Наш сервисный центр выполняет работы по диагностике и ремонту низковольтных и высоковольтных преобразователей частоты компании Danfoss. Кроме этого, возможны работы по пуско-наладке ПЧ на объекте.
В процессе сервисного обслуживания проверяется исправность электрических компонентов частотника и работа его программного обеспечения. В случае обнаружения проблем производится замена отдельного компонента или целого модуля: печатной платы или пульта управления.
Основные этапы сервисного обслуживания
очистка от скопившейся пыли ребер воздушного радиатора охлаждения IGBT транзисторов и диодных/тиристорных модулей
проверка работы вентиляторов охлаждения и их замена при наличии недопустимой вибрации при вращении крыльчатки
замена теплопроводящей пасты под силовыми приборами ввиду нарушения равномерности ее распределения под полупроводниковыми приборами в процессе термоциклирования преобразователя частоты
проверки моментов затяжки болтовых соединений силовых транзисторов и диодных/тиристорных модулей.
проверки журнала предупреждений и аварийных отключений ПЧ
проверка значения эквивалентного последовательного сопротивления ESR конденсаторов звена постоянного тока DC на соответствие табличным данным производителя
тренировка конденсаторов звена постоянного тока при потере номинальных характеристик конденсаторов
замена выходных реле при обнаружении недостаточно хорошего качества контактного соединения при замыкании
Проведенное сервисное обслуживание ПЧ Danfoss позволяет значительно продлить срок его эксплуатации. Рекомендуемый срок проверки и тренировки конденсаторов любого привода — каждые 7 лет с момента его выпуска с завода.
Каскадное управление насосами предназначено для точного регулирования расхода воды или поддержания заданного давления на насосной станции. Это наиболее просто реализуется с использованием частотных преобразователей Toshiba серии AS3.
Три режима регулирования работы насосов в серии AS3
Каскадное включение насосов с помощью преобразователя частоты Toshiba AS3
Оперирование насосом P0 с помощью инвертора и подключение/отключение дополнительных 9 насосов, подключенных к коммерческой сети питания (параметр [A200] = 1).
Каскадное регулирование насосами с помощью преобразователя частоты Toshiba AS3
Регулирование работы до четырех насосов одним инвертором. Подключение/отключение дополнительных насосов, с помощью переключения их режима работы инвертор/коммерческая сеть питания (параметр [A200] = 2)
Регулирование работы с помощью одного ПИД-регулятора до 10 насосов, подключенных к соответствующему инвертору (для каждого насоса). Подключение/отключение дополнительных насосов через связь RS485 (параметр [A200] = 7).
Управление до четырех насосов возможно с помощью трех встроенных выходных реле (клеммы: FLA-FLB-FLC, R1A-R1B, R2A-R2B). Этот режим регулирования доступен для значения параметра [A200] = 1 или 2. Для точного поддержания задания подключается один ПИД-регулятор.
Управление до 10 насосов возможно с помощью трех встроенных выходных реле (клеммы: FLA-FLB-FLC, R1A-R1B, R2A-R2B) и подключения 2-х опций ETB014Z (каждая добавляет по 3 выходных реле). Для точного поддержания задания подключается один ПИД-регулятор.
Клеммы для управления работой 10 насосов с помощью частотника Toshiba AS3 с опцией ETB014Z
максимальные электрические параметры для контактных групп реле: ~250V-2A (cosφ=1), =30V-2A (резистивная нагрузка), ~250V-1A (cosφ=0.4), =30V-1A (L/R=7 мсек)
минимальные электрические параметры для контактных групп реле: =24V-5мА
количество циклов: 100000 переключений
Параметры настройки каскадного управления насосами привода Toshiba AS3
Номер параметра
Описание параметра
Диапазон настройки
Значение по умолчанию
Доступность параметра
[A200]=1
[A200]=2
[A200]=7
A200
Система управления насосами
0: Отключен 1: Каскадное управление с регулированием одного насоса 2: Каскадное управление с регулированием нескольких насосов одним инвертором 7: Каскадное управление с регулированием нескольких насосов несколькими инверторами по сети
0
Да
Да
Да
A201
Функция клеммы R4 (B)
210: Всегда отключено 211: Всегда включено 212: Управление насосом 213: Управление насосом (инверсия)
210
Да
Да
—
A202
Функция клеммы R5 (B)
A203
Функция клеммы R6 (B)
A209
Число последовательных насосов
0-9
0
—
—
Да
A210
Выбор номера насоса
Установите номер насоса, который нужно отключить от системы: 0: Выключено +1: Насос 1 +2: Насос 2 +4: Насос 3 +8: Насос 4 +16: Насос 5 +32: Насос 6 +64: Насос 7 +128: Насос 8 +256: Насос 9
0
Да
Да
Да
A211
Очистка кумулятивных данных насоса
10-19: Очистить совокупное время работы насоса от 0 до 9 20-29: Сброс количества пусков насоса от 1 до 9
0
Да
Да
Да
A212
Порядок переключения насосов
0: Последовательно от первого и дальше 1: По кругу 2: Операция гомогенизации (равномерного распределения) времени работы насосов
0
Да
Да
Да
A213
Работа подключенного контактором насоса от сети питания во время работы команды OFF
0: Остановка 1: Остановка только после аварии ПЧ 2: Продолжить работу
0
Да
Да
—
A220
Частота обнаружения для добавления следующего насоса
0.0 – UL (Гц)
50
Да
Да
Да
A221
Время обнаружения для добавления следующего насоса
0.0 – 600.0 (сек)
3,0
Да
Да
Да
A222
Частота обнаружения для отключения следующего насоса
0.0 – UL (Гц)
0
Да
Да
Да
A223
Время обнаружения для отключения следующего насоса
0.0 – 600.0 (сек)
3.0
Да
Да
Да
A224
Задержка переключения насосов
0.0 – 10.0 (сек)
0.5
—
Да
—
A225
Переключение на заданное время торможения при добавлении следующего насоса
0.0: задано параметром dEC [0010] 0.1 – 6000 (сек)
10.0
Да
—
—
A226
Частота переключения для добавления следующего насоса
0.0 – A220 (Гц)
0.0
Да
—
—
A227
Начальная частота ПИД при переключении во время добавления следующего насоса
0.0 – UL (Гц)
0.0
Да
—
—
A228
Переключение на заданное время ускорения при отключении следующего насоса
Частота переключения при отключении следующего насоса
A222 – UL (Гц)
50
Да
—
—
A230
Начальная частота ПИД при переключении во время отключения следующего насоса
0.0 – UL (Гц)
50
Да
—
—
A231
Зона обнаружения добавления/отключения следующего насоса
0.0: Выключено 0.1 — 50.0 (%)
0.0
Да
Да
Да
Порядок переключения насосов может быть выбран с помощью параметра [A212] из следующих вариантов
управление насосами при задании [A212] = 0: младший номер насоса имеет более высокий приоритет включения, т.е. включается первым, отключается последним (требуется для поддержания надежного резервирования в случае отказа первого насоса)
управление насосами при задании [A212] = 1: приоритет включения насоса перемещается по кругу, т.е. включается первым, отключается первым (требуется в режиме циклических процессов на насосных станциях)
управление насосами при задании [A212] = 2: насос с наименьшим временем работы имеет более высокий приоритет включения (требуется для равномерного распределения времени жизни между насосами)
Настройка входных клемм и мониторинга времени работы насосов
Номер параметра
Тип
Функция
Значение
A200=1
A200=2
A200=7
F1xx
Функции входной клеммы
Отключение функции заданной выходной клеммы (таким образом и насоса) по сигналу с входной клеммы (отключение заданного насоса задается параметром [A210])
176/177
Да
Да
—
F1xx
Функции входной клеммы
Переключение насоса по сигналу с входной клеммы в процессе управления (доступно при задании параметра [A212]=1,2)
138/139
Да
Да
—
F7xx
Мониторинг
Время работы насоса №0
95
Да
—
Да
F7xx
Мониторинг
Время работы насоса №1
96
Да
Да
Да
F7xx
Мониторинг
Время работы насоса №2
97
Да
Да
Да
F7xx
Мониторинг
Время работы насоса №3
98
Да
Да
Да
F7xx
Мониторинг
Время работы насоса №4
99
Да
Да
Да
F7xx
Мониторинг
Время работы насоса №5
105
Да
—
Да
F7xx
Мониторинг
Время работы насоса №6
106
Да
—
Да
F7xx
Мониторинг
Время работы насоса №7
107
Да
—
Да
F7xx
Мониторинг
Время работы насоса №8
108
Да
—
Да
F7xx
Мониторинг
Время работы насоса №9
109
Да
—
Да
Режим каскадного подключения/отключения до 10 насосов с регулированием первого насоса
В этом режиме каждый насос может подключаться к сети питания и отключаться от нее через магнитный контактор, который управляется релейным выходным сигналом инвертора. Точное регулирование расхода/давления осуществляется с помощью насоса Р0. Добавление или отключение других насосов для увеличения или уменьшения расхода/давления происходит по мере необходимости.
