SIMOREG 6RA70 являются полностью цифровыми компактными преобразователями для подключения к сети переменного тока и служат для питания якоря и возбуждения приводов постоянного тока с изменяемой скоростью вращения. Диапазон номинального постоянного тока преобразователей простирается от 15 до 3000 А и может быть увеличен за счет параллельного включения преобразователей.
В зависимости от использования преобразователи могут работать в нереверсивном или в реверсивном режиме. Преобразователи автономны благодаря интегрированной системе настройки параметров и не требуют дополнительных устройств для параметрирования. Все функции управления и регулирования, а также контрольные и вспомогательные функции выполняются под управлением одной микропроцессорной системы. Ввод заданного и текущего значения может производиться по выбору в цифровом или в аналоговом виде.
Преобразователи SIMOREG 6RA70 отличаются компактностью и экономией пространства для своей установки. В дверцу преобразователя встроен электронный бокс, который включает в себя модули регулирования. Этот бокс может быть дополнен модулями для технологических функций и последовательных интерфейсов. Благодаря удобной доступности отдельных элементов эта техника предоставляет Вам высокую степень дружественности сервиса.
Внешние сигналы (двоичные входы/выхода), аналоговые входы/выходы, импульсные датчики, и т.д.) подключаются посредством вставляемого штеккера. Программное обеспечение преобразователя хранится в flash EPROM. Обновление программного обеспечения может быть легко загружено по последовательному интерфейсу в базовый блок.
Силовая часть: контур якоря и контур возбуждения
Якорный контур выполнен по мостовой схеме переменного тока:
В преобразователях для нереверсивного привода по полноуправляемой мостовой схеме переменного тока В6С
в преобразователях для реверсивного привода по двум полноуправляемым мостовым схемам переменного тока (В6) А (В6) С.
Контур возбуждения выполнен по полуупраляемой однофазной мостовой схеме B2HZ. Преобразователи с номинальным током от 15 до 1200 А имеют силовую часть для якоря и для возбуждения с электрически изолированными тиристорными модулями. При этом корпус теплоотвода не несет на себе потенциала.
В преобразователях с номинальным током ≥ 1500 А силовая часть якорного контура выполнена на таблеточных тиристорах и их теплоотводы находятся под напряжением. Все подключающие клеммы силовой части доступны спереди.
Охлаждение
Преобразователи с номинальным током до 125 А рассчитаны на воздушное самоохлаждение, от 210 А – на усиленное воздушное охлаждение при помощи вентилятора.
Простая панель управления PMU
Все преобразователи оснащаются панелью PMU на дверце прибора. PMU состоит из пятиразрядной семисегментной панели индикации, трех светодиодов для индикации состояния и трех кнопок для ввода параметров.
Дополнительно на PMU находится разъем Х300 с интерфейсом USS по нормам RS 232 или RS 485.
Все необходимые для запуска согласования, настройки и индикации измеряемых величин могут быть реализованы при помощи PMU. Три кнопки имеют следующие функции:
На пятиразрядном семисегментном дисплее индицируемые величины могут быть представлены в различной форме. Например:
Панель управления OP1S
Опциональная панель управления преобразователя OP1S может быть вмонтирована либо в дверцу преобразователя, либо за его пределами, например, в дверцу электрошкафа. Это достигается благодаря подключению кабелем длиной от одного до пяти метров. При использовании отдельного питания 5В длина кабеля может быть увеличена до 200 м. Связь OP1S с SIMOREG производится через разъем Х300.
Благодаря применению панели OP1S появляется экономичная альтернатива измерительным приборам, обычно устанавливаемым на дверце электрошкафа и служащим для индикации текущих значений тех или иных физических величин.
ЖК-дисплей, имеющий 4 х 16 знаков, показывает открытым текстом обозначения параметров. Здесь можно выбрать один из языков: немецкий, английский, французский, испанский и итальянский. OP1S может запоминать блоки параметров, которые легко могут быть переданы на другой прибор с помощью DOWN-Load.
