PLC-ზე დაფუძნებული ჰიდრავლიკური ტურბინის სიჩქარის კონტროლის სისტემის შემუშავება და კვლევა

1 შესავალი
ტურბინის გუბერნატორი არის ჰიდროელექტროსადგურების ორი ძირითადი მარეგულირებელი მოწყობილობა.ის არა მხოლოდ ასრულებს სიჩქარის რეგულირების როლს, არამედ ახორციელებს სხვადასხვა სამუშაო პირობების კონვერტაციას და სიხშირეს, სიმძლავრეს, ფაზურ კუთხეს და ჰიდროელექტროსადგურების სხვა კონტროლს და იცავს წყლის ბორბალს.გენერატორის ნაკრების ამოცანა.ტურბინის გუბერნატორებმა გაიარეს განვითარების სამი ეტაპი: მექანიკური ჰიდრავლიკური გუბერნატორები, ელექტროჰიდრავლიკური გუბერნატორები და მიკროკომპიუტერის ციფრული ჰიდრავლიკური გუბერნატორები.ბოლო წლებში ტურბინის სიჩქარის კონტროლის სისტემებში დაინერგა პროგრამირებადი კონტროლერები, რომლებსაც აქვთ ძლიერი ჩარევის საწინააღმდეგო უნარი და მაღალი საიმედოობა;მარტივი და მოსახერხებელი პროგრამირება და ოპერაცია;მოდულური სტრუქტურა, კარგი მრავალფეროვნება, მოქნილობა და მოსახერხებელი მოვლა;მას აქვს ძლიერი კონტროლის ფუნქცია და მართვის უნარი;პრაქტიკულად დამოწმებულია.
ამ ნაშრომში, შემოთავაზებულია PLC ჰიდრავლიკური ტურბინის ორმაგი რეგულირების სისტემის კვლევა და პროგრამირებადი კონტროლერი გამოიყენება სახელმძღვანელო ფანჯრის და ბალიშის ორმაგი რეგულირების განსახორციელებლად, რაც აუმჯობესებს გზამკვლევი ფლოტისა და ფანჯრის კოორდინაციის სიზუსტეს. წყლის თავები.პრაქტიკა გვიჩვენებს, რომ ორმაგი კონტროლის სისტემა აუმჯობესებს წყლის ენერგიის ათვისების მაჩვენებელს.

2. ტურბინის რეგულირების სისტემა

2.1 ტურბინის რეგულირების სისტემა
ტურბინის სიჩქარის კონტროლის სისტემის ძირითადი ამოცანაა ტურბინის სახელმძღვანელო ფლოტების გახსნის შეცვლა გუბერნატორის მეშვეობით, როდესაც ენერგოსისტემის დატვირთვა იცვლება და ბლოკის ბრუნვის სიჩქარე გადახრილია, ისე რომ ტურბინის ბრუნვის სიჩქარე ინახება მითითებულ დიაპაზონში, რათა გენერატორის ბლოკი იმუშაოს.გამომავალი სიმძლავრე და სიხშირე აკმაყოფილებს მომხმარებლის მოთხოვნებს.ტურბინის რეგულირების ძირითადი ამოცანები შეიძლება დაიყოს სიჩქარის რეგულირებად, აქტიური სიმძლავრის რეგულირებად და წყლის დონის რეგულირებად.

2.2 ტურბინის რეგულირების პრინციპი
ჰიდროგენერატორის ბლოკი არის ერთეული, რომელიც წარმოიქმნება ჰიდროტურბინისა და გენერატორის შეერთებით.ჰიდროგენერატორის ნაკრების მბრუნავი ნაწილი არის ხისტი სხეული, რომელიც ბრუნავს ფიქსირებული ღერძის გარშემო და მისი განტოლება შეიძლება აღწერილი იყოს შემდეგი განტოლებით:

ფორმულაში
—— ერთეულის მბრუნავი ნაწილის ინერციის მომენტი (კგ მ2)
——ბრუნვის კუთხური სიჩქარე (რადი/წმ)
——ტურბინის ბრუნვა (N/m), გენერატორის მექანიკური და ელექტრული დანაკარგების ჩათვლით.
——გენერატორის წინააღმდეგობის ბრუნვა, რომელიც ეხება გენერატორის სტატორის მოქმედ ბრუნვას როტორზე, მისი მიმართულება ბრუნვის მიმართულების საპირისპიროა და წარმოადგენს გენერატორის აქტიურ გამომავალ სიმძლავრეს, ანუ დატვირთვის ზომას.