Настройки релейных выходов для каждого насоса. Параметр [A200] = 1
№ насоса
[A210]* отключение насоса
Реле
Настройка релейного выхода
Параметр мониторинга времени работы
0
—
Регулирование частотой инвертора
—
95
1
+1
R1
[F133]=212
96
2
+2
R2
[F134]=212
97
3
+4
R4A (опция в слот A)
[F161]=212
98
4
+8
R5A (опция в слот A)
[F162]=212
99
5
+16
R6A (опция в слот A)
[F163]=212
105
6
+32
R4B (опция в слот B)
[A201]=212
106
7
+64
R5B (опция в слот B)
[A202]=212
107
8
+128
R6B (опция в слот B)
[A203]=212
108
9
+256
FL (R0)
[F132]=212
109
* Если вы хотите отсоединить насос от системы, задайте соответствующий номер в параметр A210.
На инверторе имеется 3 релейных выхода. Кроме того, могут быть вставлены в преобразователь 2 опции ETB014Z (расширение ввода / вывода). Каждая опция имеет 3 релейных выходных клеммы, поэтому всего можно использовать до 9 релейных выходных клемм. Опция A: ETB014Z в слот A Опция B: ETB014Z в слот B
[A220: Pump increase detection frequency / Частота обнаружения для добавления следующего насоса] [A221: Pump increase detection time / Время обнаружения для добавления следующего насоса] Число насосов увеличивается, если увеличивается выходная частота ПИД-регулятора или выходная частота [A220] или происходит превышение периода времени [A221].
[A222: Pump decrease detection frequency / Частота обнаружения для отключения следующего насоса] [A223: Pump decrease detection time / Время обнаружения для отключения следующего насоса] Число насосов уменьшается, если уменьшается выходная частота ПИД-регулятора или выходная частота [A222] или происходит уменьшение периода времени [A223].
[A225: Pump increase switching Dec / Переключение на заданное время торможения при добавлении следующего насоса] [A226: Pump increase switching frequency / Частота переключения для добавления следующего насоса] [A227: PID start frequency at pump increase switching / Начальная частота ПИД при переключении во время добавления следующего насоса] Если число насосов требуется увеличить, то насос, управляемый инвертором, тормозится за время [A225]. Затем выходное реле включает дополнительный насос, когда выходная частота станет меньше или равной [A226]. Инвертор перезапускает ПИД-управление, когда выходная частота станет равной [A227] после запуска дополнительного насоса, работающего от коммерческой сети питания.
[A228: Pump decrease switching ACC / Переключение на заданное время ускорения при отключении следующего насоса] [A229: Pump decrease switching frequency / Частота переключения при отключении следующего насоса] [A230: PID start frequency at pump decrease switching / Начальная частота ПИД при переключении во время отключения следующего насоса] Если число насосов требуется уменьшить, то насос, управляемый инвертором, разгоняется за время [A228]. Затем выходное реле отключает дополнительный насос, когда выходная частота станет больше или равной [A229]. Инвертор перезапускает ПИД-управление, когда выходная частота станет равной [A230] после выключения дополнительного насоса, работающего от коммерческой сети питания.
[A231: Pump increase/decrease detection deadband / Зона обнаружения добавления/отключения следующего насоса] В случае нахождения ПИД-контроля в рамках диапазона [A231] управление добавлением/отключением дополнительных насосов не активируется.
Дополнительно
[A213: Commercial power running pump operation during run command OFF / Работа подключенного контактором насоса от сети питания во время работы команды OFF] 0 = СТОП в случае отключения команды пуска. Инвертор выполняет остановку торможением и выходные релейные клеммы для управления насосом с помощью контактора выключаются после остановки инвертора. В случае аварии инвертор принудительно останавливается без учета времени торможения и выходные релейные клеммы для управления насосом с помощью контактора выключаются. 1 = СТОП только при аварии в случае отключения команды пуска. Инвертор выполняет остановку торможением, но выходные релейные клеммы для управления насосом с помощью контактора все еще включены после остановки инвертора. В случае аварии инвертор принудительно останавливается без учета времени торможения и выходные релейные клеммы для управления насосом с помощью контактора выключаются. 2 = Продолжить работу в случае отключения команды пуска. Инвертор выполняет остановку торможением, но выходные релейные клеммы для управления насосом с помощью контактора все еще включены после остановки инвертора. В случае аварии инвертор принудительно останавливается без учета времени торможения, но выходные релейные клеммы для управления насосом с помощью контактора остаются включенными.
Режим каскадного подключения/отключения до 4-х насосов с регулированием одного из них
В этом режиме каждый насос может подключаться к сети питания и отключаться от нее через магнитный контактор, который управляется релейным выходным сигналом инвертора. Точное регулирование расхода/давления может осуществляться любым насосом помощью дополнительных контакторов. Добавление или отключение других насосов для увеличения или уменьшения расхода/давления происходит по мере необходимости.
