Bàn thử nghiệm mô hình tua bin thủy lực đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của công nghệ thủy điện.Là thiết bị quan trọng để nâng cao chất lượng sản phẩm thủy điện và tối ưu hóa hiệu suất của các tổ máy.Việc sản xuất bất kỳ máy chạy nào trước tiên phải phát triển máy chạy mô hình và kiểm tra mô hình bằng cách mô phỏng các máy đo đầu thực tế của trạm thủy điện trên giường thử máy thủy lực đầu cao.Nếu tất cả các dữ liệu đáp ứng các yêu cầu của người dùng, Á hậu có thể được sản xuất chính thức.Vì vậy, một số nhà sản xuất thiết bị thủy điện nước ngoài có một số băng thử nghiệm đầu nước cao để đáp ứng nhu cầu của các chức năng khác nhau.Ví dụ, công ty neyrpic của Pháp có năm băng ghế thử nghiệm mô hình tiên tiến có độ chính xác cao;Hitachi và Toshiba có 5 mẫu giá đỡ thử nghiệm với cột nước trên 50m.Theo nhu cầu của sản xuất, một viện nghiên cứu máy điện lớn đã thiết kế một giường thử đầu nước cao với đầy đủ các chức năng và độ chính xác cao, có thể thực hiện các thử nghiệm mô hình tương ứng trên máy móc dạng ống, dòng hỗn hợp, dòng dọc trục và máy thủy lực đảo chiều, và đầu nước có thể đạt 150m.Băng ghế thử nghiệm có thể thích ứng với thử nghiệm mô hình của các đơn vị dọc và ngang.Băng thử nghiệm được thiết kế với hai trạm a và B. khi trạm a hoạt động, trạm B được lắp đặt, điều này có thể rút ngắn chu kỳ thử nghiệm.A. Hai trạm dùng chung một bộ gồm hệ thống điều khiển điện và hệ thống thử nghiệm.Hệ thống điều khiển điện lấy PROFIBUS làm cốt lõi, NAIS fp10sh PLC làm bộ điều khiển chính và IPC (máy tính điều khiển công nghiệp) thực hiện điều khiển tập trung.Hệ thống áp dụng công nghệ fieldbus để thực hiện chế độ điều khiển kỹ thuật số tiên tiến, đảm bảo độ tin cậy, an toàn và dễ dàng bảo trì hệ thống.Đây là một hệ thống kiểm tra kiểm tra máy móc thủy lợi với mức độ tự động hóa cao ở Trung Quốc.Thành phần của hệ thống điều khiển
Bàn kiểm tra cột nước cao bao gồm hai động cơ bơm công suất 550KW và dải tốc độ 250 ~ 1100r / phút, giúp đẩy nhanh dòng nước trong đường ống đến các đồng hồ đo cột nước theo yêu cầu của người sử dụng và giữ cho đầu nước hoạt động thông suốt.Các thông số của người chạy được theo dõi bởi lực kế.Công suất động cơ của lực kế là 500kW, tốc độ trong khoảng 300 ~ 2300 vòng / phút và có một lực kế ở các trạm a và B. Nguyên tắc của bàn thử máy thủy lực đầu cao được thể hiện trong Hình 1. Hệ thống yêu cầu Độ chính xác điều khiển động cơ nhỏ hơn 0,5% và MTBF lớn hơn 5000 giờ.Sau rất nhiều nghiên cứu, hệ thống điều chỉnh tốc độ DC DCS500 do một công ty * * * sản xuất đã được lựa chọn.DCS500 có thể nhận lệnh điều khiển theo hai cách.Một là nhận tín hiệu 4 ~ 20mA để đáp ứng yêu cầu tốc độ;Thứ hai là thêm mô-đun PROFIBUS DP để nhận ở chế độ kỹ thuật số để đáp ứng yêu cầu về tốc độ.Phương pháp thứ nhất có điều khiển đơn giản và giá thành rẻ, nhưng nó sẽ bị nhiễu trong đường truyền dòng điện và ảnh hưởng đến độ chính xác của điều khiển;Mặc dù phương pháp thứ hai đắt tiền nhưng nó có thể đảm bảo độ chính xác của dữ liệu và kiểm soát độ chính xác trong quá trình truyền.Do đó, hệ thống sử dụng bốn DCS500 để điều khiển hai động cơ kế và hai động cơ máy bơm nước tương ứng.Là trạm phụ PROFIBUS DP, bốn thiết bị giao tiếp với PLC trạm chủ ở chế độ chủ-tớ.PLC điều khiển khởi động / dừng của lực kế và động cơ máy bơm nước, truyền tốc độ chạy của động cơ tới DCS500 thông qua PROFIBUS DP, đồng thời nhận trạng thái chạy của động cơ và các thông số từ DCS500.
