Testbank voor hydraulische turbinemodellen speelt een belangrijke rol bij de ontwikkeling van waterkrachttechnologie.Het is een belangrijke uitrusting om de kwaliteit van waterkrachtproducten te verbeteren en de prestaties van eenheden te optimaliseren.De productie van een loper moet eerst een modelloper ontwikkelen en het model testen door de werkelijke hoogtemeters van de waterkrachtcentrale te simuleren op het testbed voor hydraulische machines met hoge kop.Als alle gegevens voldoen aan de eisen van gebruikers, kan de loper officieel worden geproduceerd.Daarom hebben sommige buitenlandse fabrikanten van waterkrachtapparatuur verschillende testbanken voor hoge waterstanden om aan de behoeften van verschillende functies te voldoen.Het Franse neyrpic-bedrijf heeft bijvoorbeeld vijf geavanceerde testbanken met hoge precisie;Hitachi en Toshiba hebben vijf modeltestbanken met een waterhoogte van meer dan 50 meter.Volgens de productiebehoeften heeft een groot onderzoeksinstituut voor elektrische machines een testbed met hoge waterdruk ontworpen met volledige functies en hoge precisie, dat modeltests kan uitvoeren op respectievelijk buisvormige, gemengde stroming, axiale stroming en omkeerbare hydraulische machines, en het waterhoofd kan 150m bereiken.De testbank kan worden aangepast aan de modeltest van verticale en horizontale eenheden.De testbank is ontworpen met twee stations a en B. wanneer station a werkt, wordt station B geïnstalleerd, wat de testcyclus kan verkorten.A. B twee stations delen één set elektrisch regelsysteem en testsysteem.Het elektrische besturingssysteem neemt PROFIBUS als kern, NAIS fp10sh PLC als hoofdcontroller en IPC (industriële besturingscomputer) realiseert gecentraliseerde besturing.Het systeem maakt gebruik van veldbustechnologie om de geavanceerde volledig digitale besturingsmodus te realiseren, die de betrouwbaarheid, veiligheid en eenvoudig onderhoud van het systeem garandeert.Het is een testbesturingssysteem voor waterbehoudmachines met een hoge mate van automatisering in China.Samenstelling van controlesysteem:
De testbank met hoog waterhoofd bestaat uit twee pompmotoren met een vermogen van 550 kW en een snelheidsbereik van 250 ~ 1100r / min, die de waterstroom in de pijpleiding naar de door de gebruiker vereiste waterhoogtemeters versnellen en de waterkop draaiende houden vlot.De parameters van de loper worden gecontroleerd door de rollenbank.Het motorvermogen van de dynamometer is 500 kW, de snelheid ligt tussen 300 ~ 2300 r / min, en er is één dynamometer op stations a en B. Het principe van een testbank voor hydraulische machines met hoge kop wordt getoond in figuur 1. Het systeem vereist dat de de nauwkeurigheid van de motorbesturing is minder dan 0,5% en de MTBF is groter dan 5000 uur.Na veel onderzoek is gekozen voor een DCS500 DC-snelheidsregelsysteem geproduceerd door een * * * bedrijf.DCS500 kan op twee manieren stuurcommando's ontvangen.Een daarvan is om 4 ~ 20mA-signalen te ontvangen om aan de snelheidsvereisten te voldoen;De tweede is om PROFIBUS DP-module toe te voegen om in digitale modus te ontvangen om aan de snelheidsvereisten te voldoen.De eerste methode heeft een eenvoudige bediening en een lage prijs, maar deze zal worden verstoord in de huidige transmissie en de regelnauwkeurigheid beïnvloeden;Hoewel de tweede methode duur is, kan deze de nauwkeurigheid van gegevens en de controlenauwkeurigheid in het transmissieproces garanderen.Daarom gebruikt het systeem vier DCS500 om respectievelijk twee dynamometers en twee waterpompmotoren aan te sturen.Als PROFIBUS DP-slavestation communiceren de vier apparaten in master-slave-modus met de masterstation-PLC.De PLC regelt de start/stop van de rollenbank en de waterpompmotor, verzendt de motorsnelheid naar de DCS500 via PROFIBUS DP en verkrijgt de bedrijfsstatus en parameters van de motor van de DCS500.