Настройка релейных выходов для каждого насоса. Параметр [A200] = 2
№ насоса
[A210]* отключение насоса
Реле
Настройка релейного выхода
Параметр мониторинга времени работы
1 (от инвертора)
+1
R1
[F133]=212
96
1 (от сети)
+1
R1
[F134]=212
96
2 (от инвертора)
+2
R4A (опция в слот A)
[F161]=212
97
2 (от сети)
+2
R5A (опция в слот A)
[F162]=212
97
3 (от инвертора)
+4
R6A (опция в слот A)
[F163]=212
98
3 (от сети)
+4
R4B (опция в слот B)
[A201]=212
98
4 (от инвертора)
+8
R5B (опция в слот B)
[A202]=212
99
4 (от сети)
+8
R6B (опция в слот B)
[A203]=212
99
* Если вы хотите отсоединить насос от системы, задайте соответствующий номер в параметр A210.
Пример каскадного управления 4 насосами при задании A212=0 (последовательное переключение насосов от младшего)
Пример каскадного управления 4 насосами при задании A212=1 (циклическое переключение насосов)
Пример каскадного управления 4 насосами при задании A212=2 (равномерное переключение насосов по времени наработки)
Насос 1 работает на ПИД-регуляторе, пока не наступит «условие увеличения количества насосов» из-за увеличения выходной частоты: появляется сигнал «включения нового насоса». В это время насос, управляемый инвертором, переключается на коммерческую сеть питания, а новый насос запускается и управляется инвертором. И наоборот, если наступает «условие уменьшения количества насосов» из-за уменьшения выходной частоты, то снимается сигнал «включения нового насоса» и отключается насос, подключенный к коммерческой сети питания.
Диаграмма каскадного подключения/отключения насосов с последовательным регулированием каждого насоса
[A220: Pump increase detection frequency / Частота обнаружения для добавления следующего насоса] [A221: Pump increase detection time / Время обнаружения для добавления следующего насоса] Число насосов увеличивается, если увеличивается выходная частота ПИД-регулятора или выходная частота [A220] или происходит превышение периода времени [A221].
[A222: Pump decrease detection frequency / Частота обнаружения для отключения следующего насоса] [A223: Pump decrease detection time / Время обнаружения для отключения следующего насоса] Число насосов уменьшается, если уменьшается выходная частота ПИД-регулятора или выходная частота [A222] или происходит уменьшение периода времени [A223].
[A224: Pump switching wait time / Задержка переключения насосов] Запуск операций задерживается на время [A224], которое задается в соответствии с задержкой включения магнитного контактора.
[A228: Pump decrease switching ACC / Переключение на заданное время ускорения при отключении следующего насоса] [A229: Pump decrease switching frequency / Частота переключения при отключении следующего насоса] [A230: PID start frequency at pump decrease switching / Начальная частота ПИД при переключении во время отключения следующего насоса] Если число насосов требуется уменьшить, то насос, управляемый инвертором, разгоняется за время [A228]. Затем выходное реле отключает дополнительный насос, когда выходная частота станет больше или равной [A229]. Инвертор перезапускает ПИД-управление, когда выходная частота станет равной [A230] после выключения дополнительного насоса, работающего от коммерческой сети питания.
[A231: Pump increase/decrease detection deadband / Зона обнаружения добавления/отключения следующего насоса] В случае нахождения ПИД-контроля в рамках диапазона [A231] управление добавлением/отключением дополнительных насосов не активируется.
Дополнительно
[A213: Commercial power running pump operation during run command OFF / Работа подключенного контактором насоса от сети питания во время работы команды OFF] 0 = СТОП в случае отключения команды пуска. Инвертор выполняет остановку торможением и выходные релейные клеммы для управления насосом с помощью контактора выключаются после остановки инвертора. В случае аварии инвертор принудительно останавливается без учета времени торможения и выходные релейные клеммы для управления насосом с помощью контактора выключаются. 1 = СТОП только при аварии в случае отключения команды пуска. Инвертор выполняет остановку торможением, но выходные релейные клеммы для управления насосом с помощью контактора все еще включены после остановки инвертора. В случае аварии инвертор принудительно останавливается без учета времени торможения и выходные релейные клеммы для управления насосом с помощью контактора выключаются. 2 = Продолжить работу в случае отключения команды пуска. Инвертор выполняет остановку торможением, но выходные релейные клеммы для управления насосом с помощью контактора все еще включены после остановки инвертора. В случае аварии инвертор принудительно останавливается без учета времени торможения, но выходные релейные клеммы для управления насосом с помощью контактора остаются включенными.
Регулирование работы до 10 насосов, с помощью индивидуальных частотных преобразователей, объединенных цифровой сетью
«Ведущий» инвертор управляет ПИД-контролем и посылает команду частоты на «ведомый» преобразователь. В случае появления «условия увеличения количества насосов» в связи с увеличением выходной частоты, задание частоты для следующего инвертора увеличивается. Напротив, в случае появления «условия уменьшения количества насосов» в связи с уменьшением выходной частоты, задание частоты для добавленного инвертора уменьшается. Если задание частоты для добавленного инвертора равна нулю, то добавленный инвертор останавливается.
Основные характеристики работы инверторов, объединенных сетью Мастер/Ведомые
задается один «Мастер-инвертор» и все остальные как «ведомые инверторы»
подключается сеть RS485 между «Мастер-инвертором» и «ведомыми инверторами»
отправляется команда частоты от «Мастер-инвертора» каждому «ведомому инвертору» через сеть RS485
Пример подчиненного управления насосами по сети при задании [A212]=0 и [A212]=1. Режим [A212]=2 тоже допустим.
Чтобы реализовать эту операцию, каждый номер инвертора должен быть установлен как в таблице ниже. Параметр [A200]=7
№ насоса
[A210]1 отключение насоса
Номер инвертора
Примечание
Параметр мониторинга времени работы
0
—
10
Мастер
95
1
+1
1
Подчиненный2
96
2
+2
2
Подчиненный2
97
3
+4
3
Подчиненный2
98
4
+8
4
Подчиненный2
99
5
+16
5
Подчиненный2
105
6
+32
6
Подчиненный2
106
7
+64
7
Подчиненный2
107
8
+128
8
Подчиненный2
108
9
+256
9
Подчиненный2
109
1 Если вы хотите отсоединить насос от системы, задайте соответствующий номер в параметр A210. 2 Задайте значение параметра [F802](номер инвертора в сети) для каждого подчиненного насоса, это значение должно быть меньше или равно числу насосов, заданных в параметре [A209].
Настройка параметров сети RS485 для подключения/отключения дополнительных насосов через связь RS485 (параметр [A200] = 7)
Параметр
Название параметра
Диапазон настройки
Значение по умолчанию
Рекомендуемое значение
F802
Номер инвертора
0…247
0
0..10
F820
Скорость порта RS485 (№2)
0: 9600 бит/с 1: 19200 бит/с 2: 38400 бит/с
1
1
F821
Паритет порта RS485 (№2)
0: отключено 1: четный 2: нечетный
1
1
F823
Таймаут порта RS485 (№2)
0.0: Нет 0.1- 100.0 (сек)
0.0
3
F824
Действия после таймаута порта RS485 (№2)
1: Продолжить работу 4: Авария 6: Авария после торможения и остановки
1
4
F827
Протокол порта RS485 (№2)
0: TOSHIBA 1: MODBUS
0
F828
Обнаружение таймаута порта RS485 (№2)
0: Всегда 1: Команда запуска и команда задания частоты по линии связи доступны. 2: В течении работы по управлению с линии связи
1
F829
Тип подключения порта RS485 (№2)
0: 2-проводный 1: 4-проводный
0
0
После настройки параметров порта для каждого инвертора не забудьте перезагрузить инвертор или ненадолго отключить/включить питание.