Парметрирование через ПК
Для запуска в эксплуатацию и диагностики при помощи ПК совместно с преобразователем поставляется программное обеспечение Drive Monitor.
Связь с преобразователем SIMOREG производится через интерфейс USS основного прибора.
Предоставляются следующие функции:
Два производительных микропроцессора (С163 и С167) охватывают все функции регулирования и управления приводом для контуров якоря и возбуждения. Все функции регулирования в программном обеспечении реализованы через изменяемые параметры.
Конекторы
Все важнейшие пункты регулирования доступны через конекторы. Эти величины соответствуют точкам измерения и доступны в виде цифровых значений. Стандартным нормированием конекторов является 14 бит (16 384 ступеней) для 100%. Использование этой величины внутри прибора может быть расширено, например, чтобы воздействовать на заданное значение или изменить ограничения. Она может быть также выведена через панель управления, через аналоговые выходы или через последовательный интерфейс.
Перечень величин, доступных через:
Аналоговые входы и выходы
Входы регистрации текущего значения
Входы и выходы датчика разгона, ограничений, управляющих блоков, регулятора, свободно доступных модулей программного обеспечения
Цифровое задание
Общие величины такие, как рабочее состояние, нагрев двигателя, нагрев тиристоров, память предупреждений, память неисправностей, время наработки, загруженность процессора.
Бинекторы
Бинекторами называются цифровые управляющие сигналы, которые могут принимать значения «0» или «1». Они могут использоваться, например, для подключения задания или для выполнения той или иной управляющей функции. Бинекторы также могут выводиться через панель управления, двоичные выходы или через последовательный интерфейс.
Перечень состояний, которые могут быть доступны через бинекторы:
Состояние двоичных входов
Фиксированные управляющие биты
Состояние регулятора, ограничений, неисправностей, датчика разгона, управляющего слова.
Точки воздействия
Точки воздействия приводятся в соответствие входам модулей программного обеспечения через параметры. При этом в точку воздействия сигнала конектора в соответствующем параметре заносится номер конектора желаемого сигнала и таким образом устанавливается, какой сигнал действует в качестве входной величины. К тому же можно как аналоговые входы и сигналы от интерфейса, так и внутренние величины использовать для ввода заданий, дополнительных заданий, ограничений и т.д.
В точку воздействия бинектора заносится номер бинектора, который должен использоваться в качестве входной величины. Таким образом, можно либо осуществлять управляющие функции через двоичные входы, управляющие биты или генерируемые в регуляторе управляющие биты, либо выдавать один управляющий бит.
Переключение блоков параметров
Параметры с номерами от 100 до 599 и некоторые другие записаны четырежды. При помощи бинектора можно выбрать, который из блоков параметров будет рабочим. Благодаря этому можно, например, от одного преобразователя питать попеременно от одного до четырех различных двигателей или реализовать переключение ступеней редуктора. При этом можно переключать следующие функции установочных величин:
Переключение блоков данных BICO
Блоки данных BICO могут переключаться при помощи управляющего слова (входа бинектора). При этом можно выбрать, какая величина конектора или бинектора будет рабочей в точке воздействия. Этим достигается гибкое согласование структуры регулятора или управляющих величин.
Потенциометр двигателя
Потенциометр двигателя доступен через управляющие функции «выше», «ниже», «влево/вправо», «ручной/автомат» и содержит собственный датчик разгона с независимыми друг от друга настраиваемыми постоянными времени разгона и замедления, а также выбираемое округление. Диапазон настройки (минимальная и максимальная выходная величина) настраивается через параметры. Ввод управляющих функций производится через бинекторы.
В автоматическом режиме (положение «Авто») вход потенциометра двигателя определяется через свободно выбираемую величину (номер конектора). При этом можно выбрать, будет ли действовать ограничение разгона, или вход будет действовать напрямую на выход.
