Falowniki w wentylacji wymuszonej

Wśród wielu aplikacji napędowych z wykorzystaniem falowników najczęstsze ich zastosowanie to wentylacja i przepompownie. Od kilku lat montujemy nasze szafki napędowe do wysokościowców w Warszawie. Ze względu na ilość poziomów mieszkalnych nie można tu wykorzystać wentylacji grawitacyjnej i zastosowano tu kilkanaście wentylatorów małej mocy w pionach kuchennych i łazienkowych. Ponieważ coraz więcej takich bloków mieszkalnych przekształca się we Wspólnoty Mieszkańców a Ci patrzą na wydatki jakie muszą ponieść w związku z eksploatacją budynków i wszelkie oszczędności są mile widziane.
Specjalnie dla Wspólnot opracowaliśmy szafę napędową która ogranicza zużycie energii elektrycznej oraz zmniejsza straty ciepła które w okresie zimowym jest w nadmiarze "wyciągane" przez wentylatory. W aplikacji tej wykorzystaliśmy dwa falowniki Lenze smv, układ obejściowy oraz przekaźnik programowalny NEED firmy Relpol. Zasada działania układu sterowania jest bardzo prosta: wykorzystując kalendarz systemowy przekaźnika programowalnego wprowadzamy pracę na trzech różnych częstotliwościach w zależności od dnia tygodnia i godziny. System posiada wbudowane sterowanie automatyczne oraz ręczne a w przypadku awarii falownika samoczynnie przełącza się na układ obejściowy i generuje sygnał o zakłóceniu, powiadamiając konserwatora o wystąpieniu awarii. W kilku przypadkach zastosowaliśmy powiadamianie o zdarzeniach przez wysyłanie odpowiednich komunikatów sms z modemu GSM. Całość inwestycji wprowadza oszczędności zużycia energii elektrycznej w zakresie 30...50% w zależności od pory roku i temperatur wewnątrz i na zewnątrz budynku. Wszelkie ustawienia mogą być przeprowadzane za pomocą klawiatury przekaźnika NEED, na jego mini ekranie wyświetlany jest również stan pracy układu napędowego oraz stany awaryjne.
Pozdrawiam Przemek

Uruchamiamy falownik S100

W czasie przygotowań do testów nowej serii falowników S100 firmy LSiS mieliśmy możliwość zapoznania się zarówno z menu programowania falownika, przez panel operatorski jak i częścią hardware udostępnioną użytkownikowi. W poście tym opiszemy część zasilania i podłączania silnika oraz moduł wejść/wyjść falownika.
Po odkręceniu jednego wkręta, wyjęcie zaślepki osłaniającej zaciski wejść/wyjść i demontaż panela nie sprawia żadnego kłopotu.

Interfejsy

Dwa złącza przeznaczone dla użytkownika zwiększają funkcjonalność napędu. Złącze CN1 służy do podłączania opcjonalnych kart sieciowych w standardzie: mojej ulubionej sieci CANopen oraz Ethernet/IP i Profibus-DP. Do wielofunkcyjnego złącza RJ45 oznaczonego jako CN2, podłączyć możemy: graficzny panel operatorski iS7 oraz przez konwerter, komputer z oprogramowaniem DriveView7. Warto korzystać z oprogramowania i to nie tylko aby zapisać backup ustawień ale ze względu na rozszerzone możliwości falownika o któych niedługo napiszemy.

Przełączniki

Cztery miniprzełączniki zapewniają nam konfigurowanie wejść i wyjść analogowych w standardzie napięcie lub prąd, zmianę polaryzacji wejść cyfrowych oraz terminowanie wbudowanej sieci Modbus.

STO

Nowością w falownikch LSiS jest standardowo wbudowany moduł STO (zaciski są fabrycznie połączone tak aby napęd mógł być uruchomiony). Funkcjonalność ta jest zgodna z EN60204-1, kategoria zatrzymania 0 (zatrzymanie niekontrolowane przez blokadę momentu). F, moduł ten wbudowano aby sprostać wymaganiom EN954-1, 3 kategorii bezpieczeństwa i EN61508, SIL2 i EN ISO 13849-1 PLd. Rozłączenie napięcia (SC) z zacisków SA i SB "odcina" napięcie wyjściowe, zatrzymując jednocześnie taktowanie tranzystorów wyjściowych co potwierdzane zostaje komunikatem "SFT" na wyświetlaczu panela.

Zaciski wejść i wyjść

W modelu który otrzymaliśmy do testów znajduje się:
- siedem programowalnych wejść cyfrowych skonfigurowanych jako NPN (P1...P7, NO zamykanie do CM
- dwa wejścia analogowe (V1, I2)
- jedno wyjście analogowe (AO)
- wejście impulsowe TI (0...32 kHz)
- wyjście impulsowe TO (0...32 kHz)
- wyjście tranzystorowe Q1
- wyjście przekaźnikowe ze stykiem przełączającym (A1, B1, C1)
- zaciski STO do podłączania styków przekaźników bezpieczeństwa (SA, SB, SC).