Диаграмма каскадного подключения/отключения насосов с регулированием каждого насоса с помощью индивидуальных инверторов, объединенных сетью.
Приведенные ниже параметры должны быть установлены на «главном» преобразователе. НЕ устанавливайте их на «ведомых» инверторах.
[A209: Number of followers / Число ведомых преобразователей частоты]
[A220: Pump increase detection frequency / Частота обнаружения для добавления следующего насоса] [A221: Pump increase detection time / Время обнаружения для добавления следующего насоса] Число насосов увеличивается, если увеличивается выходная частота ПИД-регулятора или выходная частота [A220] или происходит превышение периода времени [A221].
[A222: Pump decrease detection frequency / Частота обнаружения для отключения следующего насоса] [A223: Pump decrease detection time / Время обнаружения для отключения следующего насоса] Число насосов уменьшается, если уменьшается выходная частота ПИД-регулятора или выходная частота [A222] или происходит уменьшение периода времени [A223].
[A224: Pump switching wait time / Задержка переключения насосов] Запуск операций по включению следующего насоса задерживается на время [A224].
[A231: Pump increase/decrease detection deadband / Зона обнаружения добавления/отключения следующего насоса] В случае нахождения ПИД-контроля в рамках диапазона [A231] управление добавлением/отключением дополнительных насосов не активируется.
Дополнительно
В случае задания [A200] = 7 не работает параметр [A213: Commercial power running pump operation during run command OFF / Работа подключенного контактором насоса от сети питания во время работы команды OFF] . При этом всегда будет устанавливаться [A213] = 0 (Stop).
Компания СПИК СЗМА как единственный официальный дилер Toshiba предлагает купить для решения задач управление насосам частотники серии VF-AS3. Вы получаете максимально качественную техническую поддержку и гарантию долгой работы преобразователя частоты.
Завод компании СПИК СЗМА предлагает свои услуги по сборке техники электротехнического направления. Наши сборочные участки обладают высокой компетенцией в области производства шкафов автоматики и управления. Современная система маркировки позволяет безошибочно трассировать проводники по кабельным каналам.
Плотную компоновку оборудования внутри шкафа автоматики можно обеспечить за счет применения боковых стенок щита и с помощью дополнительных поворотных монтажных панелей. Современные корпуса VX25 компании Rittal позволяют сделать это на превосходном уровне.
Сборка шкафа системы управления
Производство НКУ
Наше производство НКУ предназначено для станций управления, распределительных щитов, шкафов автоматики с учетом использования на опасных производственных объектах. Высокое качество сборки низковольтных комплектных устройств подтверждается положительными отзывами наших заказчиков, в том числе компанией Bilfinger (для проектов «Северный поток»), а также нефтеперерабатывающими заводами и другими компаниями.
Распределенные системы управления состоят из нескольких электрощитов, в которых выполнено дублирование важных компонентов системы управления и электропитания. Такая избыточность гарантирует безотказную работу на опасных производственных объектах.
Специальные искробезопасные модули в наших шкафах позволяют технике, собранной на нашем заводе, работать вблизи взрывоопасных производственных помещений. За многие годы эксплуатации нашей техники на опасных производствах не было ни одного случая отказа.
АО «СПИК СЗМА» завершило работу по техническому перевооружению АСУ ТП площадки производства переработки щелоков для ООО «Выборгская лесопромышленная компания».
В период с декабря
2018 г. по апрель 2019 г. компанией СПИК СЗМА были выполнены следующие работы:
обслуживание объекта
замена устаревшей системы управления на современную, с использованием микропроцессорной техники
установка датчиков контроля химически опасных веществ в воздухе рабочей зоны и постов сигнализации
обоснование наличия системы ПАЗ, интегрированной в общую АСУ ТП площадки производства переработки щелков (согласно предписанию Ростехнадзора № 11-2159-1372/Пр), путем оценки соответствия показателей надежности контуров защиты требованиям п. 7.5.2.5 ГОСТ Р МЭК 61508-1-2012
Таким образом, по заказу ООО «Выборгская лесопромышленная компания» Компания СПИК СЗМА выполнила работу над комплексным проектом: от проектирования и проведения экспертизы промышленной безопасности рабочей документации до изготовления и закупки оборудования и внедрения на промышленном объекте, включая строительно-монтажные, шефмонтажные и пусконаладочные работы.
Встроенная функция ориентирования позволяет останавливать вращение вала электродвигателя в заданном углу поворота. Она позволяет применять частотный преобразователь Toshiba AS3 в системах дозирования, поворотных столах и станках.
Ориентация вала двигателя
Представленная ниже схема иллюстрирует работу ПИД-регулятора для остановки двигателя в заданной позиции.
ПИД регулятор системы позиционирования угла поворота двигателя
Способы инициализации угла поворота
Для работы функции ориентирования необходимо выбрать способ инициализации угла поворота. Это делается с помощью параметра [A670].
если [A670] = 0, то при появлении сигнала на заданном дискретном входе (функция 188/189), текущий угол поворота сохраняется в параметр начальной позиции [A671]
если [A670] = 1, то при появлении сигнала фазы Z (см. опцию энкодера), текущий угол поворота сохраняется в параметр начальной позиции [A671]
Внимание! Когда параметр [A675] > [A676] (передаточное число механизма меньше 1), не используйте [A670] = 1 (текущий угол поворота не может быть определен однозначно). Когда задан [A670] = 1, подключите от энкодера сигнал Z-фазы.
Установка важных параметров
Сделайте следующие настройки для включения контроля ориентации:
[F359] = 3. ПИД-регулятор 1 настраивается на простое позиционирование с положительной характеристикой
задайте число импульсов энкодера за один оборот механизма в параметре [F375]
если энкодер находится на валу двигателя, то в параметр [F375] вводится число импульсов энкодера
если энкодер находится на валу механизма, то в параметр [F375] вводится число «импульсов энкодера, деленное на коэффициент передачи редуктора КПР». Если «число импульсов энкодера/КПР» не является целым числом, то разность углов повороту слишком велика и использование [A670] = 0 для управления ориентацией не может быть выполнено. Для работы нужно использовать настройку [A670] = 1
установите передаточное число редуктора машины в параметрах [A675] (числитель) и [A676] (знаменатель)
когда энкодер на валу двигателя, задайте соотношение [A676]/[A675]
когда энкодер на валу механизма, задайте параметры [A675] и [A676] отдельно
задайте нужный угол поворота (ориентацию) в параметр [A672]
подайте сигнал начала ориентации на входную клемму (заданную значением 190/191)
подайте сигнал на клемму начала ориентирования по углу (заданную значением 190/191)
уменьшите скорость от текущей скорости до скорости ориентации (параметр [A674]) и запустите управление ориентацией, когда скорость ориентации стабилизируется после замедления DEC. Верхний предел частоты во время контроля ориентации составляет ± [A674]
когда управление ориентацией завершено, а текущий угол поворота находится в пределах диапазона завершения ориентации ± [A673], то на выходную клемму (настройка: 118/119) выводится сигнал завершения позиционирования
Важно! Перед подачей сигнала начала ориентации привод должен работать с заданной скоростью и сигнал начала ориентации должен отсутствовать.
