Làm thế nào loạt ABB NDBU hỗ trợ truyền thông quang DDCS ổn định trong các dây chuyền sản xuất đa động cơ

TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP | TRUYỀN THÔNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ

01Tại sao truyền thông lại quan trọng trong hệ thống đa động cơ

Trong một dây chuyền đa động cơ , mỗi động cơ có nhiệm vụ riêng, nhưng không có động cơ nào hoạt động độc lập. Trên máy sản xuất giấy, các bộ điều khiển ở các phần khác nhau phải tuân theo trình tự sản xuất mà không tạo ra lực căng quá mức trên dải vật liệu. Trong nhà máy cán, một sự cố tại một trạm cán có thể ảnh hưởng đến chuyển động của vật liệu qua trạm tiếp theo. Băng tải cũng đặt ra thách thức tương tự: thiết bị phía đầu vào và phía đầu ra phải phản ứng nhất quán khi dây chuyền khởi động, giảm tốc hoặc dừng.

Bộ điều khiển động cơ đảm nhiệm việc điều khiển động cơ. Mạng truyền thông vận chuyển các lệnh, thông tin trạng thái và thông điệp chẩn đoán mà chúng cần trao đổi với nhau. Bộ phân nhánh NDBU không tính toán mô-men xoắn hay điều chỉnh tốc độ động cơ; vai trò của nó chỉ là phân phối Các thông điệp DDCS qua mạng quang. Sự phân biệt này rất quan trọng khi xảy ra sự cố. Việc thay thế một bộ điều khiển động cơ sẽ không khắc phục được lỗi liên kết sợi quang bị hỏng, trong khi việc thay thế một bộ phân nhánh sẽ không sửa được lỗi thông số điều khiển.

Truyền thông quang học hữu ích xung quanh các bộ điều khiển công suất lớn vì liên kết này được cách ly về mặt điện và ít bị ảnh hưởng bởi gián đoạn điện từ thường liên quan đến thiết bị điện. Nó cũng cho phép kỹ sư tổ chức các kết nối dọc theo một đường dây thay vì phụ thuộc vào một chuỗi thiết bị duy nhất. ABB mô tả NDBU-95 là một cách để triển khai một cấu trúc hình sao : trong cấu hình được tài liệu hóa, một bộ điều khiển động cơ được kết nối có thể mất điện mà không làm gián đoạn khả năng truyền thông với tất cả các bộ điều khiển khác. Đây là một đặc tính mạng có giá trị, dù toàn bộ dây chuyền vẫn có thể cần dừng lại vì lý do quy trình hoặc an toàn.

Vấn đề thực tế đối với nhà máy là khả năng quan sát. Nếu một bộ điều khiển động cơ báo lỗi truyền thông ngắt quãng, nhân viên bảo trì cần xác định nguyên nhân bắt nguồn từ bộ điều khiển đó, từ kết nối quang của nó, từ bộ chia nhánh, từ nguồn cấp điện của bộ chia nhánh hay từ cài đặt mạng. Một cấu trúc DDCS được tài liệu hóa sẽ giúp việc điều tra này nhanh hơn nhiều.

02Vị trí của NDBU-85C và NDBU-95C trong mạng

Thị trường NDBU-85C và NDBU-95C được liệt kê bởi Evolo Automation, thuộc dòng thiết bị phân nhánh DDCS của ABB. Trong bố trí tiêu chuẩn, các thông điệp di chuyển từ thiết bị chủ đến thiết bị phân nhánh, sau đó dọc theo từng đường liên kết quang riêng biệt tới các bộ điều khiển động cơ được kết nối. Các phản hồi quay trở lại qua mạng tới thiết bị chủ.

Hai thiết bị này không nên được chọn chỉ dựa trên hình dáng bên ngoài. Hướng dẫn cấu hình của ABB phân biệt các thành phần quang học được sử dụng trong các bố trí NDBU-85 và NDBU-95, đồng thời minh họa các ví dụ về mạng dạng cây, mạng song song và mạng hỗn hợp. Hướng dẫn cũng cảnh báo rằng 5 MBd và 10 MBd các thành phần quang học không thể đơn giản trộn lẫn với nhau, dù đầu nối cáp của chúng có thể trông tương tự nhau. Do đó, vật liệu cáp, chiều dài liên kết, cài đặt kênh và địa chỉ thiết bị phải được kiểm tra kỹ lưỡng so với cấu hình đã lắp đặt.