В положении «Ручной» производится установка задания с помощью функций «Верх» и «Вниз». Дополнительно можно выбрать, должен ли выход при пропадании напряжения устанавливаться на нуль или запоминать последнее значение. Значение выхода свободно доступно через конектор, например, для использования в качестве главного задания, дополнительного задания или ограничения.
Преобразователь 6RA70 поставляется в состоянии заводской настройки. Настройка регулятора поддерживается при помощи выбора автоматического процесса оптимизации. Выбор производится при помощи специального числового ключа.
Перечисленные ниже функции регулирования могут быть настроены при помощи автоматической оптимизации:
Дополнительно можно все параметры, настроенные при автоматической оптимизации, изменить вручную с панели управления.
Индикпция рабочих значений
Через параметр r000 индицируется рабочее состояние преобразователя. Для индикации результатов измерений имеется около 50 параметров; дополнительно можно использовать для вывода на индикацию рабочих значений регулятора 300 сигналов (конекторов) из состава программного обеспечения. Примеры результатов измерений, выводимых на индикацию: заданное значение, текущее значение, состояние двоичных входов/выходов, сетевое напряжение, частота сети, управляющий угол, входы/выходы аналоговых клемм, входы и выходы регулятора, индикация ограничений.
Trace- функции
при помощи выбора Trace-функций сохранить в памяти до 8-ми измеряемых величин с разбивкой на 128 точек измерения. Измеряемая величина или возникновение сообщения о неисправности может параметрироваться как триггерное условие. При помощи выбора триггерной задержки становится возможным запоминание предшествующего и последующего события. Период опроса памяти измеряемых величин может параметрироваться в пределах от 3 до 300 мс.
Результаты измерений могут выводиться на панель управления или через последовательный интерфейс.
Сообщения об ошибках
Каждому сбойному сообщению присвоен номер. Дополнительно для каждого сообщения запоминается время его возникновения. Благодаря этому становится возможным быстрое обнаружение причин неисправности. В диагностических целях запоминаются последние 8 сообщений об ошибках с номером сообщения, с ошибочным значением и временем возникновения.
При возникновении ошибки
Автоматический повторный пуск: внутри параметрируемого отрезка времени в пределах от 0 до 2 с возможен повторный автоматический пуск. Если время установлено на нуль, следует немедленное сбойное сообщение (при пропадании сети) без повторного пуска. При перечисленных ниже сбойных сообщениях возможен повторный пуск: пропадание фазы (возбуждение или якорь), пониженное напряжение, перенапряжение, пропадание питания электронной части, пониженное напряжение на параллельном преобразователе SIMOREG.
Отдельные сообщения об ошибках можно отключать (деактивировать) через параметры. Некоторые сообщения об ошибках отключены в состоянии заводской поставки и должны быть активированы через параметры.
Предупреждения
Предупреждения сообщают об особых состояниях, которые еще не ведут к выключению привода. Возникшие предупреждения не должны квитироваться, т.к. они сбрасываются автоматически, если причина предупреждения более не возникает.
При возникновении нескольких предупреждений:
Функция E-STOP служит для размыкания контактов реле (клеммы 109/110) для управления главным контактором независимо от электронного блока управления и функциональности микропроцессорного модуля (основной электроники) в пределах 15 мс. При сбое в основной электронике при помощи задания I=0 достигается то, что главный контактор отключается в обесточенном состоянии. После ввода E-STOP привод приходит в состояние неуправляемого выбега.
В распоряжении имеются следующие возможности для реализации функции E-STOP:
После сброса функции E-STOP привод продолжает оставаться в состоянии «Блокировка включения». Это необходимо квитировать запуском функции «Состояние покоя», например, через размыкание клеммы 37.
Указание: функция E-STOP не является функцией аварийного отключения NOT-AUS по EN-60204-1.
Имеются следующие последовательные интерфейсы:
Физика интерфейсов
RS232: интерфейс в диапазоне напряжения ± 12 В для связи «точка за точкой».
RS485: двухтактный интерфейс в диапазоне напряжения 5В, помехозащищенный, дополненный для шинной связи с максимум 31 абонентом.
