A bancada de teste do modelo de turbina hidráulica desempenha um papel importante no desenvolvimento da tecnologia hidrelétrica.É um equipamento importante para melhorar a qualidade dos produtos hidrelétricos e otimizar o desempenho das unidades.A produção de qualquer corredor deve primeiro desenvolver um modelo de corredor e testar o modelo simulando os medidores reais da estação hidrelétrica no banco de teste do maquinário hidráulico de alta altura.Se todos os dados atenderem aos requisitos dos usuários, o corredor poderá ser produzido oficialmente.Portanto, alguns fabricantes estrangeiros de equipamentos hidrelétricos têm várias bancadas de teste de altura de água para atender às necessidades de várias funções.Por exemplo, a empresa neyrpic da França possui cinco bancos de teste de modelos avançados de alta precisão;A Hitachi e a Toshiba têm cinco modelos de bancadas de teste com uma altura de água de mais de 50m.De acordo com as necessidades de produção, um grande instituto de pesquisa de máquinas elétricas projetou um banco de teste de alta pressão de água com funções completas e alta precisão, que pode realizar testes de modelo em máquinas tubulares, de fluxo misto, de fluxo axial e hidráulica reversível, respectivamente, e a cabeça de água pode chegar a 150m.A bancada de teste pode se adaptar ao teste de modelo de unidades verticais e horizontais.A bancada de teste é projetada com duas estações a e B. quando a estação a funciona, a estação B é instalada, o que pode encurtar o ciclo de teste.A. B duas estações compartilham um conjunto de sistema de controle elétrico e sistema de teste.O sistema de controle elétrico tem o PROFIBUS como o núcleo, o NAIS fp10sh PLC como o controlador principal e o IPC (computador de controle industrial) realiza o controle centralizado.O sistema adota a tecnologia fieldbus para realizar o modo de controle totalmente digital avançado, o que garante a confiabilidade, segurança e fácil manutenção do sistema.É um sistema de controle de teste de máquinas de conservação de água com alto grau de automação na China.Composição do sistema de controle
A bancada de teste de altura de água consiste em dois motores de bomba com potência de 550KW e faixa de velocidade de 250 ~ 1100r/min, que aceleram o fluxo de água na tubulação para os medidores de altura de água exigidos pelo usuário e mantêm a altura de água funcionando suavemente.Os parâmetros do corredor são monitorados pelo dinamômetro.A potência do motor do dinamômetro é de 500kW, a velocidade está entre 300 ~ 2300r / min, e há um dinamômetro nas estações a e B. O princípio da bancada de teste de máquinas hidráulicas de alta cabeça é mostrado na Figura 1. O sistema requer que o a precisão do controle do motor é inferior a 0,5% e o MTBF é superior a 5.000 horas.Após muita pesquisa, o sistema de regulação de velocidade DCS500 DC produzido por uma empresa * * * é selecionado.O DCS500 pode receber comandos de controle de duas maneiras.Uma é receber sinais de 4 ~ 20mA para atender aos requisitos de velocidade;A segunda é adicionar módulo PROFIBUS DP para receber em modo digital para atender os requisitos de velocidade.O primeiro método tem controle simples e preço baixo, mas será perturbado na transmissão atual e afetará a precisão do controle;Embora o segundo método seja caro, ele pode garantir a precisão dos dados e controlar a precisão no processo de transmissão.Portanto, o sistema adota quatro DCS500 para controlar dois dinamômetros e dois motores de bomba d'água, respectivamente.Como estação escrava PROFIBUS DP, os quatro dispositivos se comunicam com a estação mestre PLC no modo mestre-escravo.O PLC controla a partida/parada do dinamômetro e do motor da bomba d'água, transmite a velocidade de funcionamento do motor para DCS500 através do PROFIBUS DP e obtém o estado de funcionamento do motor e os parâmetros do DCS500.
O PLC seleciona o módulo afp37911 produzido pela NAIS Europe como a estação mestra, que suporta os protocolos FMS e DP ao mesmo tempo.O módulo é a estação principal do FMS, que realiza a comunicação do modo principal principal com o IPC e o sistema de aquisição de dados;É também a estação mestre DP, que realiza a comunicação mestre-escravo com o DCS500.
Todos os parâmetros do dinamômetro serão coletados e exibidos na tela através da VXI Bus Technology (outros parâmetros serão coletados pela empresa VXI).O IPC se conecta ao sistema de aquisição de dados através do FMS para completar a comunicação.A composição de todo o sistema é mostrada na Figura 2.
1.1 fieldbus PROFIBUS é um padrão formulado por 13 empresas e 5 instituições de pesquisa científica no projeto de desenvolvimento conjunto.Ele foi listado no padrão europeu en50170 e é um dos padrões de fieldbus industriais recomendados na China.Inclui os seguintes formulários:
·O PROFIBUS FMS resolve as tarefas gerais de comunicação em nível de oficina, fornece um grande número de serviços de comunicação e completa as tarefas de comunicação cíclicas e não cíclicas com velocidade de transmissão média.O módulo Profibus do NAIS suporta a taxa de comunicação de 1,2mbps e não suporta o modo de comunicação cíclico.Ele só pode se comunicar com outras estações mestre FMS usando MMA transmissão de dados não cíclica conexão mestre e o módulo não é compatível com FMS.Portanto, ele não pode usar apenas uma forma de PROFIBUS no projeto do esquema.
·PROFIBUS-DP conexão de comunicação otimizada de alta velocidade e barata é projetada para comunicação entre sistema de controle automático e E/S descentralizada em nível de equipamento. Como DP e FMS adotam o mesmo protocolo de comunicação, eles podem coexistir no mesmo segmento de rede.Entre NAIS e a, msaz transmissão de dados não cíclica conexão mestre-escravo estação escrava não se comunica ativamente.
