PLC کی بنیاد پر ہائیڈرولک ٹربائن سپیڈ کنٹرول سسٹم کی ترقی اور تحقیق

1. تعارف
ٹربائن گورنر ہائیڈرو الیکٹرک یونٹس کے لیے دو بڑے ریگولیٹنگ آلات میں سے ایک ہے۔یہ نہ صرف رفتار کے ضابطے کا کردار ادا کرتا ہے بلکہ کام کرنے کے مختلف حالات کی تبدیلی اور فریکوئنسی، پاور، فیز اینگل اور ہائیڈرو الیکٹرک پیدا کرنے والے یونٹوں کے دیگر کنٹرول کو بھی انجام دیتا ہے اور پانی کے پہیے کی حفاظت کرتا ہے۔جنریٹر سیٹ کا کام۔ٹربائن گورنرز ترقی کے تین مراحل سے گزرے ہیں: مکینیکل ہائیڈرولک گورنرز، الیکٹرو ہائیڈرولک گورنرز اور مائیکرو کمپیوٹر ڈیجیٹل ہائیڈرولک گورنرز۔حالیہ برسوں میں، قابل پروگرام کنٹرولرز کو ٹربائن اسپیڈ کنٹرول سسٹمز میں متعارف کرایا گیا ہے، جو مضبوط مخالف مداخلت کی صلاحیت اور اعلیٰ بھروسے کے حامل ہیں۔سادہ اور آسان پروگرامنگ اور آپریشن؛ماڈیولر ڈھانچہ، اچھی استعداد، لچک، اور آسان دیکھ بھال؛اس میں مضبوط کنٹرول فنکشن اور ڈرائیونگ کی صلاحیت کے فوائد ہیں۔یہ عملی طور پر تصدیق کی گئی ہے.
اس مقالے میں، PLC ہائیڈرولک ٹربائن کے ڈوئل ایڈجسٹمنٹ سسٹم پر تحقیق کی تجویز دی گئی ہے، اور قابل پروگرام کنٹرولر کو گائیڈ وین اور پیڈل کی دوہری ایڈجسٹمنٹ کا احساس کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جو گائیڈ وین کی ہم آہنگی کی درستگی کو بہتر بناتا ہے اور مختلف کے لیے وین پانی کے سرپریکٹس سے پتہ چلتا ہے کہ دوہری کنٹرول سسٹم پانی کی توانائی کے استعمال کی شرح کو بہتر بناتا ہے۔

2. ٹربائن ریگولیشن سسٹم

2.1 ٹربائن ریگولیشن سسٹم
ٹربائن اسپیڈ کنٹرول سسٹم کا بنیادی کام ٹربائن کی گائیڈ وینز کو کھولنے کو اس کے مطابق گورنر کے ذریعے تبدیل کرنا ہے جب پاور سسٹم کا بوجھ تبدیل ہوتا ہے اور یونٹ کی گردش کی رفتار انحراف کرتی ہے، تاکہ ٹربائن کی گردش کی رفتار مخصوص رینج کے اندر رکھا جاتا ہے، تاکہ جنریٹر یونٹ کام کر سکے۔آؤٹ پٹ پاور اور فریکوئنسی صارف کی ضروریات کو پورا کرتی ہے۔ٹربائن ریگولیشن کے بنیادی کاموں کو سپیڈ ریگولیشن، ایکٹو پاور ریگولیشن اور واٹر لیول ریگولیشن میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔

2.2 ٹربائن ریگولیشن کا اصول
ہائیڈرو جنریٹر یونٹ ایک اکائی ہے جو ہائیڈرو ٹربائن اور جنریٹر کو جوڑ کر بنائی جاتی ہے۔ہائیڈرو جنریٹر سیٹ کا گھومنے والا حصہ ایک سخت جسم ہے جو ایک مقررہ محور کے گرد گھومتا ہے، اور اس کی مساوات کو درج ذیل مساوات سے بیان کیا جا سکتا ہے:

فارمولے میں
—— یونٹ کے گھومنے والے حصے کی جڑتا کا لمحہ (کلوگرام m2)
—— گردش کونیی رفتار (rad/s)
——ٹربائن ٹارک (N/m)، بشمول جنریٹر مکینیکل اور برقی نقصانات۔
——جنریٹر ریزسٹنس ٹارک، جو روٹر پر جنریٹر اسٹیٹر کے ایکٹنگ ٹارک سے مراد ہے، اس کی سمت گردش کی سمت کے مخالف ہے، اور جنریٹر کی ایکٹو پاور آؤٹ پٹ کی نمائندگی کرتی ہے، یعنی بوجھ کا سائز۔