Установка коэффициентов ПИД-регуляторов
Можно переключаться между двумя ПИД-регуляторами для управления ориентацией. Первый ПИД-регулятор (коэффициент П: [F362], коэффициент И: [F363], коэффициент Д: [F366]) и второй ПИД-регулятор (коэффициент П: [A314], коэффициент И: [A315], коэффициент Д: [A318]) можно переключать с помощью сигнала переключения PID1/2 на дискретном входе (функция клеммы 116/117).
Переключение позволяет выбрать наилучший режим поиска угла положения в зависимости от разных условий работы.
Таблица основных параметров функции ориентации по углу частотного преобразователя AS3
Параметр
Функция
Диапазон настройки
Значение по умолчанию
A670
Выбор способа инициализации
0 — инициализация при появлении сигнала на заданном дискретном входе (функция 188/189) 1 — инициализация при появлении сигнала фазы Z энкодера
0
A671
Начальная позиция
0.0 – 359.9 (°)
0,0
A672
Задание позиции угла
0.0 – 359.9 (°)
0,0
A673
Погрешность угла
0.1 – 20.0 (°)
1,0
A674
Частота процесса ориентации
0.1 — 10.00 (Гц)
1,0
A675
Числитель передаточного соотношения механизма
1 – 9999
1000
A676
Знаменатель передаточного соотношения механизма
1 – 9999
1000
F362
Первый ПИД-регулятор (коэффициент П)
0.01 – 100.0
0.30
F363
Первый ПИД-регулятор (коэффициент И)
0.00 – 100.0
0.20
F366
Первый ПИД-регулятор (коэффициент Д)
0.00 – 2.55
0.00
A314
Второй ПИД-регулятор (коэффициент П)
0.01 – 100.0
0.30
A315
Второй ПИД-регулятор (коэффициент И)
0.00 – 100.0
0.20
A318
Второй ПИД-регулятор (коэффициент Д)
0.00 – 2.55
0.00
Входные/выходные клеммы, относящиеся к системе позиционирования по углу
Задание клеммы
Функция
Примечание
178/179
Готов к контролю позиционирования
Входная клемма
190/191
Старт позиционирования
Входная клемма
116/117
Сигнал переключения регуляторов PID1/2
Входная клемма
118/119
Сигнал завершения позиционирования
Выходная клемма
146/147
Управление позиционированием в действии (PID1,2 ПИД-контроль)
Выходная клемма
Компания СПИК СЗМА как единственный официальный дилер Toshiba на территории России и стран СНГ предлагает купить для решения задач позиционирования частотники серии VF-AS3. Вы получаете максимально качественную техническую поддержку и гарантию долгой работы преобразователя частоты.
Преобразователь частоты VF-AS3 Toshiba позволяет осуществлять контроль положения для таких применений, как управление высокоточными обрабатывающими станками, поворотными столами, складским оборудованием, перемоточными станками.
Контроль позиционирования с помощью частотного преобразователя VF-AS3
Если сравнивать ПЧ VF-AS3 Toshiba и Schneider Electric Altivar ATV930, то в продукции Schneider Electric не найдется приводов с возможностью позиционирования, которые представлены в этом обзоре. У приводов VF-AS3 (в отличии от Altivar) также есть небольшой встроенный ПЛК, возможность подчиненного управления другими 10 частотниками (Master follower control), перераспределение нагрузки на несколько двигателей.
Сравнение Toshiba VF-AS3 и Schneider Electric Altivar ATV930
Для намоточных и перемоточных станков доступны 2 встроенных ПИД-регулятора для регулирования скорости и контроля позиции регулятора натяжения.
Функция позиционирования имеет несколько важных возможностей работы
блокировка вращения вала при остановках (Servo Lock)
остановка в нулевом (заданном) положении (Zero positioning)
остановка вблизи заданной точки при получении сигнала с датчиков с включением ПИД-регулятора
импульсный вход (Pulse train input) для движения по шагам; остановка после отключения командных импульсов
от точки к точке (Point to point); остановка в заданных положениях
ориентация (Orientation); точная установка угла поворота вала шпинделя и т.п.
Выбор контроля позиционирования
Электродвигатель
Привод
Функция позиционирования
Датчик
Асинхронный
Синхронный
Опция
Нулевое положение
Импульсный вход
От точки к точке
Ориентация
Без датчика
не поддерживается
6
не требуется
Да
не поддерживается
не поддерживается
не поддерживается
Энкодер
10, 11
12
не требуется
Да
не поддерживается
Да
не поддерживается
Энкодер
10, 11
12
VEC008Z
Да
Да
Да
Да
Резольвер
10, 11
12
VEC010Z
Да
Да
Да
Да
Система позиционирования с помощью частотного преобразователя VF-AS3
Подключение энкодера к частотному преобразователю
Схема подключения энкодера к частотному преобразователю VF-AS3 без опций
На представленной ниже схеме питание энкодера осуществляется от встроенного источника ПЧ. Если используется энкодер на 5 В или 12 В, необходимо предусмотреть соответствующий внешний источник питания.
Схема подключения энкодера к частотному преобразователю AS3 Toshiba
Нужно помнить об ограничении на скорость обработки входов S4/S5 (максимум 30000 имп./сек). В случае применения 1000-пульсного инкрементального энкодера с 4-х полюсным двигателем, максимальная скорость вращения ротора для этой функции составит 30000 имп. в сек/ {1000 имп. / (4пол./2)} = 60 Гц.
Схема подключения энкодера к частотному преобразователюVF-AS3 с опцией VEC008Z
Опциональный модуль VEC008Z позволяет подключать инкрементальный энкодер с контрольной точкой (Фаза Z). Доступные варианты питания энкодера (клеммы PGVC и PGCC): 5В, 12 В и 24 В.
Схема подключения энкодера частотного преобразователя с опцией VEC008Z
Функция блокировки вращения вала Servo lock при остановках двигателя
Как и при работе сервопривода, параметры частотника AS3 позволяют вам управлять двигателем при частоте вращения 0 Гц, просто подавая сигнал работы вперед или назад. Эти параметры используются для удержания остановившегося двигателя. Использование этого функционала возможно только при наличии энкодера на двигателе.
Обязательным условием работы этой функции является задание параметра Pt[F015] = 11 (векторный контроль с обратной связью от энкодера) и задание стартовой частоты в параметре [F240] = 0 (Гц).
Для получения этого режима любой цифровой вход (F110…F124) программируется на число 70(71). Режим SRVL (Servo lock) ON. Лучше назначать эту функцию входу RES [F113], который обычно используется для остановки двигателя.
Имейте в виду, эти параметры не предназначены для контроля положения ротора: когда нагрузка превышает мощность удержания двигателя, он будет вращаться.