PLC selecteert de door NAIS Europe geproduceerde afp37911-module als het hoofdstation, dat tegelijkertijd FMS- en DP-protocollen ondersteunt.De module is het hoofdstation van FMS, dat de hoofdmoduscommunicatie met IPC en data-acquisitiesysteem realiseert;Het is ook het DP-masterstation, dat master-slave-communicatie met DCS500 realiseert.
Alle parameters van de rollenbank worden verzameld en weergegeven op het scherm via VXI Bus Technology (andere parameters worden verzameld door VXI company).IPC maakt via FMS verbinding met het data-acquisitiesysteem om de communicatie te voltooien.De samenstelling van het hele systeem is weergegeven in figuur 2.
1.1 veldbus PROFIBUS is een standaard geformuleerd door 13 bedrijven en 5 wetenschappelijke onderzoeksinstellingen in het gezamenlijke ontwikkelingsproject.Het is opgenomen in de Europese norm en50170 en is een van de industriële veldbusnormen die in China worden aanbevolen.Het omvat de volgende formulieren:
·PROFIBUS FMS lost de algemene communicatietaken op werkplaatsniveau op, levert een groot aantal communicatiediensten en voltooit de cyclische en niet-cyclische communicatietaken met gemiddelde transmissiesnelheid.De Profibus-module van NAIS ondersteunt de communicatiesnelheid van 1,2 mbps en ondersteunt de cyclische communicatiemodus niet.Het kan alleen communiceren met andere FMS-hoofdstations door gebruik te maken van MMA niet-cyclische datatransmissie hoofdverbinding en de module is niet compatibel met FMS.Daarom kan het niet slechts één vorm van PROFIBUS gebruiken bij het ontwerpen van schema's.
·PROFIBUS-DP geoptimaliseerde snelle en goedkope communicatieverbinding is ontworpen voor communicatie tussen automatisch besturingssysteem en gedecentraliseerde I / O op apparatuurniveau. Omdat DP en FMS hetzelfde communicatieprotocol gebruiken, kunnen ze naast elkaar bestaan in hetzelfde netwerksegment.Tussen NAIS en a, msaz niet-cyclische gegevensoverdracht master-slave-verbinding slave-station communiceert niet actief.
·PROFIBUS PA standaard intrinsiek veilige transmissietechnologie speciaal ontworpen voor procesautomatisering realiseert de communicatieprocedures gespecificeerd in iec1158-2 voor gelegenheden met hoge veiligheidseisen en stations aangedreven door de bus.Het transmissiemedium dat in het systeem wordt gebruikt, is met koper afgeschermd getwist paar het communicatieprotocol is RS485 en de communicatiesnelheid is 500 kbps.De toepassing van industriële veldbus biedt een garantie voor de veiligheid en betrouwbaarheid van het systeem.
1.2 IPC industriële besturingscomputer
De bovenste industriële besturingscomputer gebruikt de Taiwanese Advantech industriële besturingscomputer met Windows NT4 0 werkstationbesturingssysteem WinCC industriële configuratiesoftware van het bedrijf Siemens wordt gebruikt om de bedrijfstoestandinformatie van het systeem op het grote scherm weer te geven en grafisch de pijplijnstroom en blokkade.Alle gegevens worden door de PLC via PROFIBUS verzonden.IPC is intern uitgerust met een profiboard-netwerkkaart van het Duitse softing-bedrijf, die speciaal is ontworpen voor PROFIBUS.Via de configuratiesoftware die door softing wordt geleverd, kan netwerken worden voltooid, netwerkcommunicatierelatie Cr (communicatierelatie) en objectwoordenboek OD (objectwoordenboek) tot stand worden gebracht.WINCC wordt geproduceerd door Siemens.Het ondersteunt alleen directe verbinding met de S5 / S7 PLC van het bedrijf en kan alleen communiceren met andere PLC's via DDE-technologie die door Windows wordt geleverd.Softing company levert DDE-serversoftware om PROFIBUS-communicatie met WinCC te realiseren.
1.3 PLC
Fp10sh van NAIS company is geselecteerd als PLC.
