probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2020-22-4-88-98probener-1410Research ArticleПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО- ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫINSTRUMENT-MAKING, METROLOGY AND INFORMATION-MEASURING INSTRUMENTS AND SYSTEMSУправляющая измерительно-информационная система экспериментального стендаControl measuring and information system of the experimental standЦветковА. Н.TsvetkovA. N.

Цветков Алексей Николаевич – кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий»

Казань

Alexey N. Tsvetkov

Kazan

tsvetkov9@mail.ruКорниловВ. Ю.KornilovV. Yu.

Корнилов Владимир Юрьевич – доктор технических наук., профессор кафедры «Приборостроение и мехатроника»

Казань

Vladimir Yu. Kornilov

Kazan

СафинА. Р.SafinA. R.

Сафин Альфред Робертович – кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий»

Казань

Alfred R. Safin

Kazan

ЛогачеваА. Г.LogachevaA. G.

Логачева Алла Григорьевна – кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий»

Казань

Alla G. Logacheva

Kazan

ПетровТ. И.PetrovT. I.

Петров Тимур Игоревич – ассистент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий»

Казань

Timur I. Petrov

Kazan

КувшиновН. Е.KuvshinovN. E.

Кувшинов Никита Евгеньевич – ассистент кафедры «Приборостроение и мехатроника»

Казань

Nikita E. Kuvshinov

Kazan

Казанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian Federation2020141120202248898Copyright © Цветков А.Н., Корнилов В.Ю., Сафин А.Р., Логачева А.Г., Петров Т.И., Кувшинов Н.Е., 20202020Цветков А.Н., Корнилов В.Ю., Сафин А.Р., Логачева А.Г., Петров Т.И., Кувшинов Н.Е.Tsvetkov A.N., Kornilov V.Y., Safin A.R., Logacheva A.G., Petrov T.I., Kuvshinov N.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/1410

Современные тенденции развития технологий основаны на необходимости проведения экспериментальных исследований разрабатываемого оборудования в лабораторных условиях с максимальным приближением режимов работы к реальным. Такие исследования невозможны без разработки специализированных стендов с системами автоматизации процессов испытаний. Автоматизация процессов подразумевает организацию в составе стенда измерительных каналов с применением устройств аналогово-цифрового преобразования (АЦП), цифроаналогового преобразования (ЦАП), цифро-цифрового преобразования (ЦЦП) и разработку аппаратно-программного комплекса (АПК) на основе быстродействующих вычислительных устройств. В рамках проекта по созданию нового высокотехнологического оборудования специалистами ФГБОУ ВО «КГЭУ» и АО «ЧЭАЗ» разработан и создан экспериментальный стенд, предназначенный для проверки и подтверждения правильности выбранных конструктивно-схемных решений, примененных при конструировании синхронного вентильного электродвигателя (СВЭД) и станции управления штанговой скважинной насосной установкой (СУ ШСНУ). Объектом экспериментальных исследований являлись макетные и опытные образцы электроприводов станков-качалок нефти, а также их составные части: СВЭД и СУ ШСНУ. В статье рассматриваются способы организации измерительных и управляющих каналов измерительно-информационной системы экспериментального стенда, позволяющего проводить исследования образцов синхронных вентильных электродвигателей и станций управления штанговой скважинной насосной установкой в режимах, максимально приближенных к реальным полевым условиям с имитацией работы станка-качалки нефти штанговой скважинной насосной установки.