Блокировка вращения вала двигателя во время остановки с помощью частотного преобразователя AS3 Toshiba
Для удержания вала двигателя функция блокировки создает стартовое усилие более 150%. При этом снижается уровень тепловой защиты, как и в случае работы на низкой скорости.
Поэтому необходимо тщательно настроить следующие параметры:
OLM [F017] — выбор характеристик теплозащиты
tHrA [F031] — ток тепловой перегрузки двигателя
[F606] — предел частоты снижения перегрузки двигателя
[F607] — время перегрузки двигателя
Остановка в строго заданном положении (Zero positioning) с использованием датчиков
Простое позиционирование в заданное датчиком положение с уточнением с помощью ПИД-регулятора в режиме управления с датчиком скорости (энкодером) или без датчика скорости при использовании синхронного двигателя.
Когда параметр Pt [F015] = 10 (контроль с обратной связью от энкодера) или Pt [F015] = 11 (векторный контроль с обратной связью от энкодера) или Pt [F015] = 6 (контроль без обратной связи для синхронных двигателей), то позиционирование осуществляется сигналом на клемме цифрового входа [F110…F124] = 72(73) (SIMP/Simple positioning — Простое позиционирование). Т.е. при достижении датчика, подключенного к клемме с настройкой 72, привод AS3 включит режим приближения к этому датчику.
Позиционирование заканчивается, если номер импульса энкодера находится в пределах значения заданного диапазона отклонения от нуля. Этот диапазон настраивается с помощью параметра [F381] (диапазон завершения простого позиционирования). После остановки позиционирования на выходные клеммы FL_, R1_, R2_ может быть выведен сигнал с помощью назначения числа 118 (119) (Сигнал завершения позиционирования) в соответствующие параметры [F130, F132…F134, F137…F138].
Подключение датчиков к частотному преобразователю AS3 Toshiba для точного позиционирования
Важно также настроить ПИД-регулятор на задачу позиционирования. Он настраивается в параметре [F359] = 3 (положительное ПИД-регулирование при позиционировании) или [F359] = 13 (отрицательное ПИД-регулирование при позиционировании). ПИД-регулятор не включается, пока не поступит сигнал с датчика на входную клемму с настройкой 72.
Схема задания параметров внутреннего ПИД-регулятора позиционирования
Типичный процесс позиционирования показан на диаграмме ниже. Кнопка на клемме F привода запускает двигатель с предустановленной скоростью 1, задаваемой от контроллера с помощью запрограммированного входа S1. При достижении датчика S2 запускается пониженная скорость двигателя (контроллер захватывает этот режим), предназначенная для подготовки к точному позиционированию. При достижении датчика S3 запускается процесс позиционирования (контроллер тоже захватывает этот режим), который состоит в том, чтобы с помощью возвратно-поступательных движений вернуть механизм к точке получения сигнала от датчика S3 с заданной погрешностью (диапазон остановки).
Важно! Выполнение поиска положения остановки в высокоскоростном режиме может вызвать отключение по токовой перегрузке, отключение по перенапряжению и т. д. Всегда старайтесь перейти к низкоскоростному режиму и только потом включите сигнал позиционирования.
Простое позиционирование механизма с помощью частотного преобразователя AS3 Toshiba
Параметры для данного режима
Параметр
Описание
Возможные значения
Pt [F015]
Настройка V/f
6 (контроль без обратной связи для синхронных двигателей) 10 (контроль с обратной связью от энкодера) 11 (векторный контроль с обратной связью от энкодера)
F375
Число импульсов на 1 оборот энкодера
Например, 1024
F376
Выбор типа датчика скорости
С опцией энкодера/резольвера или без опции
F377
Обнаружение отключения датчика скорости
1 (только для опций энкодера/резольвера)
F379
Напряжение питания датчика скорости
0 (5 В) 1 (12 В) 2 (24 В)
F381
Диапазон завершения простого позиционирования
Например, 100 импульсов
F240
Частота старта
0 Гц (обязательно для этого режима)
F241
Частота запуска
0 Гц (обязательно для этого режима)
F243
Частота останова
0 Гц (обязательно для этого режима)
Настройки ПИД-регулятора в основном сводятся к заданию следующих коэффициентов:
[F362] — пропорциональный коэффициент
[F363] — интегральный коэффициент
[F364] — верхний предел изменения ПИД (для стабилизации регулирования)*
[F365] — нижний предел изменения ПИД (для стабилизации регулирования)*
[F366] — дифференциальный коэффициент
*Отклонение представляет собой текущую позицию, преобразованную в частоту, которая получается по следующей формуле:
Возможные проблемы
Если во время замедления при ПИД-регулировании происходит отключение по перенапряжению, уменьшите значение [F362] (пропорциональный коэффициент усиления PID1). Время замедления станет больше.
Импульсный вход для позиционирования механизма по инкрементальному энкодеру или резольверу
Контроль позиционирования с помощью энкодера с импульсного входа частотного преобразователя
Алгоритм работы
На импульсные входы (S4, S5) со смещением 90° подаются командные импульсы от управляющего устройства. Направление смещения +90° или -90° позволяет задавать направление вращения двигателя.
На входы платы VEC008Z подаются импульсы с энкодера. Но это происходит с задержкой, потому что двигателю вначале необходимо стартовать.
Разница между импульсами энкодера и командными импульсами называется импульсами понижения (droop pulses), которые хранятся в специальном счетчике отклонений частотного преобразователя. Импульсы понижения являются командой установки скорости вращения при управлении положением.
Во время работы с постоянной скоростью в счетчике отклонений присутствует постоянная величина импульсов понижения. По мере того как скорость изменяется, количество импульсов понижения также изменяется.
Когда ввод командного импульса прекращается, импульсы понижения в счетчике уменьшаются, а скорость двигателя замедляется, затем двигатель останавливается.
Поскольку двигатель вращается с задержкой после подачи команды по количеству импульсов понижения, он останавливается немного позже поступления команды останова (прекращения командных импульсов). Это время задержки называется заданным временем останова.
Контроль позиционирования с помощью частотного преобразователя VF-AS3 и энкодера/резольвера
Настройка параметров частотника
При подключении опции датчика скорости (энкодера/резольвера) необходимо настроить следующие параметры частотного преобразователя:
Параметр
Возможное значение
Описание
[A510]
2 или 3
2 — однофазный импульсный режим управления 3 — двухфазный (квадратурный) импульсный режим управления (2 серии импульсов со смещением)
[F146] / [F147]
1/0 или 0/1 1/1
1/0 или 0/1 — для однофазного входа S4 или S5 соответственно 1/1 — для двухфазного входа с помощью клемм S4 и S5
[F114]
178(179)
Команда готовности к позиционному контролю (PSRDY) для входа S1
[F117]
183(183)
Функция движения вперед/назад по командным импульсам (PSCMD) для входа S4
[F118]
182(183)
Функция движения вперед/назад по командным импульсам (PSCMD) для входа S4
Схема подключения внешней аппаратуры к инвертору для движения по управляющим импульсам
Контроль позиционирования с помощью энкодера с импульсного входа ПЧ
На представленной выше схеме движение двигателя по шагам начинается с подачи сигнала на вход S1 (разрешение движения по импульсам) и затем на вход F (пуск). На импульсные входы (S4, S5) со смещением 90° подаются командные импульсы от управляющего устройства. Направление смещения +90° или -90° позволяет задавать направление вращения двигателя.
