ABB SDCS -sarja: modulaarinen ohjauslaitteisto luotettavaan DC-moottorinohjaukseen

Johdanto

Tämä ABB SDCS-sarja koostuu ohjaus-, viestintä-, virtalähde-, signaaliyhteys- ja I/O-korttiperheestä, joka on kehitetty ABB:n tasavirtakäyttöalustoille. SDCS-komponentteja löydät eri käyttöpolvista, kuten DCS500-, DCS600- ja DCS800-sarjoista sekä liittyvästä DCS880-laitteistokonfiguraatiosta. Vaikka yksittäisten korttien nimet ja toiminnot vaihtelevat tuotepolvien välillä, kokonaisvaltainen suunnitteluperiaate säilyy muuttumattomana: pääkäyttötoiminnot erotellaan erityisiin elektronisiin moduuleihin, jotka voivat vaihtaa signaaleja koordinoitujen ohjausrakenteiden kautta.

Tämä modulaarinen järjestely mahdollistaa tarkan moottorin ohjauksen, joustavan tehdasintegraation, systemaattisen vian diagnosoimisen ja kohdennetun huollon. SDCS-korttien roolin ymmärtäminen on siksi tärkeää, kun määritellään korvausta, kun tutkitaan asennetun käytön vikoja tai kun valmistellaan modernisointiprojektia. SDCS-kortti on siksi tärkeää, kun määritellään korvausta, kun tutkitaan asennetun käytön vikoja tai kun valmistellaan modernisointiprojektia.

Ytimen ohjausrakenteesta ABB SDCS-sarja

Keskipisteessä on ABB:n DC-moottorinohjain pääohjauspiiri. DCS800-järjestelmässä tätä toimintoa suorittaa yleensä SDCS-CON-4 -piiri. Piiri suorittaa moottorinohjaimen firmwarea, käsittelee käyttökomentoja, hallinnoi ohjausparametrejä, arvioi takaisinkytkentäsignaaleja ja koordinoi tyristorivoimavaihteen kytkentäohjausta.

Ohjauspiiri toimii päätöksentekotasona tehdasautomaatiojärjestelmän ja teho muuntimen välillä. Se vastaanottaa nopeus- tai momenttiviitteitä, arvioi moottorin takaisinkytkentäsignaaleja, soveltaa ohjausalgoritmeja ja tuottaa sisäiset komennot, joita tarvitaan armatuurivirran ja moottorin nopeuden säätämiseen. Konfiguraatiosta riippuen takaisinkytkentäsignaalit voivat tulla enkooderista, DC-takometrista, analogisesta prosessisignaalista tai lasketusta käyttöarvosta.

SDCS-CON-4 sisältää firmwareen, parametrien tallentamiseen ja diagnostiikkaan tarkoitettua flash-muistia. Tämä mahdollistaa toimintaparametrien säilymisen myös apuverkon kytkemisen jälkeen. Vianlokitustiedot voivat myös auttaa huoltohenkilökuntaa rekonstruoimaan tapahtumien järjestyksen, joka edelsi moottorin pysähtymistä.

Sisäinen koiravalvonta (watchdog) seuraa kortin ja sen firmwaren oikeaa toimintaa. Jos koiravalvonta havaitsee poikkeavan tilanteen, järjestelmä nollataan ja tyristorien ohjaus kytketään pois päältä. Digitaaliset tulostulokset asetetaan turvalliselle alhaiselle tasolle, kun taas ohjelmoitavat analogiset tulostulokset palautetaan nollatasoon. Tämä käyttäytyminen osoittaa, että ohjauskortti vastaa ei ainoastaan suorituskyvystä vaan myös ennustettavasta reaktiosta sisäisen elektronisen vian aikana.

SDCS-arkkitehtuuria ei tule tulkita vaihtokelpoisista yleiskäyttöisistä piirikorteista koostuvana kokoelmana. Jokainen komponentti on suunniteltu tiettyyn ajopereen, laitteistoversioon, liitinjärjestelyyn, firmware-ympäristöön ja teholähteen konfiguraatioon. Saman näköinen kortti ei välttämättä tarjoa samoja toimintoja tai yhteensopivuutta.

Ohjaus-, viestintä-, I/O- ja teholähteen liitännäiskortit

Voima SDCS-sarjassa ilmanee siinä, miten sen erityisesti suunnitellut kortit jakavat ja koordinoivat ajoprosessin toiminnot. Pääohjauskorttia tukevat viestintä-, I/O-, teholähteen ja muuntimen liitännäiskomponentit.