Modern trends in the development of technology are based on the need for experimental studies of the equipment being developed in laboratory conditions with the maximum approximation of the operating modes to real ones. Such studies are impossible without the development of specialized stands with test automation systems. Automation of processes involves the organization of measuring channels as part of a stand using analog-to-digital conversion (ADC), digital-to-analog conversion (DAC), digital-todigital conversion (DDC) and the development of a hardware-software complex (HSC) based on high-speed computing devices. As part of the project to create new high-tech equipment, the specialists of FSBEI HE “KSPEU” and JSC “ChEAZ” developed and created an experimental stand designed to verify and confirm the correctness of the selected structural and circuit solutions used in the design of a synchronous valve electric motor (SVEM) and rod control station borehole pumping unit (RC SBPU). The object of experimental research was the prototype and prototype electric drives of oil pumping units, as well as their components: SVEM and RC SBPU. The article discusses the ways of organizing the measuring and control channels of the measuring and information system of the experimental bench, which allows to study samples of synchronous valve motors and control stations of the sucker rod pump unit in the regimes that are as close as possible to real field conditions simulating the operation of the oil pumping unit of the sucker rod pump unit. Thus, in the experimental stand, analog, discrete and digital control and control channels are implemented.

аналогово-цифровой преобразовательаппаратно-программный комплексканал измеренияканал управлениядатчикстендanalog-to-digital converterhardware-software complexmeasurement channelcontrol channelsensorstandReferencesПетров Т.И., Сафин А.Р., Ившин И.В. и др. Модель системы управления станкомкачалкой на основе синхронных двигателей с бездатчиковым методом. «Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики». 2018. Т. 20. № 7-8. С. 107-116.Petrov TI, Safin AR., Ivshin IV, et. al. Model of a pumping unit control system based on synchronous motors with a sensorless method. Power engineering: research, equipment, technology. 2018;7-8:107-116.Aranovskiy S., Bobtsov A., Ortega R., et. al. Performance enhancement of parameter estimators via dynamic regressor extension and mixing. IEEE Transactions on Automatic Control. 2017. V. 62. № 7. pp. 3546-3550.Aranovskiy S, Bobtsov A, Ortega R, et. al. Performance enhancement of parameter estimators via dynamic regressor extension and mixing. IEEE Transactions on Automatic Control, 2017;62(7):3546- 3550.Андреева Н.В., Ахунов Д.Д., Корнилов В.Ю. Способ контроля метрологических характеристик систем управления электроприводов переменного тока. Патент РФ № 2012136090, МПК G01R31/00, Опубл. 22.01.2015. Бюл. №12.Andreeva NV, Akhunov DD, Kornilov VYu. A method for monitoring the metrological characteristics of control systems for AC electric drives. RF patent N. 2012136090, IPC G01R31 / 00, Publ. 01/22/2015, Bull. N. 12.Saihi L., Boutera A. Robust Sensorless Sliding Mode Control of PMSM with MRAS and Luenberger Extended Observer. 2016 8th International Conference on Modelling, Identification and Control (ICMIC 2016). 2016. pp. 48-57.Saihi L, Boutera A. Robust Sensorless Sliding Mode Control of PMSM with MRAS and Luenberger Extended Observer. 2016 8th International Conference on Modelling, Identification and Control (ICMIC 2016). 2016, pp. 48-57.Ахунов Д.Д., Давлетшин Р.Ф., Корнилов В.Ю. Построение нормализованных моделей измерительных контуров системы «преобразователь частоты-асинхронный двигатель». - Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2011. № 2 (9). С. 36-40.Akhunov DD, Davletshin RF, Kornilov VYu. Construction of normalized models of measuring circuits of the "frequency converter-asynchronous motor" system. Bulletin of Kazan State Energy University. 