Протокол USS
Открыто предлагаемый SIEMENS-протокол, может без проблем использоваться в других системах, например, в ПК, в любых управляющих (ведущих) устройствах. Привод работает как ведомый (Slave) в системе Master-Slave. Привод может быть выбран при помощи присвоенного ему Slave-номера. Через протокол USS возможен обмен следующими данными:
Данные PKW для записи и считывания параметров.
Данные PZD (данные процесса) такие, как управляющее слово, задание, слово состояния, текущее значение.
Данные передачи (текущее значение) выбирается номером конектора в параметрах, данные приема (задание) представляют собой номер конектора, который может действовать на любой точке воздействия.
Протокол Peer-to-peer
Этот протокол служит для связи прибор-прибор. При таком способе работы по последовательному интерфейсу происходит обмен данными между преобразователями. Благодаря использованию последовательного интерфейса в качестве проводного соединения можно принимать данные от предыдущего прибора, которые потом подготавливаются (например, при помощи мультипликативной оценки) к передаче на следующий прибор. Для этого используется один только один последовательный интерфейс.
Могут иметь место следующие типы обмена данными между преобразователями:
При этом можно передавать до пяти слов данных в направлении передачи и столько же в направлении приема. Обмен данными производится через номера конекторов и точки воздействия.
Последовательные интерфейсы могут работать одновременно. Так, можно по первому интерфейсу осуществить связь с автоматизирующим устройством (протокол USS) для управления, диагностики и получения главного задания. Второй интерфейс выполняет по протоколу peer-to-peer функцию каскада заданий.
Клеммные колодки управления
Клеммы на микропроцессорном модуле (главный модуль электроники) | Штекеры на простой панели управления PMU |
|---|---|
|
|
| Клеммы на модуле управления |
|
|
|
|
| Клеммы на опциональном расширении клемм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание скорости вращения
Источник задания скорости и его дополнительных значений может быть задан через параметрирование:
Нормирование производится таким образом, чтобы 100% задания (состоит из основного и дополнительного заданий) соответствовало максимальной скорости.
Задание может быть ограничено по максимальному и минимальному значению через параметр или конектор. Кроме того, в программном обеспечении имеются адресные ячейки, чтобы, например, можно было бы перед или после главного задания подать дополнительное задание. Через бинектор можно выбрать функцию «Разблокировка задания». После параметрируемого фильтрования (элемент РТ1) суммарное задание передается далее на вход регулятора скорости. При этом действует дополнительный датчик разгона.
Текущее значение скорости
В качестве сигнала для текущего значения скорости может быть выбран один из четырех источников.
Датчик разгона
Датчик разгона преобразовывает вводимое задание при скачкообразном изменении в непрерывно изменяемом во времени сигнале задания. Время разгона и замедления можно настраивать независимо друг от друга. Дополнительно датчиком разгона используется сглаживатель начала и конца, который работает в начале и в конце времени разгона.Все времена датчика разгона настраиваются независимо друг от друга.Для времен датчика разгона имеется три блока параметров, которые могут быть выбраны через двоичные входы выбора или через последовательный интерфейс (через бинектор). Переключение параметров датчика разгона может производиться во время работы. Значение блока параметров 1 можно дополнительно мультипликативно оценивать через конектор (для изменения данных датчика разгона через конектор). При вводе времени датчика разгона равного нулю задание скорости напрямую передается на регулятор скорости.
Регулятор громкости
Регулятор скорости сравнивает задание и текущее значение скорости вращения и при отклонении выдает регулятору тока соответствующее задание по току (принцип: регулирование скорости при помощи вспомогательного регулятора тока).Регулятор скорости выполнен как PI-регулятор с дополнительной выбираемой D-компонентой. Кроме того, переключаемая статическая часть является выбираемой. Все параметры регулятора можно настраивать независимо друг от друга. Значение Кр(усиление) можно адаптировать в зависимости от сигнала конектора (внешнего или внутреннего).
