Стенд для испытаний моделей гидротурбин играет важную роль в развитии гидроэнергетики.Это важное оборудование для улучшения качества продукции гидроэнергетики и оптимизации работы агрегатов.Производство любого рабочего колеса должно сначала разработать модель рабочего колеса и протестировать модель путем имитации реальных напорных метров гидроэлектростанции на испытательном стенде гидравлического оборудования с высоким напором.Если все данные соответствуют требованиям пользователей, бегунок может быть выпущен официально.Поэтому некоторые зарубежные производители гидроэнергетического оборудования имеют несколько стендов для испытаний на высокий напор для удовлетворения потребностей различных функций.Например, французская компания neyrpic имеет пять передовых высокоточных модельных испытательных стендов;Hitachi и Toshiba имеют пять испытательных стендов с напором воды более 50 м.В соответствии с потребностями производства крупный научно-исследовательский институт электрического машиностроения разработал испытательный стенд с высоким напором с полным набором функций и высокой точностью, который может проводить модельные испытания трубчатых, смешанных, осевых и реверсивных гидравлических машин соответственно, и напор воды может достигать 150 м.Испытательный стенд может адаптироваться к модельным испытаниям вертикальных и горизонтальных блоков.Испытательный стенд спроектирован с двумя станциями А и В. Когда работает станция А, устанавливается станция В, что может сократить цикл испытаний.A. B две станции совместно используют один комплект электрической системы управления и тестовой системы.Электрическая система управления использует PROFIBUS в качестве ядра, ПЛК NAIS fp10sh в качестве основного контроллера, а IPC (промышленный управляющий компьютер) осуществляет централизованное управление.В системе используется технология полевой шины для реализации расширенного полностью цифрового режима управления, что обеспечивает надежность, безопасность и простоту обслуживания системы.Это система управления испытаниями оборудования для водного хозяйства с высокой степенью автоматизации в Китае.Состав системы управления
Стенд для испытаний на высокий напор состоит из двух двигателей насосов мощностью 550 кВт и диапазоном скоростей 250 ~ 1100 об/мин, которые ускоряют поток воды в трубопроводе до требуемых пользователем метров напора и поддерживают напор воды в рабочем состоянии. плавно.Параметры бегуна контролируются динамометром.Мощность двигателя динамометра составляет 500 кВт, скорость составляет от 300 до 2300 об/мин, и на станциях А и В имеется один динамометр. Принцип работы стенда для испытаний гидравлических машин с высоким напором показан на рисунке 1. Точность управления двигателем составляет менее 0,5%, а среднее время наработки на отказ превышает 5000 часов.После долгих исследований была выбрана система регулирования скорости постоянного тока DCS500 производства * * * компании.DCS500 может получать команды управления двумя способами.Один из них должен принимать сигналы 4 ~ 20 мА для удовлетворения требований скорости;Во-вторых, добавить модуль PROFIBUS DP для приема в цифровом режиме, чтобы удовлетворить требования скорости.Первый способ имеет простое управление и низкую цену, но будет мешать передаче тока и влиять на точность управления;Хотя второй метод является дорогостоящим, он может обеспечить точность данных и контроль точности в процессе передачи.Таким образом, система использует четыре DCS500 для управления двумя динамометрами и двумя двигателями водяных насосов соответственно.В качестве ведомой станции PROFIBUS DP четыре устройства взаимодействуют с ПЛК ведущей станции в режиме ведущий-ведомый.ПЛК управляет пуском/остановкой двигателя динамометра и водяного насоса, передает скорость вращения двигателя на DCS500 через PROFIBUS DP и получает данные о рабочем состоянии двигателя и параметры от DCS500.
PLC выбирает модуль afp37911 производства NAIS Europe в качестве мастер-станции, которая одновременно поддерживает протоколы FMS и DP.Модуль является основной станцией FMS, реализующей связь основного основного режима с ИПК и системой сбора данных;Она также является ведущей станцией DP, которая обеспечивает связь ведущий-ведомый с DCS500.
Все параметры динамометра будут собираться и отображаться на экране через VXI Bus Technology (остальные параметры будут собираться компанией VXI).IPC подключается к системе сбора данных через FMS для завершения связи.Состав всей системы показан на рисунке 2.
1.1 fieldbus PROFIBUS — это стандарт, сформулированный 13 компаниями и 5 научно-исследовательскими институтами в рамках совместного проекта разработки.Он включен в европейский стандарт en50170 и является одним из стандартов промышленной полевой шины, рекомендуемых в Китае.Он включает в себя следующие формы:
·PROFIBUS FMS решает общие коммуникационные задачи на уровне мастерской, предоставляет большое количество коммуникационных услуг и выполняет циклические и нециклические коммуникационные задачи со средней скоростью передачи.Модуль Profibus NAIS поддерживает скорость передачи данных 1,2 Мбит/с и не поддерживает режим циклической связи.Он может обмениваться данными с другими ведущими станциями FMS только с помощью MMA нециклическая передача данных главное соединение , и модуль не совместим с FMS.Следовательно, при разработке схемы нельзя использовать только одну форму PROFIBUS.
· PROFIBUS-DP оптимизированное высокоскоростное и дешевое коммуникационное соединение предназначено для связи между системой автоматического управления и децентрализованным вводом-выводом на уровне оборудования. Поскольку DP и FMS используют один и тот же протокол связи, они могут сосуществовать в одном сегменте сети.Между NAIS и a, msaz нециклическая передача данных соединение ведущий-ведомый ведомая станция активно не обменивается данными.