جب لوڈ تبدیل ہوتا ہے، گائیڈ وین کا کھلنا کوئی تبدیلی نہیں کرتا، اور یونٹ کی رفتار کو ایک خاص قدر پر مستحکم کیا جا سکتا ہے۔چونکہ رفتار درجہ بند قدر سے ہٹ جائے گی، اس لیے رفتار کو برقرار رکھنے کے لیے خود توازن ایڈجسٹمنٹ کی صلاحیت پر انحصار کرنا کافی نہیں ہے۔لوڈ میں تبدیلی کے بعد یونٹ کی رفتار کو اصل ریٹیڈ ویلیو پر رکھنے کے لیے، یہ شکل 1 سے دیکھا جا سکتا ہے کہ گائیڈ وین کھولنے کو اس کے مطابق تبدیل کرنا ضروری ہے۔جب بوجھ کم ہو جائے گا، جب مزاحمتی ٹارک 1 سے 2 میں تبدیل ہو جائے گا، گائیڈ وین کا کھلنا کم ہو کر 1 ہو جائے گا، اور یونٹ کی رفتار کو برقرار رکھا جائے گا۔لہذا، لوڈ کی تبدیلی کے ساتھ، پانی کی رہنمائی کے طریقہ کار کے افتتاحی طور پر تبدیل کر دیا جاتا ہے، تاکہ ہائیڈرو جنریٹر یونٹ کی رفتار کو پہلے سے مقرر کردہ قیمت پر برقرار رکھا جائے، یا پہلے سے مقرر کردہ قانون کے مطابق تبدیل ہوجائے.یہ عمل ہائیڈرو جنریٹر یونٹ کی رفتار ایڈجسٹمنٹ ہے۔، یا ٹربائن ریگولیشن۔

3. PLC ہائیڈرولک ٹربائن دوہری ایڈجسٹمنٹ سسٹم
ٹربائن گورنر کو ٹربائن کے رنر میں بہاؤ کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے واٹر گائیڈ وینز کے کھلنے کو کنٹرول کرنا ہے، اس طرح ٹربائن کے متحرک ٹارک کو تبدیل کرنا اور ٹربائن یونٹ کی فریکوئنسی کو کنٹرول کرنا ہے۔تاہم، محوری بہاؤ روٹری پیڈل ٹربائن کے آپریشن کے دوران، گورنر کو نہ صرف گائیڈ وین کے کھلنے کو ایڈجسٹ کرنا چاہیے، بلکہ گائیڈ وین فالوور کے اسٹروک اور واٹر ہیڈ ویلیو کے مطابق رنر بلیڈ کے زاویہ کو بھی ایڈجسٹ کرنا چاہیے۔ تاکہ گائیڈ وین اور وین منسلک ہوں۔ان کے درمیان تعاون پر مبنی تعلقات کو برقرار رکھیں، یعنی ایک کوآرڈینیشن رشتہ، جو ٹربائن کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے، بلیڈ کیویٹیشن اور یونٹ کی وائبریشن کو کم کر سکتا ہے، اور ٹربائن کے آپریشن کے استحکام کو بڑھا سکتا ہے۔
PLC کنٹرول ٹربائن وین سسٹم کا ہارڈ ویئر بنیادی طور پر دو حصوں پر مشتمل ہے، یعنی PLC کنٹرولر اور ہائیڈرولک سروو سسٹم۔سب سے پہلے، آئیے PLC کنٹرولر کے ہارڈویئر ڈھانچے پر بات کرتے ہیں۔

3.1 PLC کنٹرولر
PLC کنٹرولر بنیادی طور پر ان پٹ یونٹ، PLC بنیادی یونٹ اور آؤٹ پٹ یونٹ پر مشتمل ہوتا ہے۔ان پٹ یونٹ A/D ماڈیول اور ڈیجیٹل ان پٹ ماڈیول پر مشتمل ہے، اور آؤٹ پٹ یونٹ D/A ماڈیول اور ڈیجیٹل ان پٹ ماڈیول پر مشتمل ہے۔PLC کنٹرولر سسٹم PID پیرامیٹرز، وین فالوور پوزیشن، گائیڈ وین فالوور پوزیشن اور واٹر ہیڈ ویلیو کے ریئل ٹائم مشاہدے کے لیے LED ڈیجیٹل ڈسپلے سے لیس ہے۔مائیکرو کمپیوٹر کنٹرولر کی ناکامی کی صورت میں وین فالوور کی پوزیشن کی نگرانی کے لیے ایک اینالاگ وولٹ میٹر بھی فراہم کیا جاتا ہے۔