SDCS-COM-8-liitännäispiiri laajentaa DCS800-asennuksen viestintämahdollisuuksia. Se tukee yhteyksiä, jotka liittyvät ohjausjärjestelmien ohittamiseen, kenttäbussiadaptereihin, DriveBus-viestintään, suunnittelutyökaluihin ja pääseurantajärjestelmiin. Koordinoitussa tuotantolinjassa tämä viestintäkerros mahdollistaa ajuriyksikön käskyjen, viitteiden, tilasanojen, todellisten arvojen ja diagnostiikkatietojen vaihtamisen korkeamman tason automaatiolaitteiden kanssa.

Usean ajuriyksikön sovelluksissa SDCS-DSL-4-ajuri-ajuri -liitännäispiiri tarjoaa lisäviestintäpolun. Ajuri-ajuri -koordinointi voi olla tärkeää, kun useat moottorit jakavat kuorman, säilyttävät linjan nopeuden tai seuraavat yhteistä tuotantoviitetta.

ABB tarjoaa myös erityisiä I/O-laajennuspiirejä sDCS-IOB-2 -laite on tarkoitettu digitaalisen tulon ja lähdön laajentamiseen. Se tarjoaa signaalierottelun ja kenttäyhteydet, joita tarvitaan ulkoisten lukituspiirien, tilanilmoitusten, sallintapiirien, kontaktorien ohjauksen ja muiden binääristen toimintojen toteuttamiseen.

SDCS-IOB-3 -laite tukee analogisia ja enkooderipohjaisia I/O-toimintoja. Sitä voidaan käyttää, kun projekti vaatii lisäanalogiasignaaleja, parannettuja takaisinkytkentäyhteyksiä, galvaanista erottelua tai joustavampaa enkooderiliitäntää. Nämä toiminnot ovat hyödyllisiä silloin, kun olemassa olevassa moottorissa käytetään tiettyä tachometria tai enkooderia, joka on säilytettävä moottorin vaihdon yhteydessä.

SDCS-POW-4 tarjoaa ohjausjärjestelmän vaatimat sähköiset jännitetasot. Vakaa apujännite on perustavanlaatuinen, koska sisäisen virransyötön häiriöt voivat vaikuttaa käsittelyyn, mittauksiin, viestintään ja lähtöohjaukseen. Epäilty ohjauspiirin vika tulisi siksi tutkia yhdessä vastaavien virtalähteiden jännitteiden, liitäntöjen ja diagnostisten indikaattoreiden kanssa.

Esimerkiksi SDCS-PIN-4- tai SDCS-PIN-4B-kortit muodostavat rajapinnan elektronisen ohjausosan ja muuntimen tehosuorituksen välille. Niiden tehtäviin voi kuulua esimerkiksi armatuurijännitteen mittaaminen, virtapalautteen käsittely, kenttäpiirin rajapinta, pulssien lähettäminen ja liitännät tyristorisillalle. Koska nämä kortit vuorovaikuttavat tiukasti tehosuorituksen kanssa, niiden valinta voi riippua muuntimen tyypistä, virta-arvosta, rungon koosta ja laitteiston määrityksestä.

Uudemmat DCS880-suunnittelut käyttävät päivitettyjä SDCS-kortti merkintöjä, kuten SDCS-CON-H01-sähköyksikköä ja siihen liittyvää teho-liitännän laitteistoa. Näitä uudempia osia ei pidä olettaa suoriksi korvaaviksi vanhemmille DCS800- tai DCS500-kortteille. Yhteensopivuus on vahvistettava käyttämällä täydellistä ABB-osanumeroa, moottorin sarjanumeroa, laitteiston käyttöohjetta ja asennettuja vaihtoehtoja sisältävää luetteloa.

Huolto, korvaaminen ja elinkaarisuunnittelu

Tehokas SDCS huolto alkaa tarkasta tunnistamisesta. Insinöörien tulee kirjata kokonainen kortin merkintä, ABB tilauskoodi, laitteiston versio, firmware-versio, moottorimalli, muuntimen tehomerkintä ja olemassa oleva vaihtoehtokokoonpano. Liittimien, hyppäyksen asentojen, liitäntäpisteiden johdotuksen ja asennettujen viestintämoduulien valokuvat voivat tarjota arvokasta näyttöä korvaussuunnittelun aikana.