2 controlesysteemfuncties
Naast het aansturen van twee waterpompmotoren en twee dynamometers, moet het besturingssysteem ook 28 elektrische kleppen, 4 gewichtsmotoren, 8 oliepompmotoren, 3 vacuümpompmotoren, 4 olieafvoerpompmotoren en 2 smeermagneetkleppen aansturen.De stroomrichting en waterstroom worden geregeld door de schakelaar van kleppen om aan de testvereisten van gebruikers te voldoen.
2.1 constante kop
Pas de snelheid van de waterpomp aan: maak het stabiel op een bepaalde waarde, en de waterkop is op dit moment zeker;Stel de snelheid van de rollenbank in op een bepaalde waarde en verzamel relevante gegevens nadat de werkconditie 2 ~ 4 minuten stabiel is.Tijdens de test is het vereist om de waterkolom onveranderd te houden.Op de waterpompmotor wordt een codeschijf geplaatst om het motortoerental te verzamelen, zodat de DCS500 een closed-loop regeling vormt.De snelheid van de waterpomp wordt ingevoerd via het IPC-toetsenbord.
2.2 constante snelheid
Pas de snelheid van de rollenbank aan om deze stabiel te maken op een bepaalde waarde.Op dit moment is de snelheid van de rollenbank constant;Pas de pompsnelheid aan op een bepaalde waarde (dwz pas de kop aan) en verzamel relevante gegevens nadat de werkconditie 2 ~ 4 minuten stabiel is.DCS500 vormt een gesloten lus voor de snelheid van de rollenbank om de snelheid van de rollenbank te stabiliseren.
2.3 weggelopen test
Stel de snelheid van de rollenbank in op een bepaalde waarde en houd de snelheid van de rollenbank ongewijzigd pas de snelheid van de waterpomp aan om het uitgangskoppel van de rollenbank bijna nul te maken (onder deze werkomstandigheden werkt de rollenbank voor stroomopwekking en elektrische bediening), en relevante gegevens verzamelen.Tijdens de test moet het toerental van de waterpompmotor ongewijzigd blijven en worden aangepast door DCS500.
2.4 stroomkalibratie
Het systeem is uitgerust met twee flowcorrectietanks voor het kalibreren van de flowmeter in het systeem.Bepaal voor de kalibratie eerst de gemarkeerde stroomwaarde, start vervolgens de waterpompmotor en pas het toerental van de waterpompmotor continu aan.Let op dit moment op de stroomwaarde.Wanneer de stroomwaarde de vereiste waarde bereikt, stabiliseert u de waterpompmotor op de huidige snelheid (op dit moment circuleert er water in de kalibratieleiding).Stel de schakeltijd van de deflector in.Nadat de werkconditie stabiel is, zet u de magneetklep aan, start u de timing en schakelt u tegelijkertijd het water in de pijpleiding naar de correctietank.Wanneer de timingtijd om is, wordt de magneetklep losgekoppeld.Op dit moment wordt het water weer naar de kalibratieleiding geschakeld.Verlaag de snelheid van de waterpompmotor, stabiliseer deze op een bepaalde snelheid en lees relevante gegevens.Tap vervolgens het water af en kalibreer het volgende punt.
2.5 handmatig / automatisch ongestoord schakelen
Om het onderhoud en debuggen van het systeem te vergemakkelijken, is een handmatig toetsenbord ontworpen voor het systeem.De operator kan de werking van een klep onafhankelijk regelen via het toetsenbord, dat niet wordt beperkt door vergrendeling.Het systeem maakt gebruik van de externe I / O-module van NAIS, waardoor het toetsenbord op verschillende plaatsen kan werken.Tijdens handmatige / automatische omschakeling blijft de kleptoestand ongewijzigd.
Het systeem keurt PLC als hoofdcontrolemechanisme goed, die het systeem vereenvoudigt en de hoge betrouwbaarheid en het gemakkelijke onderhoud van het systeem verzekert;PROFIBUS realiseert volledige gegevensoverdracht, vermijdt elektromagnetische interferentie en zorgt ervoor dat het systeem voldoet aan de nauwkeurigheidseisen van het ontwerp;Het delen van gegevens tussen verschillende apparaten wordt gerealiseerd;De flexibiliteit van PROFIBUS biedt gunstige voorwaarden voor de uitbreiding van het systeem.Het systeemontwerpschema met industriële veldbus als kern zal de hoofdstroom van industriële toepassingen worden.
Posttijd: 17 februari-2022
