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.

Zastosowanie sterowania SPFC z falownikiem

Systemy gminnych przepompowni oparte są zazwyczaj o układ kilku pomp o mocy silników od 4 do 7,5 kW. W układach tych stosowane są falowniki ze sterowaniem PFC (Pump and Fan Control = PFC). Sterowanie załącza i wyłącza pompy pomocnicze w zależności od zmieniającego się zapotrzebowania. Funkcja automatycznego przełączania pracujących pomp pomocniczych steruje zmianami pracującej w danym momencie pompy w taki sposób, aby całkowity czas każdej z pomp pomocniczych był zbliżony lub jednakowy.
Systemy sterowania pompami SPFC (Soft Pump and Fan Control = SPFC) działają podobnie z tym że każda pompa rozpoczyna pracę wykorzystując falownik a w przypadku potrzeby, pompa przełączana jest na układ zasilania z sieci. Sterowanie SPFC umożliwia obniżenie prądu rozruchowego silnika podczas załączania silników pomocniczych do zasilania sieciowego. Taki układ zapewnia zmniejszenie zużycia mechanicznego pomp przez co zwiększony jest czas między ich awariami i pozwala zmniejszyć zużycie energii elektrycznej. W opisywanym przypadku szafa napędowa zaprojektowana została do sterowania 4 pompami o mocy 5,5 kW każda. W szafie zabudowany został falownik ACS 310 firmy ABB, styczniki z blokadą elektryczną i mechaniczną do zasilania pomp z falownika i sieci, zabezpieczania (wyłączniki silnikowe) oraz zabezpieczenia od suchobiegu i zaniku fazy zasilania. Na elewacji szafy zostały zamontowane trzy-położeniowe pracy każdej pompy (praca automatyczna, odstawienie i praca ręczna), lampka awarii oraz panel falownika. Panel ten został skonfigurowany w sposób przyjazny Użytkownikowi i można na nim obserwować: częstotliwość pracy falownika, prąd wyjściowy oraz aktualne ciśnienie (bar) w instalacji. Całość sterowania SPFC realizuje falownik ACS310, w przypadku awarii lub odstawienia którejkolwiek z pomp, zostaje ona pominięta a do pracy zostaje włączona następna w kolejności.
Układ pompowni wyposażony również został w komunikację GSM, informującą obsługę o stanach awaryjnych, zanikach napięcia oraz zbyt niskim ciśnieniu pompowni. Istnieje również możliwość zdalnego resetu błędów występujących w układzie automatyki. Dodatkową zaletą realizacji takiego układu sterowania, jest atrakcyjna cena i pewność działania pompowni. Falowniki ACS310 jak również inne można zakupić w atrakcyjnych cenach w profesjonalnym sklepie z falownikami. Nie jest to kolejny handel internetowy, firma ta fachowo doradza oraz bezpłatnie programuje falowniki, serdecznie zatem polecam !

Nowy falownik LS S100 - pierwsze wrażenia

Dzięki uprzejmości firmy Aniro, otrzymaliśmy do testów falownik nowej generacji, serii S100 produkcji LSiS. Pierwsze co rzuca się w oczy to wymiary urządzenia, maksymalne gabaryty falownika dla mocy 5,5kW to: wysokość: 232mm, szerokość: 160mm, głębokość: 140mm. Według danych producenta wymiary zostały zredukowane w stosunku do falowników serii iG5A o 60%. Zmniejszenie wymiarów nie przeszkodziło producentowi doposażenia falownika w filtr RFI, dławik DC oraz w moduł STO. Moją uwagę zwróciła również staranność wykonania, wszystkie elementy plastikowe są perfekcyjnie wykonane i doskonale pasują do siebie, brak widocznych szczelin czy odstających elementów. Konstrukcja napędu pozwala na jego montaż "bok do boku" bez pozostawiania odstępów większych niż 2 mm co pozwala na zmniejszenie szafy napędowej w której są instalowane.
Po odkręceniu jednego wkręta i zdjęciu głównej części obudowy, osłaniającej zaciski silnoprądowe znajdujemy plastikową zaślepkę która nie pozwala na bezpośredni dostęp do tychże zacisków. Osłona ta zabezpiecza technika przy podłączaniu czy dokonywaniu zmiany konfiguracji oprzewodowania sterującego na przykład w trakcie kiedy nie są do końca rozładowane kondensatory falownika. Muszę przyznać że ten niewielki element plastikowy zaskoczył mnie a jednocześnie ucieszyła mnie dbałość producenta o nasze bezpieczeństwo. Zaciski sterujące znajdują się pod mniejszą zaślepką umiejscowioną poniżej panela programowania.