3.2 ہائیڈرولک فالو اپ سسٹم
ہائیڈرولک سروو سسٹم ٹربائن وین کنٹرول سسٹم کا ایک اہم حصہ ہے۔وین فالوور کی نقل و حرکت کو کنٹرول کرنے کے لیے کنٹرولر کے آؤٹ پٹ سگنل کو ہائیڈرولک طور پر بڑھایا جاتا ہے، اس طرح رنر بلیڈ کے زاویے کو ایڈجسٹ کیا جاتا ہے۔ہم نے متناسب والو کنٹرول مین پریشر والو قسم کے الیکٹرو ہائیڈرولک کنٹرول سسٹم اور روایتی مشین ہائیڈرولک کنٹرول سسٹم کے امتزاج کو اپنایا تاکہ الیکٹرو ہائیڈرولک تناسب والو اور مشین ہائیڈرولک والو کا متوازی ہائیڈرولک کنٹرول سسٹم بنایا جا سکے جیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔ ہائیڈرولک فالو ٹربائن بلیڈ کے لیے اپ سسٹم۔

ٹربائن بلیڈ کے لیے ہائیڈرولک فالو اپ سسٹم
جب PLC کنٹرولر، الیکٹرو ہائیڈرولک متناسب والو اور پوزیشن سینسر سب نارمل ہوتے ہیں، تو PLC الیکٹرو ہائیڈرولک متناسب کنٹرول کا طریقہ ٹربائن وین سسٹم کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، پوزیشن فیڈ بیک ویلیو اور کنٹرول آؤٹ پٹ ویلیو برقی سگنلز کے ذریعے منتقل ہوتی ہے، اور سگنلز PLC کنٹرولر کے ذریعے ترکیب کیے جاتے ہیں۔, پروسیسنگ اور فیصلہ سازی، وین فالوور کی پوزیشن کو کنٹرول کرنے کے لیے متناسب والو کے ذریعے مین پریشر ڈسٹری بیوشن والو کے اوپننگ کو ایڈجسٹ کریں، اور گائیڈ وین، واٹر ہیڈ اور وین کے درمیان تعاون پر مبنی تعلقات کو برقرار رکھیں۔الیکٹرو ہائیڈرولک متناسب والو کے ذریعہ کنٹرول کردہ ٹربائن وین سسٹم میں اعلی مطابقت پذیری، سادہ نظام کی ساخت، مضبوط تیل کی آلودگی کے خلاف مزاحمت ہے، اور مائکرو کمپیوٹر آٹومیٹک کنٹرول سسٹم بنانے کے لیے PLC کنٹرولر کے ساتھ انٹرفیس کرنے میں آسان ہے۔

مکینیکل لنکیج میکانزم کو برقرار رکھنے کی وجہ سے، الیکٹرو ہائیڈرولک پروپوشنل کنٹرول موڈ میں، مکینیکل لنکیج میکانزم بھی سسٹم کی آپریٹنگ سٹیٹس کو ٹریک کرنے کے لیے ہم آہنگی سے کام کرتا ہے۔اگر PLC الیکٹرو ہائیڈرولک متناسب کنٹرول سسٹم ناکام ہو جاتا ہے، تو سوئچنگ والو فوری طور پر کام کرے گا، اور مکینیکل لنکیج میکانزم بنیادی طور پر الیکٹرو ہائیڈرولک تناسب کنٹرول سسٹم کی چل رہی حالت کو ٹریک کر سکتا ہے۔سوئچنگ کرتے وقت، سسٹم کا اثر چھوٹا ہوتا ہے، اور وین سسٹم آسانی سے منتقل ہو سکتا ہے مکینیکل ایسوسی ایشن کنٹرول موڈ سسٹم کے آپریشن کی بھروسے کی ضمانت دیتا ہے۔

