Hydraulisk turbinmodell testbänk spelar en viktig roll i utvecklingen av vattenkraftsteknik.Det är en viktig utrustning för att förbättra kvaliteten på vattenkraftprodukter och optimera enhetens prestanda.Tillverkningen av en löpare måste först utveckla en modelllöpare och testa modellen genom att simulera de faktiska lyfthöjdsmätarna för vattenkraftverket på testbädden för hydrauliska maskiner med högt lyfthöjd.Om all data uppfyller användarnas krav kan löparen produceras officiellt.Därför har vissa utländska tillverkare av vattenkraftsutrustning flera testbänkar med högt vattenhuvud för att möta behoven hos olika funktioner.Till exempel har Frankrikes neyrpic-företag fem avancerade högprecisionsmodelltestbänkar;Hitachi och Toshiba har fem modelltestbänkar med en vattenhöjd på mer än 50m.Enligt produktionsbehoven har ett stort forskningsinstitut för elektriska maskiner designat en testbädd med högt vattenhöjd med fulla funktioner och hög precision, som kan utföra modelltester på rörformigt, blandat flöde, axiellt flöde respektive reversibelt hydrauliskt maskineri, och vattenhöjden kan nå 150m.Testbänken kan anpassas till modelltestet av vertikala och horisontella enheter.Testbänken är utformad med två stationer a och B. när station a fungerar installeras station B, vilket kan förkorta testcykeln.A. B två stationer delar en uppsättning elektriskt styrsystem och testsystem.Det elektriska styrsystemet tar PROFIBUS som kärnan, NAIS fp10sh PLC som huvudstyrenhet och IPC (industriell styrdator) realiserar centraliserad styrning.Systemet använder fältbussteknik för att realisera det avancerade digitala styrläget, vilket säkerställer tillförlitlighet, säkerhet och enkelt underhåll av systemet.Det är ett testkontrollsystem för vattenskyddsmaskiner med hög grad av automatisering i Kina.Sammansättning av styrsystem
Testbänken med högt vattentryck består av två pumpmotorer med en effekt på 550KW och ett hastighetsområde på 250 ~ 1100r/min, som accelererar vattenflödet i rörledningen till de vattenhöjdsmätare som krävs av användaren och håller vattenhuvudet igång mjukt.Parametrarna för löparen övervakas av dynamometern.Dynamometerns motoreffekt är 500kW, hastigheten är mellan 300 ~ 2300r/min, och det finns en dynamometer vid station a och B. Principen för testbänk för hydraulisk maskin med högt huvud visas i figur 1. Systemet kräver att motorstyrningsnoggrannheten är mindre än 0,5 % och MTBF är större än 5000 timmar.Efter mycket forskning har DCS500 DC hastighetsregleringssystem som producerats av ett * * * företag valts ut.DCS500 kan ta emot kontrollkommandon på två sätt.En är att ta emot 4 ~ 20mA signaler för att uppfylla hastighetskraven;Det andra är att lägga till PROFIBUS DP-modul för att ta emot i digitalt läge för att uppfylla hastighetskraven.Den första metoden har enkel kontroll och lågt pris, men den kommer att störas i strömöverföringen och påverka kontrollnoggrannheten;Även om den andra metoden är dyr, kan den säkerställa datanoggrannheten och kontrollera noggrannheten i överföringsprocessen.Därför använder systemet fyra DCS500 för att styra två dynamometrar respektive två vattenpumpsmotorer.Som PROFIBUS DP-slavstation kommunicerar de fyra enheterna med masterstationens PLC i master-slave-läge.PLC:n styr start/stopp av dynamometer och vattenpumpsmotor, överför motorns varvtal till DCS500 genom PROFIBUS DP och erhåller motorns drifttillstånd och parametrar från DCS500.
PLC väljer modulen afp37911 producerad av NAIS Europe som masterstation, som samtidigt stöder FMS- och DP-protokoll.Modulen är huvudstationen för FMS, som realiserar huvudkommunikationen med IPC och datainsamlingssystem;Det är också DP-masterstationen som realiserar master-slav-kommunikation med DCS500.
Alla parametrar för dynamometern kommer att samlas in och visas på skärmen genom VXI Bus Technology (andra parametrar kommer att samlas in av VXI-företaget).IPC ansluter till datainsamlingssystem via FMS för att slutföra kommunikationen.Sammansättningen av hela systemet visas i figur 2.
1.1 fältbuss PROFIBUS är en standard formulerad av 13 företag och 5 vetenskapliga forskningsinstitutioner i det gemensamma utvecklingsprojektet.Den har listats i den europeiska standarden en50170 och är en av de industriella fältbussstandarder som rekommenderas i Kina.Den innehåller följande formulär:
·PROFIBUS FMS löser de allmänna kommunikationsuppgifterna på verkstadsnivå, tillhandahåller ett stort antal kommunikationstjänster och slutför de cykliska och icke-cykliska kommunikationsuppgifterna med medelhög överföringshastighet.Profibus-modulen i NAIS stöder kommunikationshastigheten på 1,2 Mbps och stöder inte det cykliska kommunikationsläget.Den kan endast kommunicera med andra FMS-masterstationer genom att använda MMA icke-cyklisk dataöverföring masteranslutning och modulen är inte kompatibel med FMS.Därför kan den inte bara använda en form av PROFIBUS i schemadesign.
·PROFIBUS-DP optimerad höghastighets och billig kommunikationsförbindelse är designad för kommunikation mellan automatiskt styrsystem och utrustningsnivå decentraliserad I/O. Eftersom DP och FMS använder samma kommunikationsprotokoll kan de samexistera i samma nätverkssegment.Mellan NAIS och en, msaz icke-cyklisk dataöverföring master-slav-anslutning slavstation kommunicerar inte aktivt.
