Универсальный контроллер двигателя

Добрый день

Сегодня предлагаю рассмотреть устройство "универсальный контроллер двигателя"

Универсальный контроллер двигателя (UMC) является интеллектуальным устройством управления для 3-фазных асинхронных двигателей переменного тока, объединяющий в себе две классические функции: функцию защиты и функцию управления, предоставляющий возможность проведения диагностики и обеспечивающий связь через полевую шину.

Функционал устройства настраивается в широком диапазоне и способен удовлетворить потребности различных отраслей промышленности.

Обзор функций.

Функции защиты

• Контроллер обеспечивает комплексную защиту двигателя, включая обнаружение повреждения на фазе, регулируемую защиту при «опрокидывании» двигателя во время пуска или нормальной эксплуатации, настраиваемые пределы тока для создания срабатываний или предупреждений, а также многое другое.
• Классы перегрузки 5E, 10E, 20E, 30E и 40E.
• Термисторная защита электродвигателя (позистор).
• Аналоговые входы для систем защиты на базе PT100/PT1000
• Аналоговые входы для стандартных сигналов (0 – 10 В; 0/4 – 20 мА)
• Обнаружение замыкания на землю (например, при использовании в сетях с изолированной нейтралью).
• Функции защиты по мощности и напряжению.
• Мониторинг качества сигнала в сети (суммарный коэффициент гармонических искажений).
• С помощью одного типа устройств можно охватить весь диапазон значений тока от 0,24 до 63 А. Для больших токов (до 850 А) имеются дополнительные трансформаторы тока.

Связь через полевую шину

• UMC100 можно интегрировать в сети с разными полевыми шинами, такими как PROFIBUS DP /PROFINET IO, DeviceNet, MODBUS / ModbusTCP, через различные интерфейсы связи и Ethernet-интерфейсы. Через полевую шину можно получать любые данные измерений, сигналы состояний и параметры.
• При этом UMC100 можно использовать и как автономное устройство без применения компонентов связи.
• В случае выхода шины из строя, и система защиты, и система управления двигателем остаются полностью работоспособными.
• Интерфейс полевой шины и контроллер можно монтировать по раздельности. Это предоставляет некоторые преимущества в случае применения в ЩУЭ (щит управления электродвигателем), особенно в комплекте с выдвижными системами.
• Установка параметров функций защиты и управления осуществляется с помощью файлов описания устройств для разных полевых шин (например, GSD для PROFIBUS). Кроме этого, в распоряжении пользователя контроллера имеется администратор класса устройств, с помощью которого очень удобно проводить конфигурацию через ноутбук или через систему управления.
• Выбор циклически передаваемых аналоговых значений по параметру.

Управление двигателем, входы и выходы

• UMC100 предоставляет шесть цифровых входов, три релейных выхода и один выход на 24 В. Поэтому прямо с базового устройства можно реализовать большое количество функций управления.
• Если необходимо еще больше входов или выходов, базовое устройство можно расширить с помощью модуля расширения. Этот модуль дополнительно обеспечивает восемь цифровых входов, четыре релейных выхода и аналоговый выход для подключения аналогового измерителя.
• Стандартными конфигурациями устройства являются: «прямой пускатель», «реверсивный пускатель», «пускатель звезда-треугольник», «исполнительный механизм», «шаговый режим» и многие другие.
• Для адаптации рабочих характеристик UMC100 под конкретные требования пользователя цифровые входы можно сконфигурировать в различных вариантах.
• Чтобы работать в рамках специальных клиентских приложений UMC100 позволяет свободно программировать свою внутреннюю логику. Имеются функциональные блоки для настройки сигнала, булевой логики, таймеров, счетчиков и пр. (см. руководство «Редактор пользовательских приложений»).
• Допускается применение на различных центрах управления (РСУ, DI, панель управления и пр.), в которых отдельно настраиваются разные схемы расцепления.

Измерение, мониторинг и диагностика

• Быстрая, комплексная диагностика и информация о рабочем состоянии доступна как на самом контроллере UMC100 (светодиоды), так и на ЖК-дисплее (ясные текстовые сообщения), посредством полевой шины или с помощью ноутбука, соединенного с контроллером напрямую или через полевую шину.
• Полностью графическая, многоязычная ЖК-панель позволяет проводить конфигурации, управление и мониторинг как самого контроллера, так и его входов и выходов.
• Доступны функции диагностики двигателя, статуса шины и устройств, счетчиков техобслуживания, например, число пусков и отключений при перегрузке, оставшееся время охлаждения и т.д.