Ennen ohjauspaneelin poistamista ajoparametrien asetelma tulisi varmuuskopioida aina, kun laitteiston tila sen sallii. Korvaava ohjauspaneeli saattaa sisältää erilaisia oletusparametreja tai firmwarea. Sen asentaminen ilman sovellusasetusten palauttamista ja tarkistamista voi johtaa virheellisiin moottoritietoihin, takaisinkytkentäasteikointiin, virtarajoituksiin, kenttäohjauksen toimintaan, kiihtyvyysramppien asetuksiin, viestintäkartoituksiin tai suojakynnystasoihin.

Sähköstaattisen purkauksen estämistoimet ovat välttämättömiä käsiteltäessä SDCS-piirikortteja . Apu- ja päävirtalähteet on erotettava sovellettavien ABB:n turvallisuusohjeiden mukaisesti, ja henkilökunnan on varmistettava, että varastoitunut sähköenergia on purkautunut. Piirikorttien vaihto energisoitussa laitteistossa ilman hyväksyttyä menettelyä voi altistaa sekä teknikkoa että ajokonetta vakavalle vaaralle.

Vianetsintää tulisi harkita koko signaaliketjun osalta. Ilmoitettu ohjauspiirin vika saattaa johtua heikosta sisäisestä virtalähteestä, vaurioituneesta enkooderijohtimesta, epäonnistuneesta virran takaisinkytkennästä, viestintäkatkosta, löysänä olevasta nauhaliittimestä, likaantuneesta liittimestä, väärästä hyppäyksen sijainnista tai viallisesta rajapintapiiristä. Piirin vaihtaminen ilman perimmäisen vian tunnistamista voi vahingoittaa vaihdettavaa piiriä tai jättää alkuperäisen vian korjaamatta.

Vanhenemassa olevien tasavirtamoottorien käyttöönottotilojen osalta varaosien hallintaa tulisi yhdistää elinkaarien suunnitteluun. Testattujen SDCS-piirien säilyttäminen voi vähentää toipumisaikaa vian sattuessa, mutta pitkän aikavälin luotettavuus riippuu myös dokumentoinnista, parametrien varmuuskopioinnista, koulutetusta henkilökunnasta ja määritellystä modernisointistrategiasta. Teollisuuslaitosten tulisi arvioida, antaako jatkuvan komponenttitason tukeminen vai siirtyminen uudemmalle moottorialustalle paremman toiminnallisen ja taloudellisen tuloksen.

Johtopäätös

Tämä ABB SDCS-sarjassa tarjoaa sähköisen perustan monille ABB:n jo käytössä oleville tasavirtamoottoriohjauksille. Sen modulaarinen rakenne erottaa ohjausprosessoinnin, viestinnän, digitaaliset ja analogiset I/O:t, apuenergian, takaisinkytkentämittaukset ja teholähteen liittämisjärjestelmät toisistaan erityislevyiksi .

Tämä arkkitehtuuri antaa insinööreille joustavuutta käynnistysvaiheessa ja mahdollistaa kohdennetun huollon, mutta se vaatii myös tarkkaa osien tunnistamista ja yhteensopivuuden tarkistamista. SDCS-levy tulisi aina valita tarkan moottoriohjauksen sukupolven, tilauskoodin, versio- ja firmwaretiedon sekä sovelluskonfiguraation mukaan.

Oikealla dokumentaatiolla, varmistettuilla varaosilla, luotettavilla parametrivarauksilla ja asianmukaisilla sähöturvallisuuskäytännöillä SDCS-perusteiset järjestelmät voivat jatkossakin tukea kriittisiä teollisia prosesseja. Samalla systemaattinen elinkaarisuunnittelu auttaa käyttäjiä päättämään, milloin huolto on edelleen käytännöllistä ja milloin modernisointi tarjoaa kestävämmän tien tulevaan luotettavuuteen.

Ehdotetut tuotteet:

Lähteet

https://library.e.abb.com/public/647f732ff4684400a8bc2f063d44d3a8/3ADW000194R0811%20DCS800%20Hardware%20Manual%20us%20h.pdf

(Jos tässä on tekijänoikeusloukkausta, ota yhteyttä minuun tämän artikkelin poistamiseksi.)