·PROFIBUS PA standard egensäker transmissionsteknik speciellt designad för processautomation realiserar kommunikationsprocedurerna som specificeras i iec1158-2 för tillfällen med höga säkerhetskrav och stationer som drivs av bussen.Överföringsmediet som används i systemet är kopparskärmat tvinnat par kommunikationsprotokollet är RS485 och kommunikationshastigheten är 500 kbps.Användningen av industriell fältbuss ger en garanti för systemets säkerhet och tillförlitlighet.
1.2 IPC industriell styrdator
Den övre industriella kontrolldatorn använder Taiwan Advantech industriell kontrolldator kör Windows NT4 0 arbetsstationsoperativsystem WinCC industriell konfigurationsprogramvara från Siemens-företaget används för att visa systemets driftstillståndsinformation på den stora skärmen och grafiskt representera pipelineflödet och blockering.All data överförs från PLC via PROFIBUS.IPC är internt utrustad med ett profiboard nätverkskort tillverkat av tyska mjukgörare, som är speciellt designat för PROFIBUS.Genom konfigurationsmjukvaran som tillhandahålls av softing kan nätverket slutföras, nätverkskommunikationsrelationen Cr (kommunikationsrelation) och objektlexikon OD (objektordbok) kan upprättas.WINCC produceras av Siemens.Den stöder endast direktanslutning med företagets S5 / S7 PLC och kan endast kommunicera med andra PLC:er genom DDE-teknik från Windows.Mjukningsföretag tillhandahåller DDE-servermjukvara för att realisera PROFIBUS-kommunikation med WinCC.
1.3 PLC
Fp10sh från NAIS-företaget väljs som PLC.
2 styrsystemsfunktioner
Förutom att styra två vattenpumpsmotorer och två dynamometrar behöver styrsystemet även styra 28 elektriska ventiler, 4 viktmotorer, 8 oljepumpsmotorer, 3 vakuumpumpmotorer, 4 oljeavtappningspumpmotorer och 2 smörjmagnetventiler.Flödesriktningen och vattnets flöde styrs genom omkopplaren av ventiler för att uppfylla användarnas testkrav.
2.1 konstant huvud
Justera hastigheten på vattenpumpen: gör den stabil vid ett visst värde, och vattenhöjden är säker vid denna tidpunkt;Justera dynamometerns hastighet till ett visst värde och samla in relevanta data efter att arbetsförhållandena är stabila i 2 ~ 4 minuter.Under testet är det nödvändigt att hålla vattenhuvudet oförändrat.En kodskiva placeras på vattenpumpsmotorn för att samla upp motorhastigheten, så att DCS500 bildar en sluten-loop-kontroll.Vattenpumpens hastighet matas in av IPC-tangentbordet.
2.2 konstant hastighet
Justera dynamometerns hastighet så att den blir stabil vid ett visst värde.Vid denna tidpunkt är dynamometerns hastighet konstant;Justera pumphastigheten till ett visst värde (dvs justera tryckhöjden) och samla in relevanta data efter att arbetsförhållandena är stabila i 2 ~ 4 minuter.DCS500 bildar en sluten slinga för dynamometerns hastighet för att stabilisera dynamometerns hastighet.
2.3 flykttest
Justera dynamometerns hastighet till ett visst värde och håll dynamometerns hastighet oförändrad justera hastigheten på vattenpumpen för att få dynamometerns utgående vridmoment nära noll (under dessa arbetsförhållanden arbetar dynamometern för kraftgenerering och elektrisk drift) och samla in relevanta data.Under testet måste hastigheten på vattenpumpens motor förbli oförändrad och justeras med DCS500.
2.4 flödeskalibrering
Systemet är utrustat med två flödeskorrektionstankar för kalibrering av flödesmätaren i systemet.Före kalibrering, bestäm först det markerade flödesvärdet, starta sedan vattenpumpsmotorn och justera kontinuerligt hastigheten på vattenpumpsmotorn.Var uppmärksam på flödesvärdet vid denna tidpunkt.När flödesvärdet når det önskade värdet, stabilisera vattenpumpens motor vid den aktuella hastigheten (vid denna tidpunkt cirkulerar vatten i kalibreringsrörledningen).Ställ in omkopplingstiden för deflektorn.Efter att arbetstillståndet är stabilt, slå på magnetventilen, starta timing och byta samtidigt vattnet i rörledningen till korrigeringstanken.När tidtagningstiden är ute är magnetventilen frånkopplad.Vid denna tidpunkt växlas vattnet till kalibreringsrörledningen igen.Minska hastigheten på vattenpumpens motor, stabilisera den vid en viss hastighet och läs relevant data.Töm sedan ut vattnet och kalibrera nästa punkt.
2.5 manuell / automatisk ostörd omkoppling
För att underlätta underhåll och felsökning av systemet är ett manuellt tangentbord utformat för systemet.Operatören kan styra funktionen hos en ventil oberoende genom tangentbordet, som inte är begränsat av förregling.Systemet använder NAIS fjärr-I/O-modul, som kan få tangentbordet att fungera på olika platser.Under manuell/automatisk omkoppling förblir ventilens tillstånd oförändrat.
Systemet använder PLC som huvudkontroller, vilket förenklar systemet och säkerställer hög tillförlitlighet och enkelt underhåll av systemet;PROFIBUS realiserar fullständig dataöverföring, undviker elektromagnetiska störningar och gör att systemet uppfyller konstruktionens noggrannhetskrav;Datadelning mellan olika enheter realiseras;Flexibiliteten hos PROFIBUS ger bekväma förutsättningar för utbyggnad av systemet.Systemdesignschemat med industriell fältbuss som kärna kommer att bli huvudströmmen för industriell tillämpning.
Posttid: 2022-02-17