При этом Р-усиление регулятора скорости можно настроить в зависимости от текущего значения скорости, от текущего значения тока, от разности заданного и текущего значений или от диаметра обмотки. Для высокой динамики контура регулирования скорости он является управляемым. Для этого, например, в зависимости от трения и момента инерции привода после регулятора скорости добавляется моментальное значение задания. Определение компенсации трения и инерции можно производить в процессе автоматической оптимизации.
Выходное значение регулятора скорости можно настраивать через параметры сразу же после разблокировки регулятора.
В зависимости от парамет-рирования можно обойти регулятор скорости и регулировать преобразователь по моменту или по току. Дополнительно имеется возможность переключения регулирования скорости и регулирования момента во время работы через функцию выбора «ведущее/ведомое переключение». Функция выбирается как бинектор через двоичную клемму выбора или через последовательный интерфейс. Ввод задания по моменту производится через выбираемый конектор и может поступать через аналоговую клемму или от последовательного интерфейса.
В ведомом режиме (режим регулирования момента или тока) работает ограничение регулятора. При этом можно в зависимости от устанавливаемого в параметрах ограничения скорости воздействовать на регулятор, чтобы исключить недопустимый разнос привода. Привод при этом ограничивается на настраиваемое отклонение скорости.
Ограничение момента
В зависимости от параметрирования выход регулятора скорости представляет собой либо задание момента. либо задание тока. В режиме регулирования момента выход регулятора скорости оценивается совместно с потоком машины и затем в виде задания по току передается на регулятор тока. Режим регулирования момента используется прежде всего при понижении тока, чтобы независимо от скорости вращения можно было бы ограничить момент двигателя.
Перечень доступных функций:
В качестве действующего ограничения момента всегда принимается наименьшая заданная величина. После ограничения момента можно дополнительно прибавить задание момента.
Ограничение тока
Ограничение тока, устанавливаемое после ограничения момента, служит для защиты преобразователя и двигателя. В качестве действующего ограничения тока всегда принимается наименьшая из заданных величин.
Следующие значения ограничения тока могут быть установлены:
Независимое задание положительных и отрицательных пределов для тока через параметры (задание максимального тока двигателя).
Регулятор тока
Регулятор тока выполнен как PI-регулятор с независимыми друг от друга настраиваемыми Р-усилением и постоянной времени регулирования. При этом составляющие Р и I могут отключаться (чистое Р- или I- регулирование). Текущее значение тока регистрируется на стороне переменного тока при помощи преобразователя тока и передается через полное сопротивление трансформатора и выпрямитель на аналогово-цифровой преобразователь. Разрешение составляет 10 бит на номинальный ток преобразователя. В качестве задания по току используется выход ограничителя тока.
Выход регулятора тока выдает на блок управления управляющий угол, параллельно этому действует управление с двойным усилением.
Управление с двойным усилением
Такое управление в контуре регулирования тока улучшает динамику регулирования. Благодаря этому становится возможным таймерный интервал регулирования от 6 до 9 мс. Управление с двойным усилением действует в зависимости от задания по току и ЭДС двигателя и обеспечивает благодаря этому при прерывистом и непрерывистом токе и даже при смене направления момента ввод необходимого управляющего угла в блок управления.
Командная ступень
Командная ступень (только в преобразователях для четырехквадрантного режима) действует совместно с контуром регулирования тока логического процесса всех необходимых для смены момента действий. При необходимости можно заблокировать через параметры также и направление момента.
Блок управления
Блок управления образует синхронно с сетевым напряжением управляющий импульс для тиристоров силовой части. Синхронизация является независимой от вращающегося поля и от питания электроники и воспринимается силовой частью. Положение управляющего импульса во времени определяется выходным значением регулятора тока и управлением с двойным усилением. Ограничение регулирования производится через параметр.
Блок управления автоматически настраивается на подаваемую частоту в диапазоне 45 … 65 Гц.
По запросу имеется возможность настройки через параметры на частоту сети в диапазоне от 23 до 110 Гц.