جب ہم نے ہائیڈرولک سرکٹ کو ڈیزائن کیا، تو ہم نے ہائیڈرولک کنٹرول والو کے والو باڈی کو دوبارہ ڈیزائن کیا، والو باڈی اور والو آستین کا مماثل سائز، والو باڈی اور مین پریشر والو کا کنکشن سائز، اور مکینیکل کا سائز۔ ہائیڈرولک والو اور مین پریشر ڈسٹری بیوشن والو کے درمیان کنیکٹنگ راڈ اصل والی ہی ہے۔تنصیب کے دوران ہائیڈرولک والو کے صرف والو جسم کو تبدیل کرنے کی ضرورت ہے، اور کسی دوسرے حصوں کو تبدیل کرنے کی ضرورت نہیں ہے.پورے ہائیڈرولک کنٹرول سسٹم کی ساخت بہت کمپیکٹ ہے۔مکینیکل ہم آہنگی کے طریقہ کار کو مکمل طور پر برقرار رکھنے کی بنیاد پر، PLC کنٹرولر کے ساتھ انٹرفیس کو آسان بنانے کے لیے ایک الیکٹرو ہائیڈرولک متناسب کنٹرول میکانزم شامل کیا گیا ہے تاکہ ڈیجیٹل مطابقت پذیری کے کنٹرول کو محسوس کیا جا سکے اور ٹربائن وین سسٹم کی کوآرڈینیشن درستگی کو بہتر بنایا جا سکے۔;اور سسٹم کی تنصیب اور ڈیبگنگ کا عمل بہت آسان ہے، جو ہائیڈرولک ٹربائن یونٹ کے ڈاؤن ٹائم کو کم کرتا ہے، ہائیڈرولک ٹربائن کے ہائیڈرولک کنٹرول سسٹم کی تبدیلی میں سہولت فراہم کرتا ہے، اور اس کی عملی قدر اچھی ہے۔سائٹ پر اصل آپریشن کے دوران، پاور اسٹیشن کے انجینئرنگ اور تکنیکی عملے کے ذریعہ اس نظام کی بہت زیادہ تعریف کی جاتی ہے، اور یہ خیال کیا جاتا ہے کہ اسے بہت سے ہائیڈرو پاور اسٹیشنوں کے گورنر کے ہائیڈرولک سروو سسٹم میں مقبول اور لاگو کیا جاسکتا ہے۔