Программирование функциональных блоков

• Контроллер UMC100 располагает набором предустановленных приложений. Работа приложений строится на основе функциональных блоков, которые можно использовать без применения инструментов программирования.
• Пользовательские приложения создаются очень удобным способом – редактор пользовательских приложений интегрирован в программный набор инструментов для настройки устройства (далее, Инструмент конфигурирования).
• Во время разработки и тестирования приложения вы можете следить за ним в режиме реального времени.
• Имеются как специальные функциональные блоки (для управления и защиты), так и функциональные блоки общего назначения: булева логика, таймеры, счетчики, блоки статуса компонентов устройства, функции пускателя и пр.
• В устройстве применены так называемые «базовые функциональные блоки» – логические блоки без параметров. Но есть и очень мощные функциональные блоки, такие как блоки многозадачных входов или блоки пускателя. Эти блоки обладают параметрами, которыми можно управлять через ЖК-панель оператора и полевую шину. Устанавливая параметры блока, вы можете регулировать рабочие характеристики блоков и приложений согласно вашим потребностям.

Описание компонентов

На следующем рисунке показаны клеммы и элементы контроля и управления UMC100. В данном примере изображен контроллер UMC с интерфейсом связи PDP32.

Построение функциональных блоков UMC100

На следующей схеме показаны основные функциональные блоки UMC100 и диаграмма потока данных между ними. Верхний основной блок выполняет функции защиты. Сигналы от различных источников поступают на расцепитель, который проводит оценку этих сигналов. В зависимости от конфигурации он производит либо срабатывание, либо предупреждение. Защита двигателя всегда имеет приоритет относительно контроля релейных выходов. В случае срабатывания защиты размыкаются соответствующие контакты – двигатель останавливается. Если устройство не срабатывает, сторожевое устройство в целях безопасности автоматически разомкнет релейные выходы. Обойти сторожевое устройство невозможно.

Основными входными сигналами для защиты двигателя являются сигналы измерения тока и датчик термистора. Сигнал, поступающий из блока измерений, предоставляет информацию о фактическом токе двигателя на всех трех фазах. Специально разработанная модель управления использует текущую информацию с двигателя и вычисляет его рабочую температуру. При достижении определенного уровня это вызовет срабатывание по перегрузке. На термисторном входе измеряется сопротивление позисторного датчика. Базируясь на величине измеренного значения на этом сопротивлении можно определить в каком состоянии находится двигатель – в холодном или в горячем. Также здесь может быть обнаружено возникновение короткого замыкания или обрыва провода.

Нижний основной блок выполняет функции управления. Входящие команды с панели, с цифровых входов или с полевой шины ранжируются в блоке выбора места управления в соответствии с настройками пользователя, а затем направляются в функциональный блок активного пускателя. Функциональный блок пускателя контролирует релейные выходы в зависимости от входных сигналов и фактического состояния. Кроме того, контрольные сигналы используются для ЖК-дисплея, светодиодов сигнализации UMC100, а также для мониторинга полевой шины и для диагностических телеграмм. Все эти блоки работают в так называемом едином логическом механизме. Можно полностью изменить приложение этого механизма, но обычно достаточно имеющихся предустановленных приложений. Дополнительную информацию об этом можно найти в руководстве редактора пользовательских приложений.

Модуль VI150

Модуль VI150 добавляет UMC функции защиты по напряжению и мощности. Он обеспечивает три входа напряжения и один релейный выход. Его можно использовать в трех- или однофазном режиме работы.

ЖК панель модуля

Панель управления UMC100-PAN является составным компонентом UMC100 и предназначена для мониторинга, управления и установки параметров на этом контроллере. Ее можно разместить прямо на UMC100 или, воспользовавшись монтажным комплектом, установить отдельно на дверце шкафа управления.

Некоторые основные характеристики:
–– полностью графический многоязычный пользовательский интерфейс;
–– пуск и остановка двигателя, подтверждение ошибок;
–– отображение измеренных значений (например, тока двигателя в А / в % или времени пуска)и статуса входов и выходов;
–– установка параметров;
–– экспорт и импорт параметров.