Для начального разгона двигателя необходимо подавать импульсы достаточно редко. Количество поданных импульсов задает позицию вала двигателя. В процессе торможения также необходимо увеличивать временные промежутки между импульсами.
Отключение сигналов производится в обратной последовательности. После прекращения подачи командных импульсов вначале снимается сигнал с входа F, затем с входа S1.
Отключение функции позиционирования по командным импульсам
Если функция позиционирования по командным импульсам больше не требуется, необходимо выполнить очистку счетчиков импульсов.
Для очистки счетчика импульсов (позиции) задайте параметр [A537] = 0 (для очистки импульсом с OFF на ON на входе S4/S5) или [A537] = 1 (для очистки постоянным сигналом ON на входе S4/S5). Далее задайте для входов S4/S5 параметры [F117] / [F118] = 184(185) для перевода их в режим очистки и подайте соответствующий настроенному параметру [A537] сигнал на входы S4/S5.
От точки к точке. Остановка в заданных позициях
Установите параметры для системы позиционирования, такие как количество импульсов, время разгона/торможения и предварительно установленную скорость работы между точками позиций.
Остановка в заданной позиции
Схема подключения внешней аппаратуры к инвертору для движения по заданным точкам
Контроль позиционирования с помощью энкодера и заданных точек
Функционирование этой схемы хорошо поясняется на представленной ниже временной диаграмме.
Диаграмма работы ПЧ в режиме перехода по позициям
Вначале запускается контроль позиционирования сигналом на вход S5. Затем запускается двигатель сигналом на вход F. С помощью комбинаций ключей на входах S1 и S2 выбирается нужная позиция, к которой привод должен двигаться. При сигнале на вход S1 движение идет в прямом направлении к позиции 1. При добавлении сигнала S2 движение идет в прямом направлении к позиции 3. При исчезновении сигнала с входа S1 (сигнал S2 остается) движение идет в обратном направлении к позиции 2.
Визуальное отображение работы показано на диаграмме ниже. Для примера взят энкодер на 1024 позиций на 1 оборот. Т.е. 10 оборотов равны значению 10240, 40 оборотов равны значению 40960 и 100 оборотов равны значению 102400.
Диаграмма работы ПЧ в режиме перехода по позициям — подсчет импульсов
Настройка значений позиций 1, 2, 3 показана на временной диаграмме ниже. Значения задаются в сдвоенных параметрах [A544]+[A545] — позиция 1 (10240 импульсов = 10 оборотов), [A552]+[A553] — позиция 2, [A560]+[A561] — позиция 3. Параметры сдвоены для возможности ввода очень больших чисел — количества импульсов (позиций энкодера). Например, позиция 10240 разбивается на числа 1 и 0240 (по 4 цифры в каждый параметр), незначащие нули перед числом не опускаются.
Диаграмма работы ПЧ в режиме перехода по позициям — задание параметров позиций
Примечание 1. Задайте корректное время разгона и торможения для режима каждой позиции с помощью параметров [A547]+[A548], [A555]+[A564], [A563]+[A556]. См. ниже.
Диаграмма работы ПЧ в режиме перехода по позициям — задание времени разгона и торможения
Примечание 2. С помощью параметров [A546], [A554], [A562] доступны настройки разгона/торможения:
Значение параметра
Режим работы
Шаблон разгона/торможения
Знак
0
Команда абсолютного позиционирования
Линейная характеристика
Плюс
1
Команда абсолютного позиционирования
Линейная характеристика
Минус
2
Команда абсолютного позиционирования
S-образная характеристика
Плюс
3
Команда абсолютного позиционирования
S-образная характеристика
Минус
4
Команда увеличения позиции
Линейная характеристика
Плюс
5
Команда увеличения позиции
Линейная характеристика
Минус
6
Команда увеличения позиции
S-образная характеристика
Плюс
7
Команда увеличения позиции
S-образная характеристика
Минус
В приведенном выше примере программируются только 3 позиции остановки из 7. Задаются они по аналогии с примером выше с помощью следующих параметров:
Номер точки
Позиция (число импульсов)
Шаблон разгона/торможения
Максимальная скорость
Время разгона
Время торможения
Код включения
Верхние 4 цифры
Нижние 4 цифры
Сигнал S1
Сигнал S2
Сигнал S3
1
A544
A545
A546
Sr1
A547
A548
X
—
—
2
A552
A553
A554
Sr2
A555
A556
—
X
—
3
A560
A561
A562
Sr3
A563
A564
X
X
—
4
A568
A569
A570
Sr4
A571
A572
—
—
X
5
A576
A577
A578
Sr5
A579
A580
X
—
X
6
A584
A585
A586
Sr6
A587
A588
—
X
X
7
A592
A593
A594
Sr7
A595
A596
X
X
X
Тестовые настройки для 3 позиций остановки для вышестоящего примера
Название параметра
Значение
Описание
Пояснение
Sr1
50 Гц
Заданная скорость 1
Позиция остановки 1
Sr2
50 Гц
Заданная скорость 2
Позиция остановки 2
Sr3
50 Гц
Заданная скорость 2
Позиция остановки 2
F118
178
Функция входной клеммы S5
Команда готовности к позиционному контролю (PSRDY) для входа S5
F362
6
Коэффициент пропорциональности ПИД-регулятора
F375
1024
Число импульсов энкодера на 1 оборот
F376
1 или 11
Использование опции датчика скорости VECxxxZ
F379
0 (5 В)
Напряжение питания энкодера
F460
10
Отклик контроля скорости
A510
1
Режим перемещения по нескольким позициям
A544
1
Верхние 4 цифры позиции останова 1
Позиция задается числом импульсов датчика скорости
A545
240
Нижние 4 цифры позиции останова 1
Позиция задается числом импульсов датчика скорости
A546
2
Шаблон разгона/торможения для 1 позиции
2 это шаблон S-кривой
A547
0,01 сек
Время разгона для 1 позиции
A548
0,01 сек
Время торможения для 1 позиции
A552
4
Верхние 4 цифры позиции останова 2
Позиция задается числом импульсов датчика скорости
A553
960
Нижние 4 цифры позиции останова 2
Позиция задается числом импульсов датчика скорости
A554
2
Шаблон разгона/торможения для 2 позиции
A555
0 сек
Время разгона для 2 позиции
A556
0 сек
Время торможения для 2 позиции
A560
10
Верхние 4 цифры позиции останова 3
Позиция задается числом импульсов датчика скорости
A561
2400
Нижние 4 цифры позиции останова 3
Позиция задается числом импульсов датчика скорости
A562
2
Шаблон разгона/торможения для 3 позиции
A563
0 сек
Время разгона для 3 позиции
A564
0 сек
Время торможения для 3 позиции
Коэффициент пропорциональности ПИД-регулятора [F362] рассчитывается примерно так: 500 · число пар полюсов двигателя/[F375] (Число импульсов энкодера на 1 оборот)
Если для установления позиции требуется время в процессе управления позиционированием, увеличьте [F362] на 0,1. Если после установления позиции возникает вибрация, уменьшите [F362] на 0,1.