როდესაც დატვირთვა იცვლება, სახელმძღვანელო ფანჯრის გახსნა უცვლელი რჩება და ერთეულის სიჩქარე მაინც შეიძლება დასტაბილურდეს გარკვეულ მნიშვნელობაზე.იმის გამო, რომ სიჩქარე გადაიხრება შეფასებული მნიშვნელობიდან, საკმარისი არ არის დაეყრდნოთ თვითდაბალანსების რეგულირების უნარს სიჩქარის შესანარჩუნებლად.დატვირთვის ცვლილების შემდეგ დანადგარის სიჩქარის თავდაპირველ ნომინალურ მნიშვნელობაზე შესანარჩუნებლად, სურათი 1-დან ჩანს, რომ საჭიროა შესაბამისად შეიცვალოს გზამკვლევი ფარდის გახსნა.როდესაც დატვირთვა მცირდება, როდესაც წინააღმდეგობის ბრუნი იცვლება 1-დან 2-მდე, სახელმძღვანელო ფანჯრის გახსნა შემცირდება 1-მდე და შენარჩუნდება დანაყოფის სიჩქარე.შესაბამისად, დატვირთვის ცვლილებით, შესაბამისად იცვლება წყალგამყვანი მექანიზმის გახსნა, რათა ჰიდროგენერატორის ბლოკის სიჩქარე შენარჩუნდეს წინასწარ განსაზღვრულ სიდიდეზე, ან იცვლება წინასწარ განსაზღვრული კანონის მიხედვით.ეს პროცესი არის ჰიდროგენერატორის ბლოკის სიჩქარის რეგულირება., ან ტურბინის რეგულირება.

3. PLC ჰიდრავლიკური ტურბინის ორმაგი რეგულირების სისტემა
ტურბინის გუბერნატორმა უნდა აკონტროლოს წყლის სახელმძღვანელო ფლოტების გახსნა, რათა დაარეგულიროს ნაკადი ტურბინის გამტარში, რითაც ცვლის ტურბინის დინამიურ ბრუნვას და აკონტროლებს ტურბინის ერთეულის სიხშირეს.თუმცა, ღერძულ-ნაკადის მბრუნავი ტურბინის მუშაობის დროს, გუბერნატორმა უნდა დაარეგულიროს არა მხოლოდ გზამკვლევი ფლოტების გახსნა, არამედ მორბენალი პირების კუთხე უნდა შეცვალოს გზამკვლევი ფანჯრის მიმდევრის დარტყმისა და წყლის მნიშვნელობის მიხედვით. ისე, რომ გზამკვლევი ფანქარი და ფანქარი ერთმანეთთან არის დაკავშირებული.შეინარჩუნეთ მათ შორის თანამშრომლობითი ურთიერთობა, ანუ კოორდინაციის ურთიერთობა, რომელსაც შეუძლია გააუმჯობესოს ტურბინის ეფექტურობა, შეამციროს დანის კავიტაცია და განყოფილების ვიბრაცია და გაზარდოს ტურბინის მუშაობის სტაბილურობა.
PLC საკონტროლო ტურბინის ფირის სისტემის აპარატურა ძირითადად შედგება ორი ნაწილისგან, კერძოდ, PLC კონტროლერი და ჰიდრავლიკური სერვო სისტემა.პირველ რიგში, მოდით განვიხილოთ PLC კონტროლერის აპარატურის სტრუქტურა.

3.1 PLC კონტროლერი
PLC კონტროლერი ძირითადად შედგება შეყვანის, PLC ძირითადი განყოფილებისა და გამომავალი განყოფილებისგან.შეყვანის ერთეული შედგება A/D მოდულისა და ციფრული შეყვანის მოდულისგან, ხოლო გამომავალი ერთეული შედგება D/A მოდულისა და ციფრული შეყვანის მოდულისგან.PLC კონტროლერი აღჭურვილია LED ციფრული დისპლეით, რეალურ დროში სისტემის PID პარამეტრების, ფენის მიმდევრის პოზიციის, გიდის ფენის მიმდევრის პოზიციისა და წყლის სათაურის მნიშვნელობის დაკვირვებისთვის.ასევე მოწოდებულია ანალოგური ვოლტმეტრი, რომელიც აკონტროლებს ფენის მიმდევრის პოზიციებს მიკროკომპიუტერის კონტროლერის გაუმართაობის შემთხვევაში.