Điều này đặc biệt quan trọng đối với các nhà máy có thiết bị thuộc nhiều thế hệ bộ điều khiển động cơ khác nhau. ACS600, ACS800, DCS600 và DCS800 là các nền tảng điều khiển có thể xuất hiện trong các cuộc thảo luận về mạng DDCS; chúng không phải là các mô hình NDBU. Một nhà máy cần xác nhận bộ điều khiển cụ thể, giao diện điều khiển và phần cứng quang học trước khi đặt hàng một bộ chia nhánh thay thế. Bộ nối phù hợp chỉ là một phần trong tổng thể tính tương thích.

Đối với kỹ sư lập kế hoạch mở rộng đường dây, các bước kiểm tra tương tự cũng cần được thực hiện trước khi đưa vào vận hành. Trước tiên, cần xác định rõ số lượng bộ điều khiển, cấu trúc mạng mong muốn, loại thành phần quang học và tuyến cáp. Sau đó, bộ chia nhánh có thể được xác định như một phần của toàn bộ lộ trình truyền thông, thay vì coi nó như một phụ tùng dự phòng riêng lẻ.

03Chuyển Thiết kế Mạng thành Bảo trì Dễ dàng hơn

Độ tin cậy truyền thông phụ thuộc vào việc lắp đặt và lưu trữ hồ sơ nhiều không kém so với bản thân bộ chia nhánh. Cáp quang cần được định tuyến và bảo vệ theo các hướng dẫn của ABB có hiệu lực. Các đầu nối cần được giữ sạch sẽ, và kỹ thuật viên nên tránh uốn cong quá mức hoặc gây căng thẳng không cần thiết khi làm việc bên trong tủ điều khiển. Đèn báo nguồn và đèn báo kênh của thiết bị cung cấp các kiểm tra sơ bộ hữu ích, nhưng chỉ riêng đèn báo không thể xác định mọi sự cố có thể xảy ra.

Hãy xem xét một cảnh báo ngắt quãng trên một bộ điều khiển trong dây chuyền sản xuất giấy. Bước đầu tiên là xác định kênh bị ảnh hưởng và xem lại lịch sử sự kiện. Nhóm kỹ thuật sau đó có thể kiểm tra nguồn điện và giao diện của bộ điều khiển, kiểm tra cả hai đầu của kết nối sợi quang, đồng thời so sánh các thiết lập của bộ chia nhánh với bản vẽ mạng đã được phê duyệt. Nếu nhiều bộ điều khiển cùng mất liên lạc, việc điều tra có thể tập trung vào một thiết bị chung, nguồn điện chung hoặc kết nối thượng nguồn. Trình tự này giúp tránh thay thế các linh kiện phần cứng còn hoạt động tốt chỉ dựa trên suy đoán.

Kế hoạch dự trữ phụ tùng cũng cần đạt độ chính xác tương đương. Một hồ sơ hữu ích bao gồm số phụ tùng đầy đủ của ABB và các loại thành phần quang học đã lắp đặt, việc phân bổ kênh , địa chỉ, thông số cáp và cài đặt cấu hình. Những chi tiết này giúp giảm thiểu sự không chắc chắn trong khoảng thời gian tắt máy ngắn và ngăn ngừa việc lắp đặt nhầm một thiết bị có hình dáng vật lý tương tự nhưng không phù hợp.

Đối với các nhà máy hiện đại hóa theo từng giai đoạn, việc duy trì hồ sơ mạng luôn cập nhật còn mang lại một lợi ích khác: kỹ sư có thể xác định rõ phần nào của hệ thống điều khiển phân tán trực tiếp (DDCS) có thể giữ nguyên và phần nào cần thiết kế lại khi thay thế các bộ biến tần. Điều này hỗ trợ quá trình nâng cấp có kiểm soát, mà không giả định rằng mọi thành phần cũ và mới đều có khả năng giao tiếp giống nhau.

Các mô hình danh mục liên quan

Các mô hình đã chọn được liệt kê trên Evolo Automation. Ba cột này là các tham chiếu danh mục, không phải các bộ phận có thể hoán đổi cho nhau hoặc các khuyến nghị về tính tương thích.