Zaciski znajdują się w trzech rzędach i niestety podłączanie środkowej listwy może przysporzyć nieco problemów, zachowując jednak samodyscyplinę i odpowiednią kolejność połączeń można uniknąć "konfliktów" łączeniowych.

Zaciski silnoprądowe

Jak wspominałem w poście "Nowy falownik LS S100 - pierwsze wrażenia", złącze silnoprądowe znajdujące się w dolnej części falownika - osłonione jest plastikową zaślepką. Po usunięciu tej zaślepki z lewej strony znajdziemy zaciski zasilania falownika w części środkowej zaciski szyny DC, czopera i/lub rezystora hamowania. I w tym miejscu pojawia się zacisk oznaczony literą "N" który wprowadzać może w błąd niedoświadczonego Użytkownika... Zaciski P1 i P2 służą do podłączenia zewnętrznego dławika DC i standardowo połączone są mostkiem. Po prawej stronie znalazły się zaciski śrubowe do podłączania silnika, na wszelki wypadek zasłonięte nalepką z napisem Motor :).

Mam nadzieję że niedługo opiszę nasze testy i wypróbujemy możliwości programowe falownika S100.

Napęd młyna kulowego z falownikiem iS7

Dziś zakończyłem uruchamianie modernizowanej młynowni, program pilotażowy - wymiana szafy napędowej jednego z czterech młynów kulowych. Technologia Inwestora. wymaga regulacji obrotów w sposób bardziej precyzyjny tak aby kule wewnątrz młyna spadały w określonym położeniu młyna. Zastosowanie falownika iS7 firmy LS oraz stan istniejącej szafy sterowniczej wymusiło zaprojektowanie całkowicie nowej szafy napędowej w której znalazł się filtr przeciwzakłóceniowy, styczniki zasilania z falownika oraz układu obejściowego (bypass), zadajnik falownika wraz z programowalnym licznikiem ilości obrotów. Proces technologiczny jest dość brudny i w hali gdzie zamontowane są młyny jest dość duże zapylenie. To wymusiło na nas zastosowanie specjalnych wentylatorów i kratek wlotowych szafy o stopniu ochrony IP65. Z jednej strony uzyskaliśmy ochronę wymienianego powietrza a z drugiej jego przepływ na wymaganym poziomie.
Falowniki iS7 to napędy dla wymagających aplikacji. Posiadają wbudowany filtr klasy A oraz dławik DC, przeciążalność: 150% przez 60 sekund, 200% przez 2 sekundy. Płytki elektroniki są dodatkowo zabezpieczone co wspomaga aplikowanie falownika do pracy w ciężkich warunkach. Rozruch silnika zaprogramowany został z wydłużoną rampą czasową do 40 sekund tak aby młyn łagodnie rozpędzał się do wartości zadanej w zakresie: 38...47 Hz. N konstrukcji młyna zainstalowano dwa czujniki indukcyjne do zliczania ilości obrotów oraz pozycjonowania młyna do pozycji zasypu. Po zaprogramowaniu częstotliwości oraz ilości obrotów, młyn pracuje do momentu ich zliczenia a następnie zatrzymuje się zgodnie z rampą czasową.Przeprowadzone badania próbek mielonego materiału ceramicznego w zależności od składu mieszanki, wymagają właśnie pracy młyna w tym zakresie częstotliwości.
Inwestor wyraził chęć wymiany pozostałych trzech szaf na napędy z zastosowaniem falowników. Za kilka tygodni postaram się opisać zachowanie się układu napędowego młynowni...
Pozdrawiam, Przemek