3.3 سسٹم سافٹ ویئر کا ڈھانچہ اور نفاذ کا طریقہ
PLC کے زیر کنٹرول ٹربائن وین سسٹم میں، گائیڈ وینز، واٹر ہیڈ اور وین اوپننگ کے درمیان ہم آہنگی کے تعلق کو سمجھنے کے لیے ڈیجیٹل مطابقت پذیری کا طریقہ استعمال کیا جاتا ہے۔روایتی مکینیکل ہم آہنگی کے طریقہ کار کے مقابلے میں، ڈیجیٹل ہم آہنگی کے طریقہ کار میں آسان پیرامیٹر ٹرمنگ کے فوائد ہیں، اس میں آسان ڈیبگنگ اور دیکھ بھال اور ایسوسی ایشن کی اعلی درستگی کے فوائد ہیں۔وین کنٹرول سسٹم کا سافٹ ویئر ڈھانچہ بنیادی طور پر سسٹم ایڈجسٹمنٹ فنکشن پروگرام، کنٹرول الگورتھم پروگرام اور تشخیصی پروگرام پر مشتمل ہے۔ذیل میں ہم بالترتیب پروگرام کے مذکورہ بالا تین حصوں کی وصولی کے طریقوں پر تبادلہ خیال کرتے ہیں۔ایڈجسٹمنٹ فنکشن پروگرام میں بنیادی طور پر ہم آہنگی کا سب روٹین، وین کو شروع کرنے کا سب روٹین، وین کو روکنے کا سب روٹین اور وین کی لوڈ شیڈنگ کا سب روٹین شامل ہے۔جب سسٹم کام کر رہا ہوتا ہے، تو یہ پہلے موجودہ آپریٹنگ حالت کی نشاندہی کرتا ہے اور اس کا فیصلہ کرتا ہے، پھر سافٹ ویئر سوئچ شروع کرتا ہے، متعلقہ ایڈجسٹمنٹ فنکشن سبروٹین پر عمل کرتا ہے، اور وین فالوور کی دی گئی قیمت کا حساب لگاتا ہے۔
(1) ایسوسی ایشن سب روٹین
ٹربائن یونٹ کے ماڈل ٹیسٹ کے ذریعے مشترکہ سطح پر ناپے گئے پوائنٹس کا ایک بیچ حاصل کیا جا سکتا ہے۔روایتی مکینیکل جوائنٹ کیم ان ناپے ہوئے پوائنٹس کی بنیاد پر بنایا جاتا ہے، اور ڈیجیٹل جوائنٹ طریقہ ان ناپے ہوئے پوائنٹس کو مشترکہ منحنی خطوط کا ایک سیٹ کھینچنے کے لیے بھی استعمال کرتا ہے۔ایسوسی ایشن وکر پر معلوم پوائنٹس کو نوڈس کے طور پر منتخب کرنا، اور بائنری فنکشن کے پیس وار لکیری انٹرپولیشن کا طریقہ اختیار کرتے ہوئے، ایسوسی ایشن کی اس لائن پر غیر نوڈس کی فنکشن ویلیو حاصل کی جا سکتی ہے۔
(2) وین اسٹارٹ اپ سب روٹین
اسٹارٹ اپ قانون کا مطالعہ کرنے کا مقصد یونٹ کے آغاز کے وقت کو مختصر کرنا، تھرسٹ بیئرنگ کے بوجھ کو کم کرنا اور جنریٹر یونٹ کے لیے گرڈ سے منسلک حالات پیدا کرنا ہے۔
(3) وین اسٹاپ سبروٹین
وینز کے بند ہونے کے اصول حسب ذیل ہیں: جب کنٹرولر کو شٹ ڈاؤن کمانڈ موصول ہوتا ہے، تو یونٹ کے استحکام کو یقینی بنانے کے لیے کوآپریٹو تعلقات کے مطابق وینز اور گائیڈ وینز کو ایک ہی وقت میں بند کر دیا جاتا ہے: جب گائیڈ وین کھلنے کا عمل کم ہو بغیر بوجھ کے کھلنے سے، وینز کا وقفہ جب گائیڈ وین کو آہستہ آہستہ بند کر دیا جاتا ہے، تو وین اور گائیڈ وین کے درمیان تعاون پر مبنی رشتہ برقرار نہیں رہتا ہے۔جب یونٹ کی رفتار شرح شدہ رفتار کے 80% سے کم ہو جاتی ہے، تو وین کو دوبارہ ابتدائی زاویہ Φ0 پر کھول دیا جاتا ہے، اگلے سٹارٹ اپ تیاری کے لیے تیار ہے۔
(4) بلیڈ لوڈ مسترد کرنے کا سبروٹین
لوڈ مسترد ہونے کا مطلب ہے کہ لوڈ والا یونٹ اچانک پاور گرڈ سے منقطع ہو جاتا ہے، جس سے یونٹ اور واٹر ڈائیورژن سسٹم خراب آپریٹنگ حالت میں ہو جاتا ہے، جس کا براہ راست تعلق پاور پلانٹ اور یونٹ کی حفاظت سے ہے۔جب لوڈ شیڈ کیا جاتا ہے، گورنر ایک حفاظتی آلے کے برابر ہوتا ہے، جو گائیڈ وینز اور وینز کو فوری طور پر بند کر دیتا ہے جب تک کہ یونٹ کی رفتار درجہ بندی کی رفتار کے قریب نہ آ جائے۔استحکام.لہذا، اصل لوڈ شیڈنگ میں، وینز کو عام طور پر ایک خاص زاویے پر کھولا جاتا ہے۔یہ اوپننگ اصل پاور سٹیشن کے لوڈ شیڈنگ ٹیسٹ کے ذریعے حاصل کی جاتی ہے۔یہ اس بات کو یقینی بنا سکتا ہے کہ جب یونٹ لوڈ شیڈنگ کر رہا ہے، نہ صرف رفتار میں اضافہ چھوٹا ہے، بلکہ یونٹ نسبتاً مستحکم بھی ہے۔.

4 نتیجہ
میرے ملک کی ہائیڈرولک ٹربائن گورنر انڈسٹری کی موجودہ تکنیکی حیثیت کے پیش نظر، یہ مقالہ اندرون اور بیرون ملک ہائیڈرولک ٹربائن اسپیڈ کنٹرول کے شعبے میں نئی ​​معلومات کا حوالہ دیتا ہے، اور پروگرام ایبل لاجک کنٹرولر (PLC) ٹیکنالوجی کو اسپیڈ کنٹرول پر لاگو کرتا ہے۔ ہائیڈرولک ٹربائن جنریٹر سیٹ۔پروگرام کنٹرولر (PLC) محوری بہاؤ پیڈل قسم کے ہائیڈرولک ٹربائن ڈوئل ریگولیشن سسٹم کا بنیادی حصہ ہے۔عملی اطلاق سے پتہ چلتا ہے کہ یہ اسکیم پانی کے سر کے مختلف حالات کے لیے گائیڈ وین اور وین کے درمیان ہم آہنگی کی درستگی کو بہت بہتر بناتی ہے، اور پانی کی توانائی کے استعمال کی شرح کو بہتر بناتی ہے۔