2 Характеристика перетворювачів та програмного забезпечення приводів abb dcs800

2.1 Загальні характеристики перетворювачів abb dcs800

Перетворювачі АВВ DCS800 (рис. 2.1) представляють собою програмовані перетворювачі для приводів постійного струму, які комплектуються панеллю керування, мають інтерфейс для зв’язку з комп’ютером та програмне забезпечення Drive Window 2.22 , що йде в базовій комплектації.

Приводи серії DCS 800 мають широку сферу застосування в промисловості. Їх можливо використовувати в приводах металообробних верстатів, в поліграфії, харчовій, хімічній та паперовій промисловості, на транспорті та ін. Вбудоване програмне забезпечення дозволяє реалізувати всі класичні схеми керування електроприводами постійного струму, від одноконтурних систем керування швидкістю ДПС та двозонних систем, до 12-ти пульсних схем, систем з двома двигунами, та систем з реверсуванням поля.

Рисунок 2.1 ― Загальний вигляд перетворювача ABB DCS800

Вбудоване програмне забезпечення DCS800 має базові функції регулювання швидкості, струму якоря, струму збудження та напруги двигуна. Гнучка система адресації команд дозволяє здійснювати керування по послідовним інтерфейсам fieldbus, системою ведучий-ведений, або за допомогою сигналів від зовнішніх пристроїв керування, а також по змішаній системі. Логічна структура приводу дозволяє так змінювати конфігурацію, щоб його дії визначалися стандартом profibus або відповідали класичним методам керування.

Технічні характеристики приводу DCS800 S02-0025-04:

- номінальна напруга живлення ~ 380 В;

- номінальний струм 25А;

- частота мережі живлення 50±5 Гц;

- розрахункова потужність двигуна до 9 КВт;

- вихідна напруга = 220В;

- тип випрямляча – чотирьохквадрантний;

- вихідний струм внутрішнього збуджувача 6А;

- вага приводу 11кг.

Силова частина перетворювача включає трифазний реверсивний мостовий керований випрямляч для живлення обмотки якоря та внутрішній керований тиристорний збуджувач для незалежного живлення обмотки збудження. Система моніторингу та вимірювання перетворювача включає наступні датчики: струмів якоря та збудження, а також напруги на якорі. На основі вимірів схема керування автоматично обчислює величини ЕРС та швидкості. Перетворювач забезпечує можливість під’єднання зовнішнього датчика швидкості (тахогенератора чи енкодера).

DCS800 дозволяє шляхом програмування реалізовувати наступні типові структури керування двигуном постійного струму: двоконтурна система підпорядкованого (СПР) керування швидкістю з прямим вимірюванням швидкості або через вимірювання ЕРС, одноконтурна система керування моментом (струмом якоря), двозонна система керування швидкістю зі стабілізацією ЕРС.

Функціональна та структурні схеми електроприводу DCS800 представлені в додатках.

2.2 Основні функції програмного забезпечення Drive Window light для приводів abb dcs800

Програмне забезпечення Drive Window є програмним комплексом для керування широким спектром перетворювачів виробництва АВВ. Воно складається з самої програми Drive Window, яка служить для пуско-налагодження та настроювання приводу, а також для програмування функцій для найбільш розповсюджених потреб та програми Control Builder, що дозволяє програмувати привод під конкретну задачу, використовуючи мови програмування стандарту IEC61131-3. Такими задачами можуть бути нові функції для реалізації задач намотки, децентралізованого керування, а також захисні функції для електроприводу. Програмне забезпечення має вбудований симулятор і дозволяє відлагоджувати написану користувачем програму керування без підключення обладнання. Написана та відлагоджена програма може бути записана на карту пам’яті, що може бути вставлена в привод. Програму можна захистити паролем та унеможливити копіювання її з карти.

Програма Drive Window дозволяє роботу в автономному режимі, що дає можливість виставляти значення параметрів на робочому місці користувача ще до прибуття на об’єкт. Браузер параметрів дає змогу продивлятися та зберігати значення параметрів. За допомогою функцій порівняння параметрів можна порівнювати між собою значення параметрів в приводі та в файлі. За допомогою підгрупи параметрів можна створювати власні набори параметрів. Однією з функцій програми Drive Window є керування електроприводом. Інформація про стан привода та про неполадки, що представляє собою реалізацію функції діагностики, зменшує тривалість налагоджувальних робіт.