2011;2 (9):36-40.Gracheva E.I., Naumov O.V., Gorlov A.N. Modelling Characteristics of Reliability LowVoltage Switching Devices on the Basis of Random Checks on the Example of Contactors. (2019) Proceedings - 2019 1st International Conference on Control Systems, Mathematical Modelling, Automation and Energy Efficiency, SUMMA 2019, article № 8947595, pp. 641-643.Gracheva EI, Naumov OV, Gorlov AN. Modelling Characteristics of Reliability Low-Voltage Switching Devices on the Basis of Random Checks on the Example of Contactors. (2019) Proceedings 2019 1st International Conference on Control Systems, Mathematical Modelling, Automation and Energy Efficiency, SUMMA 2019, article № 8947595, pp. 641-643.Андреева Н.В., Ахунов Д.Д., Корнилов В.Ю. Расчетно-экспериментальное оценивание погрешностей измерительных каналов системы «преобразователь частоты VLT 5000 FLUX – асинхронный двигатель». Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2012. № 1-2. С. 122-126.Andreeva NV, Akhunov DD, Kornilov VYu. Settlement and experimental error estimation of measuring channels of the VLT 5000 FLUX frequency inverter - asynchronous motor system. News of higher educational institutions. Energy issues. 2012;1-2:122-126.Нугаев И.Ф., Искужин Р.В. Комплекс математических моделей для решения задач синтеза алгоритмов управления процессами в нефтедобывающих скважинах // Вестник УГАТУ. 2012. Т. 16. № 8(53). С. 36–44.Nugaev IF, Iskuzhin RV. A complex of mathematical models for solving the problems of synthesis of process control algorithms in oil wells. Vestnik UGATU. 2012;16;8 (53):36-44.Dong L., Han X., Hua L. Effects of the rotation speed ratio of double eccentricity bushings on rocking tool path in a cold rotary forging press. Journal of Mechanical Science and Technology. 2015. V. 29. № 4.Dong L, Han X, Hua L. Effects of the rotation speed ratio of double eccentricity bushings on rocking tool path in a cold rotary forging press. Journal of Mechanical Science and Technology. 2015;29:4.Morimoto S., Kawamoto K., Sanada M., et. al. Sensorless control strategy for salient-pole PMSM based on extended EMF in rotating reference frame. Proc. 2001 IEEE IAS Annual Meeting. 2011. V. 4. pp. 2637-2644.Morimoto S, Kawamoto K, Sanada M, et. al. Sensorless control strategy for salient-pole PMSM based on extended EMF in rotating reference frame. Proc. 2001 IEEE IAS Annual Meeting. 2011;4:2637- 2644.Ивановский В.Н., Садчиков Н.В., Улюмджиев А.С. К вопросу оптимизации закона движения выходного звена привода скважинной штанговой насосной установки // Территория ≪НЕФТЕГАЗ≫.2012. № 5.С. 86–90.Ivanovsky VN, Sadchikov NV, Ulyumdzhiev AS. On the issue of optimizing the law of motion of the output link of a downhole sucker rod pump driv. Territory ≪NEFTEGAZ≫. 2012;5:86-90.Софьина Н.Н., Шишлянников Д.И., Корнлиов К.А. и др. Способ контроля параметров работы и технического состояния штанговых скважинных насосных установок/ Master's Journal. 2016. № 1. С. 247-257.Sof'ina NN, Shishlyannikov D, Kornliov KA. et al. A method for monitoring operation parameters and technical condition of sucker rod pumping units. Master's Journal. 2016;1:247-257.Lindh T., Montonen J.-H., Grachev M. Generating surface dynamometer cards for a sucker-rod pump by using frequency converter estimates and a process identification run. IEEE 5th International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives. Riga, 2015. pp. 416-420.Lindh T, Montonen J.-H, Grachev M. Generating surface dynamometer cards for a sucker-rod pump by using frequency converter estimates and a process identification run. IEEE 5th International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives. Riga, 2015. pp. 416-420.Шишлянников Д.И.,. Рыбин А.А. Оценка нагруженности балансирных станков-качалок по параметрам питания электропривода. С-Пб.: Записки Горного института, 2017. Т.227.С. 47 – 54.Shishlyannikov DI, Rybin AA. Assessment of the load of balancing rocking machines according to the power parameters of the electric drive. St. Petersburg .: Notes of the Mining Institute, 2017;227:47-54. doi: 10.25515/1.2017.5.582.Пачин М.Г., Лоскутников В.А. Результаты испытаний станции управления АО «ПНППК» для вентильных электродвигателей станков-качалок. М.:Территория нефтегаз. 2016. №6, С.78-83.Pachin MG, Loskutnikov VA. Test results of the control station of JSC "PNPPK" for valve electric motors of pumping units. M.: Territory oil and gas. 2016;6:78-83.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.