3.2 ჰიდრავლიკური შემდგომი სისტემა
ჰიდრავლიკური სერვო სისტემა არის ტურბინის ფლოტის კონტროლის სისტემის მნიშვნელოვანი ნაწილი.კონტროლერის გამომავალი სიგნალი ჰიდრავლიკურად არის გაძლიერებული, რათა აკონტროლოს ფირის მიმდევრის მოძრაობა, რითაც რეგულირდება სარბენი პირების კუთხე.ჩვენ მივიღეთ პროპორციული სარქვლის კონტროლის ძირითადი წნევის სარქვლის ტიპის ელექტროჰიდრავლიკური კონტროლის სისტემის და ტრადიციული მანქანა-ჰიდრავლიკური კონტროლის სისტემის კომბინაცია ელექტროჰიდრავლიკური პროპორციული სარქვლისა და მანქანა-ჰიდრავლიკური სარქვლის პარალელური ჰიდრავლიკური კონტროლის სისტემის შესაქმნელად, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 2. ჰიდრავლიკური შემდეგი - up სისტემა ტურბინის პირებისთვის.

ჰიდრავლიკური შემდგომი სისტემა ტურბინის პირებისთვის
როდესაც PLC კონტროლერი, ელექტროჰიდრავლიკური პროპორციული სარქველი და პოზიციის სენსორი ნორმალურია, PLC ელექტროჰიდრავლიკური პროპორციული კონტროლის მეთოდი გამოიყენება ტურბინის ფანჯრის სისტემის დასარეგულირებლად, პოზიციის უკუკავშირის მნიშვნელობა და კონტროლის გამომავალი მნიშვნელობა გადაიცემა ელექტრული სიგნალებით და სიგნალები სინთეზირებულია PLC კონტროლერის მიერ.დამუშავებისა და გადაწყვეტილების მიღებისას, დაარეგულირეთ ძირითადი წნევის გამანაწილებელი სარქვლის სარქვლის გახსნა პროპორციული სარქვლის მეშვეობით, რათა აკონტროლოთ ფირის მიმდევრის პოზიცია და შეინარჩუნოთ თანამშრომლობითი ურთიერთობა გზამკვლევ ფენას, წყლის თავსა და ფურცელს შორის.ელექტროჰიდრავლიკური პროპორციული სარქველით კონტროლირებული ტურბინის სარქვლის სისტემას აქვს მაღალი სინერგიული სიზუსტე, მარტივი სისტემის სტრუქტურა, ძლიერი ნავთობის დაბინძურების წინააღმდეგობა და მოსახერხებელია PLC კონტროლერთან ინტერფეისი მიკროკომპიუტერის ავტომატური კონტროლის სისტემის შესაქმნელად.

მექანიკური შემაერთებელი მექანიზმის შენარჩუნების გამო, ელექტროჰიდრავლიკური პროპორციული კონტროლის რეჟიმში, მექანიკური შემაერთებელი მექანიზმი ასევე მუშაობს სინქრონულად სისტემის მუშაობის სტატუსის თვალყურის დევნებისთვის.თუ PLC ელექტროჰიდრავლიკური პროპორციული კონტროლის სისტემა ვერ ხერხდება, გადართვის სარქველი დაუყოვნებლივ იმოქმედებს და მექანიკური შემაერთებელი მექანიზმი ძირითადად აკონტროლებს ელექტროჰიდრავლიკური პროპორციული კონტროლის სისტემის მუშაობის მდგომარეობას.გადართვისას, სისტემაზე ზემოქმედება მცირეა, ხოლო ფანჯრის სისტემას შეუძლია შეუფერხებლად გადავიდეს მექანიკური ასოციაციის კონტროლის რეჟიმში, დიდად იძლევა სისტემის მუშაობის საიმედოობის გარანტიას.