Listwa zaciskowa sterowania i kontroli ma niewielkie wymiary i skoordynowana jest w trzech rzędach tak że dostęp do niższego rzędu może być utrudniony po podłączeniu oprzewodowania do górnej części. Oczywiście przy świadomym rozplanowaniu montażu nie będzie to większą przeszkodą. W modelu który otrzymaliśmy znajdziemy znane nam z poprzednich modeli falowników LS, wejścia cyfrowe jak również nowe zaciski oznaczone SA, SB, SC, są to fabrycznie zmostkowane zaciski funkcjonalności STO (Safe Torque Off – bezpieczny stan blokady momentu silnika). Przypomnijmy że odpowiednie normy wymagają stosowania STO w aplikacjach napędowych maszyn i linii technologicznych. Falownik został wyposażony w jeden programowalny przekaźnik ze stykiem przełączalnym oraz programowalne wyjście tranzystorowe. I/O analogowe to: jedno wejście w standardzie 0...10V oraz drugie z możliwością wyboru (przełącznik) jako wejście napięciowe lub prądowe. Wyjścia analogowe w zależności od modelu to jedno lub dwa w standardzie napięciowym oraz TO - wyjście impulsowe 0...32kHz.
W chwili obecnej przygotowujemy się do przeprowadzenia testów falownika oraz sprawdzenia jego możliwości technicznych i programowych. O wynikach nie omieszkamy Was powiadomić.

Pozdrawiam, życząc przy okazji Wesołych Świąt.
Waldek

Prosta synchronizacja falowników w prościarkach drutu

W niektórych przypadkach aplikacji napędowych wymagania konstrukcyjne zmuszają nas do synchronizacji kilku lub kilkunastu falowników. W zależności od dokładności synchronizacji mamy klika możliwości do wyboru. W przedstawianym przypadku zmuszony byłem do zsynchronizowania sześciu silników prościarki drutu zbrojeniowego między sobą w połączeniu z falownikiem nadrzędnym który dyktował prędkość pracy całego układu.
Napędem głównym był falownik iS7 a falownikami które napędzały poszczególne człony prościarki to falowniki ACS355. Wszystkie falowniki przygotowane zostały do pracy w trybie wektorowym i sterowane przez dwa wejścia analogowe. Falownik nadrzędny iS7 poprzez specjalny układ rolek z dociskiem pneumatycznym "ciągnie" 2 druty o średnicy 8 mm i dwa o średnicy 10 mm. Sterowanie obrotami silnika głównego odbywa się w pracy automatycznej oraz ręcznej, jego wyjście analogowe podłączone jest do wejść analogowych falowników prościarki. Każdy falownik prościarki posiada dodatkowo podłączony potencjometr do "doregulowywania" częstotliwości wyjściowej. Falowniki ACS355 posiadają dwa wejścia analogowe z możliwością przeprowadzania podstawowych operacji arytmetycznych z ich wykorzystaniem. Dzięki takiemu połączeniu, priorytetem dla poszczególnych napędów prościarek jest sygnał z wyjścia analogowego falownika napędu głównego ale każdy z falowników można doregulować w taki sposób aby cykl technologiczny odbywał się płynnie mimo np. różnic w dobranych przekładniach. Wszystkie połączenia zostały wykonane zgodnie z wymaganiami Dyrektywy Maszynowej oraz EMC.
Przy tej okazji polecam zarówno samą stronę Akademii Falowników jak i szkolenia przez Akademię organizowane. W trakcie projektowania i uruchamiania urządzenia korzystałem z wydatnej pomocy informacji i wiedzy zdobytej dzięki szkoleniom.