Для настроювання приводів ABB DCS800 їх необхідно під´єднати до ПК за допомогою кабелю RS 232 та підключити до напруги живлення. На ПК повинно бути встановлено програмне забезпечення DriveWindow LIGHT.

Для початку процесу настроювання необхідно запустити програму DriveWindow LIGHT. У вікні програми треба обрати меню File і обрати опцію New Online Drive. В результаті програма встановить зв´язок з під´єднаним до ПК електроприводом. У вікні програми з´явиться вікно зі списком параметрів електроприводу (див. рис. 2.2).

Рисунок 2.2 ― Вікно параметрів електроприводу

Для настроювання електроприводу немає потреби визначати параметри електродвигуна та системи керування (швидкістю або моментом). Достатньо лише знати паспортні дані двигуна та мати загальне уявлення про системи керування двигунами постійного струму. Уся розрахункова робота проводиться самим програмним забезпеченням з використанням функції автоналаштування, що визначає перетворювачі ABB DCS 800, як інтелектуальні.

Процес налаштування проводиться автоматизовано за допомогою майстра налаштування, який поетапно проводить користувача по всіх необхідних процедурах. Майстер налаштування викликається за допомогою меню Wizard (рис. 2.3).

У вікні майстра налаштування користувачу пропонується, або розпочати налаштування електроприводу поетапно, або вибрати окремі етапи та процедури налаштування.

При вводі в експлуатацію необхідно обрати поетапний спосіб, для цього необхідно обрати пункт Start.

Перша процедура настроювання зводиться до введення паспортних даних електродвигуна (рис. 2.4).

Рисунок 2.3 ― Вікно майстра налаштування параметрів

Рисунок 2.4 ― Вікно введення паспортних даних електродвигуна

У вікні введення паспортних даних електродвигуна використовуються наступні параметри:

• 9901 - мова вікна настроювання;

• 9902 - номінальна напруга двигуна;

• 9903 - номінальний струм якоря;

• 9904 - номінальна швидкість двигуна;

• 2001 та 2002 – обмеження мінімальної і максимальної швидкості;

• 9911 - номінальний струм збудження;

• 9910 - напруга живлення перетворювача DCS800.

Блок Protections використовується для настроювання обмежень струму якоря (параметр 3009) та швидкості (3016). Номінальний струм збудження можна визначити, розділивши номінальну напругу двигуна на опір обмотки збудження. Для переходу до наступної процедури необхідно натиснути Next.

Друга процедура (рис. 2.5) дозволяє обрати певні макроси, які містять набори параметрів для реалізації типових структур систем керування.

Рисунок 2.5 ― Вікно вибору макросу

Найпростіший варіант – не обирати жодного макросу (обрати значення NotUsed для параметра 9908) з подальшою реалізацією необхідної системи керування шляхом зміни параметрів структурної схеми (див. додатки).

Наступна третя процедура полягає в налаштуванні параметрів регулятора струму збудження (рис. 2.6).

Рисунок 2.6 ― Налаштування параметрів регулятора струму збудження

Параметр 9911 визначає струм збудження двигуна. Необхідно обрати тип живлення обмотки збудження двигуна (параметр 9912). У випадку, показаному на рис. 2.6, обрано живлення від вбудованого в перетворювач збуджувача (значення OnBoard). Для реалізації систем однозонного керування значення параметра 4401 (режим керування полем) обирається рівним Fix (незмінне збудження).

Далі для налаштування регулятора струму збудження потрібно обрати пункт Start. Автоматичне настроювання розпочнеться лише після ознайомлення користувача з попередженням, згенерованим програмою, про можливість обертання двигуна в процесі налаштування. При налаштуванні регулятора можна почути характерний шум середньої частоти в двигуні та в перетворювачі.

В результаті успішного налаштування параметрів регулятора з´явиться відповідне повідомлення. Параметри регулятора можна буде переглянути у вікні налаштування. У випадку збою з´явиться вікно з попередженням про помилку та буде запропоновано провести діагностику для виявлення причини. Перед наступною спробою автонастроювання після усунення причин збою необхідно провести скидання перетворювача за допомогою кнопки Reset (червоний хрест внизу вікна налаштування – див. рис. 2.6).

Четверта процедура полягає в настроюванні регулятора струму якоря.

Для пунктів 2005, 2012 та 2006, 2013, за допомогою яких встановлюються обмеження моменту та струмів мостів реверсивного керованого випрямляча, доцільно обрати значення +100 та -100 відсотків відповідно.