როდესაც ჩვენ დავაპროექტეთ ჰიდრავლიკური წრე, ჩვენ განვაახლეთ ჰიდრავლიკური კონტროლის სარქვლის სარქვლის კორპუსი, სარქვლის კორპუსის და სარქვლის ყდის შესატყვისი ზომა, სარქვლის კორპუსის და ძირითადი წნევის სარქვლის შეერთების ზომა და მექანიკური ზომა. დამაკავშირებელი ღერო ჰიდრავლიკურ სარქველსა და ძირითადი წნევის გამანაწილებელ სარქველს შორის იგივეა, რაც თავდაპირველი.ინსტალაციის დროს საჭიროა მხოლოდ ჰიდრავლიკური სარქვლის სარქვლის კორპუსის შეცვლა და სხვა ნაწილების შეცვლა.მთელი ჰიდრავლიკური კონტროლის სისტემის სტრუქტურა ძალიან კომპაქტურია.მექანიკური სინერგიის მექანიზმის სრულად შენარჩუნების საფუძველზე, ემატება ელექტროჰიდრავლიკური პროპორციული კონტროლის მექანიზმი, რათა ხელი შეუწყოს PLC კონტროლერთან ინტერფეისს ციფრული სინერგიის კონტროლის განსახორციელებლად და ტურბინის საფენის სისტემის კოორდინაციის სიზუსტის გასაუმჯობესებლად.;და სისტემის ინსტალაცია და გამართვის პროცესი ძალიან მარტივია, რაც ამცირებს ჰიდრავლიკური ტურბინის ერთეულის შეფერხებას, ხელს უწყობს ჰიდრავლიკური ტურბინის ჰიდრავლიკური კონტროლის სისტემის ტრანსფორმაციას და აქვს კარგი პრაქტიკული ღირებულება.ადგილზე ფაქტობრივი ექსპლუატაციის დროს სისტემა მაღალ შეფასებას იძენს ელექტროსადგურის საინჟინრო და ტექნიკური პერსონალის მიერ და ითვლება, რომ მისი პოპულარიზაცია და გამოყენება შესაძლებელია მრავალი ჰიდროელექტროსადგურის მმართველის ჰიდრავლიკურ სერვო სისტემაში.

