, מונע הפרעות אלקטרומגנטיות וגורם למערכת לעמוד בדרישות הדיוק של התכנון;שיתוף נתונים בין מכשירים שונים מתממש;הגמישות של PROFIBUS מספקת תנאים נוחים להרחבת המערכת.ערכת עיצוב המערכת עם אוטובוס השדה התעשייתי כהליבה תהפוך לזרם המרכזי של יישומים תעשייתיים.