PLC chọn mô-đun afp37911 do NAIS Châu Âu sản xuất làm trạm chính, hỗ trợ đồng thời các giao thức FMS và DP.Mô-đun là trạm chính của FMS, thực hiện giao tiếp phương thức chính chính với IPC và hệ thống thu thập dữ liệu;Nó cũng là trạm chính DP, thực hiện giao tiếp chủ-tớ với DCS500.
Tất cả các thông số của lực kế sẽ được thu thập và hiển thị trên màn hình thông qua VXI Bus Technology (các thông số khác sẽ do công ty VXI thu thập).IPC kết nối với hệ thống thu thập dữ liệu thông qua FMS để hoàn tất giao tiếp.Thành phần của toàn bộ hệ thống được thể hiện trong Hình 2.
1.1 fieldbus PROFIBUS là một tiêu chuẩn được xây dựng bởi 13 công ty và 5 tổ chức nghiên cứu khoa học trong dự án phát triển chung.Nó đã được liệt kê trong tiêu chuẩn châu Âu en50170 và là một trong những tiêu chuẩn fieldbus công nghiệp được khuyến nghị ở Trung Quốc.Nó bao gồm các hình thức sau:
· PROFIBUS FMS giải quyết các nhiệm vụ liên lạc chung ở cấp xưởng, cung cấp một số lượng lớn các dịch vụ truyền thông và hoàn thành các nhiệm vụ liên lạc theo chu kỳ và không theo chu kỳ với tốc độ truyền trung bình.Mô-đun Profibus của NAIS hỗ trợ tốc độ truyền thông 1,2mbps và không hỗ trợ chế độ truyền thông theo chu kỳ.Nó chỉ có thể giao tiếp với các trạm chính FMS khác bằng cách sử dụng MMA truyền dữ liệu không tuần hoàn kết nối chính và mô-đun không tương thích với FMS.Do đó, nó không thể chỉ sử dụng một dạng PROFIBUS trong thiết kế chương trình.
· Kết nối giao tiếp tốc độ cao và giá rẻ được tối ưu hóa PROFIBUS-DP được thiết kế để giao tiếp giữa hệ thống điều khiển tự động và I / O.Giữa NAIS và a, msaz truyền dữ liệu không theo chu kỳ kết nối chủ-tớ trạm phụ không chủ động giao tiếp.
· Công nghệ truyền dẫn an toàn nội tại tiêu chuẩn PROFIBUS PA được thiết kế đặc biệt để tự động hóa quy trình, thực hiện các quy trình giao tiếp được chỉ định trong iec1158-2 cho các trường hợp có yêu cầu an toàn cao và các trạm được cung cấp bởi xe buýt.Phương tiện truyền dẫn được sử dụng trong hệ thống là cặp xoắn được bảo vệ bằng đồng giao thức truyền thông là RS485 và tốc độ truyền thông là 500kbps.Việc áp dụng fieldbus công nghiệp cung cấp một sự đảm bảo cho sự an toàn và độ tin cậy của hệ thống.
1.2 Máy tính điều khiển công nghiệp IPC
Máy tính điều khiển công nghiệp phía trên sử dụng máy tính điều khiển công nghiệp Advantech Đài Loan chạy hệ điều hành máy trạm Windows NT4 0 Phần mềm cấu hình công nghiệp WinCC của công ty Siemens được sử dụng để hiển thị thông tin điều kiện hoạt động của hệ thống trên màn hình lớn, và biểu diễn bằng đồ thị luồng đường ống và sự tắc nghẽn.Tất cả dữ liệu được truyền từ PLC qua PROFIBUS.IPC được trang bị bên trong một card mạng profiboard do công ty softing của Đức sản xuất, được thiết kế đặc biệt cho PROFIBUS.Thông qua phần mềm cấu hình được cung cấp bởi softing, mạng có thể được hoàn thành, mối quan hệ giao tiếp mạng Cr (quan hệ giao tiếp) và từ điển đối tượng OD (từ điển đối tượng) có thể được thiết lập.WINCC do Siemens sản xuất.Nó chỉ hỗ trợ kết nối trực tiếp với PLC S5 / S7 của công ty và chỉ có thể giao tiếp với các PLC khác thông qua công nghệ DDE do windows cung cấp.Công ty Softing cung cấp phần mềm máy chủ DDE để thực hiện giao tiếp PROFIBUS với WinCC.
1.3 PLC
Fp10sh của công ty NAIS được chọn là PLC.