3.3 სისტემის პროგრამული უზრუნველყოფის სტრუქტურა და განხორციელების მეთოდი
PLC-ით კონტროლირებული ტურბინის ფლოტის სისტემაში ციფრული სინერგიის მეთოდი გამოიყენება სინერგიული ურთიერთობის გასაცნობად გზამკვლევ ფლოტებს, წყლის თავსა და ფლოტის გახსნას შორის.ტრადიციულ მექანიკურ სინერგიულ მეთოდთან შედარებით, ციფრული სინერგიის მეთოდს აქვს მარტივი პარამეტრის შემცირების უპირატესობები, აქვს მოსახერხებელი გამართვისა და შენარჩუნების უპირატესობები და ასოციაციის მაღალი სიზუსტე.ფარდის მართვის სისტემის პროგრამული სტრუქტურა ძირითადად შედგება სისტემის კორექტირების ფუნქციის პროგრამისგან, კონტროლის ალგორითმის პროგრამისა და დიაგნოსტიკის პროგრამისგან.ქვემოთ განვიხილავთ პროგრამის ზემოაღნიშნული სამი ნაწილის რეალიზაციის მეთოდებს შესაბამისად.რეგულირების ფუნქციის პროგრამა ძირითადად მოიცავს სინერგიის ქვეპროგრამას, ფანჯრის გაშვების ქვეპროგრამას, ფანჯრის შეჩერების ქვეპროგრამას და ფანჯრის დატვირთვის დაქვეითების ქვეპროგრამას.როდესაც სისტემა მუშაობს, ის ჯერ იდენტიფიცირებს და განსჯის მიმდინარე ოპერაციულ მდგომარეობას, შემდეგ იწყებს პროგრამული უზრუნველყოფის შეცვლას, ახორციელებს შესაბამის კორექტირების ფუნქციის ქვეპროგრამას და ითვლის ფენის მიმდევრის მნიშვნელობას.
(1) ასოციაციის ქვეპროგრამა
ტურბინის ბლოკის მოდელის ტესტის საშუალებით, შესაძლებელია მიღებულ იქნას გაზომილი წერტილების ჯგუფი ერთობლივ ზედაპირზე.ტრადიციული მექანიკური სახსრის კამერა მზადდება ამ გაზომილი წერტილების საფუძველზე, ხოლო ციფრული შეერთების მეთოდი ასევე იყენებს ამ გაზომილ წერტილებს სახსრების მოსახვევების ნაკრების დასახატად.ასოციაციის მრუდზე ცნობილი წერტილების კვანძების არჩევით და ბინარული ფუნქციის ცალმხრივი წრფივი ინტერპოლაციის მეთოდის გამოყენებით, შეიძლება მივიღოთ ასოციაციის ამ ხაზზე არაკვანძების ფუნქციის მნიშვნელობა.
(2) ფარის გაშვების ქვეპროგრამა
გაშვების კანონის შესწავლის მიზანია აგრეგატის გაშვების დროის შემცირება, ბიძგების ტარების დატვირთვის შემცირება და გენერატორის ქსელთან დაკავშირებული პირობების შექმნა.
(3) ფარის გაჩერების ქვეპროგრამა
ფარების დახურვის წესები ასეთია: როდესაც კონტროლერი იღებს გამორთვის ბრძანებას, ფურცლები და მიმავალი ფრთები ერთდროულად იკეტება კოოპერატიული ურთიერთობის მიხედვით, განყოფილების სტაბილურობის უზრუნველსაყოფად: როდესაც სახელმძღვანელო ფლოტის გახსნა ნაკლებია. ვიდრე დატვირთვის გარეშე გახსნა, ფრთები ჩამორჩება როდესაც წინამორბედი ფანქარი ნელა იხურება, ფარსა და წინამძღოლის შორის თანამშრომლობა აღარ არის შენარჩუნებული;როდესაც ერთეულის სიჩქარე დაეცემა ნომინალური სიჩქარის 80%-ზე დაბლა, ფანქარი ხელახლა იხსნება საწყისი კუთხით Φ0, მზად არის შემდეგი გაშვებისთვის მომზადება.
(4) დანის დატვირთვის უარყოფის ქვეპროგრამა
დატვირთვის უარყოფა ნიშნავს, რომ დატვირთვის მქონე დანადგარი მოულოდნელად გათიშულია ელექტრო ქსელიდან, რაც აქცევს ბლოკს და წყლის გადამისამართების სისტემას ცუდ მდგომარეობაში, რაც პირდაპირ კავშირშია ელექტროსადგურისა და ბლოკის უსაფრთხოებასთან.როდესაც დატვირთვა იშლება, გუბერნატორი ექვივალენტურია დამცავი მოწყობილობისა, რომელიც აიძულებს სახელმძღვანელო ფურცლებს და ფრთებს დაუყონებლივ დახუროს მანამ, სანამ ერთეულის სიჩქარე არ დაეცემა ნომინალური სიჩქარის სიახლოვეს.სტაბილურობა.ამიტომ, დატვირთვის ფაქტობრივი დაქვეითებისას, ფურცლები ზოგადად იხსნება გარკვეული კუთხით.ეს გახსნა მიიღება ფაქტობრივი ელექტროსადგურის დატვირთვის შემცირების ტესტის საშუალებით.მას შეუძლია უზრუნველყოს, რომ როდესაც განყოფილება ხსნის დატვირთვას, არა მხოლოდ სიჩქარის ზრდა მცირეა, არამედ დანადგარი შედარებით სტაბილურია..

4. დასკვნა
ჩემი ქვეყნის ჰიდრავლიკური ტურბინების მმართველი ინდუსტრიის ამჟამინდელი ტექნიკური მდგომარეობის გათვალისწინებით, ეს ნაშრომი ეხება ახალ ინფორმაციას ჰიდრავლიკური ტურბინის სიჩქარის კონტროლის სფეროში სახლში და მის ფარგლებს გარეთ, და იყენებს პროგრამირებადი ლოგიკური კონტროლერის (PLC) ტექნოლოგიას სიჩქარის კონტროლისთვის. ჰიდრავლიკური ტურბინის გენერატორის ნაკრები.პროგრამის კონტროლერი (PLC) არის ღერძული ნაკადის პადლის ტიპის ჰიდრავლიკური ტურბინის ორმაგი რეგულირების სისტემის ბირთვი.პრაქტიკული გამოყენება გვიჩვენებს, რომ სქემა მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს კოორდინაციის სიზუსტეს საყრდენსა და ფანჯს შორის წყლის სათავე პირობების სხვადასხვა პირობებში და აუმჯობესებს წყლის ენერგიის გამოყენების სიჩქარეს.