·PROFIBUS PA стандартная искробезопасная технология передачи, специально разработанная для автоматизации процессов реализующая процедуры связи, указанные в IEC1158-2 для случаев с высокими требованиями безопасности и станций, питаемых от шины.Средой передачи, используемой в системе, является экранированная медная витая пара , протокол связи — RS485, скорость передачи — 500 кбит/с.Применение промышленной полевой шины гарантирует безопасность и надежность системы.
1.2 Промышленный управляющий компьютер IPC
Верхний промышленный управляющий компьютер использует Тайваньский промышленный управляющий компьютер Advantech работающий под управлением операционной системы Windows NT4 0 для рабочих станций Программное обеспечение для промышленной конфигурации WinCC компании Siemens используется для отображения информации о рабочем состоянии системы на большом экране и графического представления потока в трубопроводе и блокировка.Все данные передаются от ПЛК через PROFIBUS.IPC внутренне оснащен сетевой картой profiboard производства немецкой компании-разработчика программного обеспечения, которая специально разработана для PROFIBUS.С помощью конфигурационного программного обеспечения, предоставляемого программным обеспечением, может быть завершено создание сети, могут быть установлены сетевые коммуникационные отношения Cr (коммуникационные отношения) и объектный словарь OD (объектный словарь).WINCC производится Siemens.Он поддерживает только прямое соединение с ПЛК S5/S7 компании и может взаимодействовать с другими ПЛК только через технологию DDE, предоставляемую Windows.Компания Softing предоставляет серверное программное обеспечение DDE для реализации связи PROFIBUS с WinCC.
1.3 ПЛК
В качестве ПЛК выбран Фп10ш компании НАИС.
2 функции системы управления
Помимо управления двумя двигателями водяных насосов и двумя динамометрами, система управления также должна управлять 28 электрическими клапанами, 4 двигателями весов, 8 двигателями масляных насосов, 3 двигателями вакуумных насосов, 4 двигателями насосов слива масла и 2 электромагнитными клапанами смазки.Направление потока и поток воды контролируются с помощью переключателя клапанов, чтобы удовлетворить требования пользователей к испытаниям.
2.1 постоянный напор
Отрегулируйте скорость водяного насоса: сделайте ее стабильной на определенном значении, а напор воды в это время определен;Отрегулируйте скорость динамометра до определенного значения и соберите соответствующие данные после того, как рабочее состояние станет стабильным в течение 2-4 минут.Во время испытания требуется поддерживать напор воды неизменным.Кодовый диск помещается на двигатель водяного насоса для регистрации скорости двигателя, так что DCS500 формирует управление с обратной связью.Скорость водяного насоса вводится с клавиатуры IPC.
2.2 постоянная скорость
Отрегулируйте скорость динамометра, чтобы она стабилизировалась на определенном значении.В это время скорость динамометра постоянна;Отрегулируйте скорость насоса до определенного значения (например, отрегулируйте напор) и соберите соответствующие данные после того, как рабочее состояние станет стабильным в течение 2–4 минут.DCS500 формирует замкнутый контур для скорости динамометра, чтобы стабилизировать скорость динамометра.
2.3 испытание на разгон
Отрегулируйте скорость динамометра до определенного значения и оставьте скорость динамометра неизменной отрегулируйте скорость водяного насоса, чтобы выходной крутящий момент динамометра был близок к нулю (в этом рабочем состоянии динамометр работает для выработки электроэнергии и работа от электричества) и собрать соответствующие данные.Во время испытания скорость двигателя водяного насоса должна оставаться неизменной и регулироваться DCS500.
2.4 калибровка расхода
Система оснащена двумя резервуарами коррекции расхода для калибровки расходомера в системе.Перед калибровкой сначала определите отмеченное значение расхода, затем запустите двигатель водяного насоса и непрерывно регулируйте скорость двигателя водяного насоса.В это время обратите внимание на значение потока.Когда значение расхода достигнет требуемого значения, стабилизируйте двигатель водяного насоса на текущей скорости (в это время вода циркулирует в калибровочном трубопроводе).Установите время переключения дефлектора.После того, как рабочее состояние стабилизируется, включите электромагнитный клапан, запустите отсчет времени и одновременно переключите воду в трубопроводе на корректирующий бак.Когда время синхронизации истекло, электромагнитный клапан отключается.В это время вода снова переключается на калибровочный трубопровод.Уменьшите скорость двигателя водяного насоса, стабилизируйте ее на определенной скорости и считайте соответствующие данные.Затем слейте воду и выполните калибровку следующей точки.
2.5 ручное/автоматическое переключение без помех
Для облегчения обслуживания и отладки системы для системы предназначена ручная клавиатура.Оператор может независимо управлять работой клапана с помощью клавиатуры, которая не ограничена блокировкой.В системе используется модуль удаленного ввода-вывода NAIS, благодаря которому клавиатура может работать в разных местах.При ручном/автоматическом переключении состояние клапана остается неизменным.
Система использует ПЛК в качестве основного контроллера, что упрощает систему и обеспечивает высокую надежность и простоту обслуживания системы;PROFIBUS обеспечивает полную передачу данных, исключает электромагнитные помехи и обеспечивает соответствие системы проектным требованиям к точности;Реализован обмен данными между разными устройствами;Гибкость PROFIBUS обеспечивает удобные условия для расширения системы.Схема проектирования системы с промышленной полевой шиной в качестве ядра станет основным направлением промышленного применения.
Время публикации: 17 февраля 2022 г.