2 chức năng hệ thống điều khiển
Ngoài việc điều khiển hai động cơ bơm nước và hai động cơ kế, hệ thống điều khiển còn cần điều khiển 28 van điện, 4 động cơ cân, 8 động cơ bơm dầu, 3 động cơ bơm chân không, 4 động cơ bơm xả dầu và 2 van điện từ bôi trơn.Hướng chảy và lưu lượng của nước được điều khiển thông qua công tắc của van để đáp ứng yêu cầu kiểm tra của người sử dụng.
2.1 đầu không đổi
Điều chỉnh tốc độ của máy bơm nước: làm cho nó ổn định ở một giá trị nhất định, và lúc này cột nước chắc chắn;Điều chỉnh tốc độ của lực kế đến một giá trị nhất định và thu thập dữ liệu liên quan sau khi tình trạng làm việc ổn định trong 2 ~ 4 phút.Trong quá trình thử nghiệm phải giữ cho đầu nước không thay đổi.Một đĩa mã được đặt trên động cơ máy bơm nước để thu thập tốc độ động cơ, để DCS500 tạo thành bộ điều khiển vòng kín.Tốc độ của máy bơm nước được nhập bằng bàn phím IPC.
2,2 tốc độ không đổi
Điều chỉnh tốc độ của lực kế để nó ổn định ở một giá trị nào đó.Lúc này tốc độ của lực kế không đổi;Điều chỉnh tốc độ bơm đến một giá trị nhất định (tức là điều chỉnh đầu bơm), và thu thập dữ liệu liên quan sau khi tình trạng làm việc ổn định trong 2 ~ 4 phút.DCS500 tạo thành một vòng khép kín cho tốc độ của lực kế để ổn định tốc độ của lực kế.
Thử nghiệm chạy 2,3 lần
Điều chỉnh tốc độ của lực kế đến một giá trị nhất định và giữ nguyên tốc độ của lực kế điều chỉnh tốc độ của máy bơm nước để làm cho mômen đầu ra của lực kế gần bằng không (trong điều kiện làm việc này, lực kế hoạt động để phát điện và vận hành điện), và thu thập dữ liệu liên quan.Trong quá trình thử nghiệm, tốc độ của động cơ máy bơm nước được yêu cầu không thay đổi và được điều chỉnh bởi DCS500.
2.4 hiệu chuẩn lưu lượng
Hệ thống được trang bị hai thùng hiệu chỉnh lưu lượng để hiệu chỉnh lưu lượng kế trong hệ thống.Trước khi hiệu chuẩn, đầu tiên phải xác định giá trị lưu lượng đã đánh dấu, sau đó khởi động động cơ máy bơm nước và liên tục điều chỉnh tốc độ của động cơ máy bơm nước.Lúc này, hãy chú ý đến giá trị dòng chảy.Khi giá trị lưu lượng đạt đến giá trị yêu cầu, ổn định động cơ máy bơm nước ở tốc độ hiện tại (lúc này, nước lưu thông trong đường ống hiệu chỉnh).Đặt thời gian chuyển đổi của bộ làm lệch hướng.Sau khi tình trạng làm việc ổn định, bật van điện từ, bắt đầu hẹn giờ, đồng thời chuyển nước trong đường ống sang bể điều chỉnh.Khi hết thời gian, van điện từ sẽ bị ngắt kết nối.Lúc này, nước lại được chuyển sang đường ống hiệu chỉnh.Giảm tốc độ của động cơ máy bơm nước, ổn định ở một tốc độ nhất định và đọc dữ liệu liên quan.Sau đó xả nước và hiệu chỉnh điểm tiếp theo.
2.5 chuyển đổi thủ công / tự động không bị xáo trộn
Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc bảo trì và gỡ lỗi hệ thống, một bàn phím thủ công được thiết kế cho hệ thống.Người vận hành có thể điều khiển hoạt động của van một cách độc lập thông qua bàn phím, không bị ràng buộc bởi việc khóa liên động.Hệ thống sử dụng mô-đun I / O từ xa NAIS, có thể làm cho bàn phím hoạt động ở những nơi khác nhau.Trong quá trình chuyển đổi bằng tay / tự động, trạng thái van không thay đổi.
Hệ thống sử dụng PLC làm bộ điều khiển chính, giúp đơn giản hóa hệ thống và đảm bảo độ tin cậy cao và dễ dàng bảo trì hệ thống;PROFIBUS thực hiện truyền dữ liệu hoàn chỉnh, tránh nhiễu điện từ và làm cho hệ thống đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác của thiết kế;Chia sẻ dữ liệu giữa các thiết bị khác nhau được thực hiện;Tính linh hoạt của PROFIBUS tạo điều kiện thuận lợi cho việc mở rộng hệ thống.Đề án thiết kế hệ thống với fieldbus công nghiệp làm cốt lõi sẽ trở thành xu hướng chính của ứng dụng công nghiệp.
Thời gian đăng: Tháng 2-17-2022