Вікно налаштування параметрів регулятора струму якоря зображено на рисунку 2.7.

Рисунок 2.7 ― Вікно налаштування параметрів регулятора струму якоря

Для автоматичного налаштування регулятора струму якоря потрібно натиснути кнопку Start. Програма згенерує попередження про можливість обертання двигуна, ознайомлення з яким необхідно підтвердити, після чого почнеться процедура налаштування. Під час неї можна почути характерний низькочастотний гул у двигуні. Після вдалого закінчення процедури автоматичного налаштування буде видане відповідне повідомлення. У разі помилки при налаштуванні слід виконувати такі ж дії, як і на попередньому кроці. Параметри регулятора виводяться в пунктах 4306, 4307. В пунктах 4309 та 4310 знаходяться ідентифіковані значення індуктивності та опору якоря.

П´ята процедура настроювання автоматизує процес настроювання зворотного зв´язку за швидкістю (рис. 2.8).

Її доцільно проводити на закладці Auto. В пункті 5003 обирається джерело сигналу зворотного зв´язку. Це може бути енкодер, тахогенератор, або бездатчикове визначення швидкості за значенням ЕРС.

При відсутності датчика швидкості обирається пункт EMF. Це означає, що сигнал швидкості буде визначатися згідно значення ЕРС.

Далі для налаштування зворотного зв´язку за швидкістю потрібно обрати пукт Start. Автоматичне настроювання розпочнеться лише після ознайомлення користувача з попередженням про можливість обертання двигуна в процесі налаштування. При налаштуванні зворотного зв´язку двигун буде розігнано до номінальної швидкості.

Рисунок 2.8 ― Вікно настроювання параметрів зворотного зв´язку за швидкістю

В результаті успішного налаштування зворотного зв´язку з´явиться відповідне повідомлення. У випадку збою з´явиться вікно з попередженням про помилку та буде запропоновано провести діагностику для виявлення причини. Перед наступною спробою автонастроювання, після усунення причин збою, необхідно провести скидання перетворювача за допомогою кнопки Reset (червоний хрест внизу вікна налаштування).

Шостою процедурою є настроювання регулятора швидкості (рис. 2.9). Пункти 2201 та 2202 визначають час розгону та гальмування двигуна. Далі для налаштування регулятора швидкості потрібно обрати тип бажаного перехідного процесу та пукт Start. Автоматичне настроювання розпочнеться лише після ознайомлення користувача з попередженням про можливість обертання двигуна в процесі налаштування. При налаштуванні регулятора двигун буде обертатися згідно програми настроювання регулятора.

В результаті успішного налаштування регулятора з´явиться відповідне повідомлення. У випадку збою з´явиться вікно з попередженням про помилку та буде запропоновано провести діагностику для виявлення причини. Перед наступною спробою автонастроювання після усунення причин збою необхідно провести скидання перетворювача за допомогою кнопки Reset (червоний хрест внизу вікна налаштування).

Рисунок 2.9 ― Вікно настроювання регулятора швидкості

Параметри регулятора швидкості можна переглянути внизу вікна.

Остання сьома процедура налаштування полягає в настроюванні регулятора ЕРС (рис. 2.10).

Рисунок 2.10 ― Вікно настроювання регулятора ЕРС

У випадку вибору параметру 4401 зі значенням Fix дана процедура не діє.

Процедура використовується лише у випадку реалізації двозонної системи керування. Для налаштування регулятора ЕРС потрібно обрати пункт Start (попередньо в 4401 необхідно обрати EMF або інше значення, окрім Fix або Fix/Rev). Автоматичне настроювання розпочнеться лише після ознайомлення користувача з попередженням про можливість обертання двигуна в процесі налаштування.

В результаті успішного налаштування регулятора з´явиться відповідне повідомлення. У випадку збою з´явиться вікно з попередженням про помилку та буде запропоновано провести діагностику для виявлення причини. Перед наступною спробою автонастроювання після усунення причин збою необхідно провести скидання перетворювача за допомогою кнопки Reset (червоний хрест внизу вікна налаштування).

Параметри регулятора можна переглянути внизу вікна.

Для повного закінчення настроювання приводу та запису параметрів в перетворювач потрібно натиснути кнопку Finish. Для виходу з майстра настроювання необхідно натиснути клавішу Сlose.