Falowniki smv - sterowanie momentem

Falowniki wektorowe zadomowiły się na naszym rynku i przez ostatnie lata można było zaobserwować duże zainteresowanie naszych Klientów i wykorzystanie ich w wielu różnorakich aplikacjach napędowych. Jednak najczęściej uruchamiane jest wektorowe sterowanie prędkością które jest zaimplementowane w jednosilnikowych aplikacjach, wymagających wysokiego momentu rozruchowego i szybkiej regulacji obrotami silnika. Falowniki smv firmy Lenze mimo swojej prostoty posiadają dość duże możliwości sterowania wektorowego prędkościowego jak i momentowego. To skłoniło mnie do zastosowania ich w linii technologicznej - przewijania drutu wraz częścią prostowania, odmierzania i cięcia drutu zbrojeniowego. Silniki odwijania i przewijania drutu są zasilane z falownika smv o mocy 5,5 kW. Idea i realizacja napędu jest bardzo prosta, po wybraniu trybu sterowania momentem i wprowadzeniu do falownika podstawowych danych z tabliczki silnika, została przeprowadzona autokalibracja falownik-silnik i aplikacja jest gotowa do pracy. Oczywiście pamiętać należy o ustawieniach czasu reakcji napędu oraz ograniczeniu minimalnej i maksymalnej częstotliwości.
Zasada działania od strony użytkownika jest bardzo prosta: przez wejście analogowe zadawana jest wartość momentu z jakim chcemy pracować (w tym wypadku ustalony moment = naciąg przewijanego drutu), drut nie może być rozciągany oraz niedopuszczalny jest jego "zwis". W opisywanej aplikacji wartość momentu była zapisywana w poszczególnych recepturach panela operatorskiego ale nic nie stoi na przeszkodzie aby do wejścia analogowego falownika podłączony był potencjometr czy zadajnik napięciowy lub prądowy. Dodatkowo wyjście analogowe falownika podłączone zostało do sterownika PLC, wyjście to zostało zaprogramowane jako % aktualnego momentu falownika). Dane te są również wyświetlane na panelu linii technologicznej a zaprogramowane stany ponadnormatywne, zatrzymują w łagodny i szybki sposób całość urządzenia.
Takie rozwiązanie pozwala na równomierną pracę przewijania, prostowania i cięcie drutu zbrojeniowego. Zastosowanie falownika smv zmniejszyło koszty sterowania i znacznie ułatwiło projekt wykonawczy maszyny i jej rozruch. Programowanie falownika wraz z określeniem momentu dla różnych przekrojów drutu nie trwało dłużej niż 40 minut. Prototyp urządzenia jest w fazie testów od kilkunastu dni i jak na razie nie zgłoszono żadnych uchybień działania w stosunku do założeń projektowych.
Pozdrawiam, Przemek.

Falownik Sanyu - pompa urobku w żwirowni

Jedno z ostatnich naszych zleceń, dotyczyło nietypowej aplikacji napędowej - instalacji falownika na pływającej barce w żwirowni. Silnik pompy ssącej o mocy 132 kW zasilany z agregatu prądotwórczego o odpowiedniej wydajności uruchamiany był w klasycznym układzie rozruchowym gwiazda-trójkąt. Wiązało się to z szeregiem niedogodności od znacznego prądu rozruchowego, spadku napięcia, poprzez ponadnormatywne zużywanie się układu mechanicznego pompy i awarie występujące w sterowaniu.
Do aplikacji tej został dobrany falownik SY 8000 firmy Sanyu.
Barka wyposażona jest w dwie pompy, jedna z nich to pompa z silnikiem 18,5 kW - służąca do zalewania rurociągu ssącego i pompy głównej a jednocześnie erozyjnie spulchnia strumieniem wody pod wysokim ciśnieniem caliznę złoża. Mieszanina wody z urobkiem żwirowo-piaskowym zasysana jest przez pompę główną i kierowana rurociągiem do dalszej obróbki (przesiewanie, segregacja i zwrot wody do zbiornika).

Projektując szafę napędową musieliśmy zaadaptować istniejący układ rozruchowy (gwiazda-trójkąt) jako zapasowy bypass, wykorzystywany w przypadku awarii falownika oraz zastosować odpowiednie układy blokady elektrycznej i mechanicznej nie pozwalające na jednoczesne załączenie zasilania silnika z falownika i z agregatu. W szafie zamontowano dwa styczniki z blokadą elektryczną i mechaniczną, zabezpieczenie falownika, dławik sieciowy i przekaźniki pomocnicze. Wybór rodzaju pracy odbywa się za pomocą trójpołóżeniowego przełącznika z trybami: 1 - praca bypass, 0 - wyłączenie, 3 - praca z falownikiem. W przypadku wyboru pracy 1, falownik jest odstawiony i działa dotychczasowy układ stycznikowy, po wybraniu pracy 2, układ stycznikowy jest całkowicie rozłączany, i odcinane jest od niego napięcie z agregatu, zamknięty zostaje stycznik łączący silnik "w trójkąt" oraz włączony zostaje zadajnik falownika, elementy te zostały zamontowane na elewacji pulpitu operatora barki. Wyświetlacz panela zadajnika został zaprogramowany w procentach wydajności pompy (zadawanie częstotliwości) a drugi jako obciążenie silnika (analogowy sygnał wyjściowy z falownika), dzięki takiemu rozwiązaniu operator ma kontrolę nad pracą pompy ssącej co wiąże się z wydajnością całego układu pobierania urobku.
Po przeprowadzeniu wstępnego rozruchu mogliśmy przystąpić do pełnej pracy technologicznej w miejscu pobierania medium, barka została ustawiona i rozpoczęła pracę. "Miękki" rozruch nie wprowadzał kawitacji rurociągu (co miało miejsce przy rozruchu stycznikowym) oraz nie powodował uderzeń mechanicznych samej pompy. W trakcie pracy ustalone zostały minimalne i maksymalne częstotliwości pracy oraz rejestrowane były parametry sieci zasilającej i prądu silnika. Zastosowanie falownika wprowadziło ograniczenie prądu silnika o około 20% co ma przeniesienie na oszczędzanie paliwa agregatu a co za tym idzie zmniejszenie kosztów wydobycia urobku.