Uruchamianie napędów o dużej bezwładności

W przypadku kiedy praca falownika wymaga zakresu momentu obrotowego powyżej znamionowego momentu obrotowego silnika, przy szerokim zakresie prędkości i bez żadnego mierzalnego sygnału sprzężenia zwrotnego od prędkości np. enkoder, należy zastosować dobry falownik ze sterowaniem wektorowym bezczujnikowym lub sterowanie DTC. W przedstawionym przypadku napęd młyna walcowego, kulowego nie dość że ma pracować w szerokim zakresie prędkościowym to musimy go odpowiednio wypozycjonować do zasypu i zalania wodą technologiczną. Młyny rozdrabniające pracują zazwyczaj przez długi okres czasu (od kilku do kilkudziesięciu godzin w pojedynczym trybie technologicznym). Problemy zazwyczaj następują w momencie uruchamiania młyna czy kruszarki oraz jego pozycjonowania, jeżeli ruch obrotowy przenoszony jest za pomocą pasków to napotkamy na kilka przeszkód: prężenie pasków i ruch zwrotny, poślizg oraz bezwładność płynnej masy znajdującej się w środku (dążenie do poziomu). Olbrzymią rolą jest zachowanie odpowiedniego montażu mechanicznego urządzenia, umieszczenie mocowania w osi i sprawność łożysk, panewek etc... Wspomaga to uruchomienie urządzenia, unika wpadania w rezonans zmniejszając w ten sposób zapotrzebowanie na moment rozruchowy. Omawiany młyn/kruszarka zasypywany jest kilkunastoma tonami komponentów do wytwarzania farb a następnie zalewany w 2 cyklach wodą. Aby dokonać zasypu, należy młyn ustawić w pozycji wejściowej i pozostawić go w taki sposób do zakończenia załadunku. Proces hamowania i pozycjonowania na żądanie przeprowadzany jest poprzez zmniejszenie obrotów silnika z częstotliwością około 10 Hz, w chwili minięcia pierwszego czujnika pozycji i zatrzymanie silnika przy wspomaganiu prądem stałym (DC Hold) przy czujniku drugim. Następnie młyn zostaje zablokowany mechanicznie. Po załadowaniu i zabezpieczeniu zasypu, młyn jest gotowy do pracy a jego uruchomienie następuje z wydłużoną rampą czasową do obrotów określonych technologicznie. Zbyt krótki czas rozruchu może powodować "ślizganie" się pasków na kołach pasowych a zbyt długi powodować generowanie błędu rozruchowego falownika. W aplikacji którą uruchamiałem zastosowałem falownik ACS800 firmy ABB o mocy 132 kW. Zasoby programowe tego falownika są na tyle bogate że możemy poradzić sobie z każdą "niespodzianką" jaka czekać nas może podczas uruchamiania obiektowego.
Pozdrawiam, Przemek.

Zamiana sygnału prądowego 4...20mA na sygnał napięciowy

Czasami spotykam się (w starszych modelach falowników) z "konfliktem" połączenia różnego rodzaju przetworników np. ciśnienia, z wyjściem analogowym 0(4)...20mA i wejściem analogowym w falowniku w standardzie napięciowym (0...10V).
Prostym i dość niezawodnym rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie rezystora 510 Ohm co pozwoli nam przetworzyć sygnał prądowy na napięciowy.
Uzyskamy to mierząc spadek napięcia na rezystorze 510Ω, będącym obciążeniem przetwornika. Spadek napięcia jest proporcjonalny do wielkości przepływającego prądu w przybliżonej zależności: 1mA = ~ 0.5V. W obliczeniach bardziej precyzyjnych należy uwzględnić rezystancję wewnętrzną wejścia analogowego falownika. Charakterystyczne punkty przetwarzania to:
1mA ~ 0,5V
4mA ~ 1,9V
10mA ~ 4,9V
20mA ~ 9,8V
W falownikach z programowalnym zakresem napięciowym można wybrać poziom 2...10V i w ten sposób uzyskać kontrolę utracenia minimalnego poziomu sygnału 2V, co pomoże nam w wykrywaniu uszkodzenia przetwornika lub utraceniu połączenia z nim, np. przy uszkodzeniu kabla zasilającego przetwornik. Musimy pamiętać przy tym że przełożenie prąd/napięcie w takim układzie jest przybliżone i zależne od rezystancji wewnętrznej wejścia analogowego w falowniku oraz jego rozdzielczości.
Pozdrawiam serdecznie, Przemek.

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