·PROFIBUS PA tecnologia de transmissão intrinsecamente segura padrão especialmente projetada para automação de processos realiza os procedimentos de comunicação especificados em iec1158-2 para ocasiões com altos requisitos de segurança e estações alimentadas pelo barramento.O meio de transmissão utilizado no sistema é par trançado blindado em cobre o protocolo de comunicação é RS485 e a taxa de comunicação é de 500kbps.A aplicação de fieldbus industrial garante a segurança e confiabilidade do sistema.
1.2 computador de controle industrial IPC
O computador de controle industrial superior adota o computador de controle industrial Taiwan Advantech executando o sistema operacional de estação de trabalho Windows NT4 0 O software de configuração industrial WinCC da empresa Siemens é usado para exibir as informações de condição operacional do sistema na tela grande e representar graficamente o fluxo da tubulação e bloqueio.Todos os dados são transmitidos do PLC via PROFIBUS.O IPC é equipado internamente com uma placa de rede profiboard produzida pela empresa alemã de softing, que é especialmente projetada para PROFIBUS.Através do software de configuração fornecido pelo softing, a rede pode ser completada, a relação de comunicação da rede Cr (relação de comunicação) e o dicionário de objetos OD (dicionário de objetos) podem ser estabelecidos.O WINCC é produzido pela Siemens.Ele só suporta conexão direta com o CLP S5/S7 da empresa, e só pode se comunicar com outros CLPs através da tecnologia DDE fornecida pelo Windows.A empresa Softing fornece software de servidor DDE para realizar a comunicação PROFIBUS com WinCC.
1.3 PLC
Fp10sh da empresa NAIS é selecionado como PLC.
2 funções do sistema de controle
Além de controlar dois motores de bomba de água e dois dinamômetros, o sistema de controle também precisa controlar 28 válvulas elétricas, 4 motores de peso, 8 motores de bomba de óleo, 3 motores de bomba de vácuo, 4 motores de bomba de drenagem de óleo e 2 válvulas solenóides de lubrificação.A direção do fluxo e o fluxo de água são controlados através do interruptor de válvulas para atender aos requisitos de teste dos usuários.
2.1 cabeça constante
Ajuste a velocidade da bomba de água: torne-a estável em um determinado valor, e a cabeça da água é certa neste momento;Ajuste a velocidade do dinamômetro para um determinado valor e colete dados relevantes após a condição de trabalho ser estável por 2 a 4 minutos.Durante o teste, é necessário manter a altura da água inalterada.Um disco de código é colocado no motor da bomba de água para coletar a velocidade do motor, de modo que o DCS500 forme um controle de malha fechada.A velocidade da bomba de água é inserida pelo teclado IPC.
2.2 velocidade constante
Ajuste a velocidade do dinamômetro para torná-lo estável em um determinado valor.Neste momento, a velocidade do dinamômetro é constante;Ajuste a velocidade da bomba para um determinado valor (ou seja, ajuste a altura manométrica) e colete dados relevantes depois que a condição de trabalho estiver estável por 2 ~ 4 minutos.DCS500 forma um circuito fechado para a velocidade do dinamômetro para estabilizar a velocidade do dinamômetro.
2.3 teste de fuga
Ajuste a velocidade do dinamômetro para um determinado valor e mantenha a velocidade do dinamômetro inalterada ajuste a velocidade da bomba d'água para que o torque de saída do dinamômetro fique próximo de zero (nesta condição de trabalho, o dinamômetro opera para geração de energia e operação elétrica) e coletar dados relevantes.Durante o teste, a velocidade do motor da bomba de água deve permanecer inalterada e ajustada pelo DCS500.
2.4 calibração de fluxo
O sistema está equipado com dois tanques de correção de vazão para calibrar o medidor de vazão no sistema.Antes da calibração, primeiro determine o valor de fluxo marcado, depois ligue o motor da bomba de água e ajuste continuamente a velocidade do motor da bomba de água.Neste momento, preste atenção ao valor do fluxo.Quando o valor da vazão atingir o valor requerido, estabilize o motor da bomba d'água na velocidade atual (neste momento, a água circula na tubulação de calibração).Defina o tempo de comutação do defletor.Depois que a condição de trabalho estiver estável, ligue a válvula solenoide, comece a cronometrar e troque a água na tubulação para o tanque de correção ao mesmo tempo.Quando o tempo de tempo termina, a válvula solenoide é desconectada.Neste momento, a água é comutada novamente para a tubulação de calibração.Reduza a velocidade do motor da bomba de água, estabilize-o em uma determinada velocidade e leia os dados relevantes.Em seguida, drene a água e calibre o próximo ponto.
2.5 comutação manual / automática sem perturbações
Para facilitar a manutenção e depuração do sistema, um teclado manual é projetado para o sistema.O operador pode controlar a ação de uma válvula de forma independente através do teclado, que não é limitado pelo intertravamento.O sistema adota o módulo de E/S remoto NAIS, que pode fazer o teclado operar em diferentes lugares.Durante a comutação manual/automática, o estado da válvula permanece inalterado.
O sistema adota o PLC como controlador principal, o que simplifica o sistema e garante alta confiabilidade e fácil manutenção do sistema;O PROFIBUS realiza a transmissão completa de dados, evita interferência eletromagnética e faz com que o sistema atenda aos requisitos de precisão do projeto;O compartilhamento de dados entre diferentes dispositivos é realizado;A flexibilidade do PROFIBUS oferece condições convenientes para a expansão do sistema.O esquema de projeto do sistema com fieldbus industrial como o núcleo se tornará o mainstream da aplicação industrial.
Horário da postagem: 17 de fevereiro de 2022