После остановки позиционирования на выходные клеммы FL_, R1_, R2_ может быть выведен сигнал завершения позиционирования при вводе соответствующие параметры [F130, F132…F134, F137…F138] числа 118 (119).
Ориентация. Точная установка угла поворота
Преобразователь частоты VF-AS3 позволяет задать угол поворота вала двигателя.
Ориентация вала двигателя
Привод может регулировать положение остановки (управление ориентацией) с помощью датчика положения (энкодера), прикрепленного к валу машины. Когда включается команда сигнала ориентации во время работы на скорости, то производится торможение до «скорости поиска точки ориентации». После этого рассчитывается «расстояние до ориентационной остановки», и, наконец, финальная остановка в заданном положении. Затем вводится состояние сервоблокировки ориентации.
Ориентация начинается по сигналу поступившему на клемму цифрового входа [F110…F124] = 190(191) (ORTST/Orientation start — старт контроля ориентации).
Обычно функции позиционирования выполняются с помощью специальных модулей ПЛК. Понятно, что это дополнительные затраты как в стоимости, так и в пространстве для размещения в щите управления.
Компания СПИК СЗМА как единственный официальный дилер Toshiba предлагает купить для решения задач позиционирования частотники серии VF-AS3. Вы получаете максимально качественную техническую поддержку и гарантию долгой работы преобразователя частоты.
Функция безопасности, встроенная в преобразователь частоты VF-AS3 Toshiba, позволяет разрабатывать приложения, ориентированные на защиту человека и машины. Встроенные STO (Safe Torque Off) и дополнительные опциональные функции безопасности SS1 (Safe Stop 1), SOS (Safe Operating Stop), SS2 (Safe Stop 2), SBS (Safe Brake Control), SLS (Safely-Limited Speed), SDI (Safe Direction) обеспечивают следующие преимущества:
соответствующие стандартам функции безопасности
снижение затрат на дополнительное внешнее защитное оборудование
уменьшение затрат на монтаж проводов и требования к пространству
Приводы VF-AS3 Toshiba соответствуют нормативным требованиям стандарта МЭК 61800-5-2 для реализации функции безопасности.
Safe Torque Off (STO)
Функция STO (Safe Torque Off) — Безопасное отключение крутящего момента
Назначение функции — привести двигатель в состояние без крутящего момента, чтобы оно соответствовало требованиям безопасности, поскольку на уровне двигателя крутящий момент отсутствует. Силовые модули преобразователя частоты блокируются и двигатель останавливается (или запрещается запуск двигателя).
Описание
ПОРАЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ ПРИ НЕПРАВИЛЬНОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ
Функция безопасности STO (Safe Torque Off) не приводит к электрической изоляции внутреннего содержимого частотного преобразователя. В звене постоянного тока будет присутствовать напряжение. Отключите сетевое напряжение с помощью соответствующего выключателя для обесточивания ПЧ. Несоблюдение этих инструкций может привести к летальному исходу или серьезным травмам.
Эта функция переводит машину в безопасное состояние без крутящего момента и/или предотвращает ее случайный запуск. Функция безопасного отключения крутящего момента (функция безопасности STO) может использоваться для эффективной реализации предотвращения неожиданного запуска, делая остановки безопасными, предотвращая подачу питания только на двигатель и сохраняя при этом питание цепей управления главного привода. Принципы и требования предотвращения неожиданного запуска описаны в стандарте EN 1037: 1995 + A1. Логические входы частотного преобразователя (STOA и STOB) всегда назначены на эту функцию. Состояние функции безопасности STO может отображаться с панели управления привода или с помощью программного обеспечения для ввода в эксплуатацию.
ВАЖНО! Если задержка между состоянием входов STOA и STOB превышает 1 сек, срабатывает функция безопасности STO и выдается ошибка с кодом ошибки [Ошибка цепи STO] PrF.
Функция безопасности STO определена в разделе 4.2.2.2 стандарта МЭК 61800-5-2 (издание 1.0 2007.07): Мощность, которая может вызвать вращение (или движение в случае линейного двигателя), не подается на двигатель. PDS (SR) (система силового привода, подходящая для использования в приложениях, связанных с безопасностью) не будет подавать энергию на двигатель, который может генерировать крутящий момент (или усилие, в случае линейного двигателя).
ПРИМЕЧАНИЕ 1. Эта функция безопасности соответствует неконтролируемому останову в соответствии с категорией останова 0 в стандарте МЭК 60204–1
ПРИМЕЧАНИЕ 2. Эта функция безопасности может использоваться, когда требуется отключение питания для предотвращения неожиданного запуска
ПРИМЕЧАНИЕ 3.: В ситуациях, когда присутствуют внешние воздействия (например, падение подвешенных грузов), могут потребоваться дополнительные меры (например, механические тормоза) для предотвращения любой опасности
ПРИМЕЧАНИЕ 4. Электронное оборудование и контакторы не обеспечивают достаточной защиты от поражения электрическим током, и могут потребоваться дополнительные меры по изоляции
Обеспечиваемые уровни безопасности
уровень полноты безопасности SIL (Safety Integrity Level) в соответствии с МЭК 61508: SIL3
уровень производительности PL (Performance Level) в соответствии с ISO-13849: PLe
Обеспечиваемые аварийные операции (по стандарту МЭК 60204-1)
Аварийное отключение
Эта функция требует внешних переключающих компонентов и не может быть реализована с помощью функций привода, таких как безопасное отключение крутящего момента (STO).
Аварийный останов
Аварийный останов должен работать таким образом, чтобы при его активации опасное движение машины прекращалось, и машина не могла запуститься ни при каких обстоятельствах, даже после того, как кнопка аварийного останова отпущена. Аварийный останов должен функционировать либо как категория останова 0, либо как категория останова 1. Категория останова 0 означает, что питание двигателя отключается немедленно. Категория останова 0 эквивалентна функции безопасного отключения крутящего момента (STO), определенной стандартом EN 61800-5-2. В дополнение к требованиям для останова (см. 9.2.5.3 МЭК 60204-1) функция аварийного останова имеет следующие требования:
отменяет все другие функции и операции во всех режимах
его сброс возможен только при ручном воздействии в том месте, где была подана команда. Сброс команды не должен перезапускать машину, а только разрешать перезапуск
в машинном окружении (стандарт МЭК 60204-1 и директива о машинном оборудовании), когда функция безопасности STO используется для управления категорией аварийного останова 0, двигатель не должен запускаться автоматически, если функция безопасности STO сработала и деактивирована (в цикле подачи или сброса питания)
если конфигурация привода разрешает автоматический перезапуск машины после отключения функции безопасности STO, необходим дополнительный модуль безопасности (например, модуль Preventa)
если использование дополнительного модуля безопасности невозможно, управление приводом должно быть настроено на 2-х или 3-х проводный режим работы частотного преобразователя
Функция безопасности STO, встроенная в частотный преобразователь VF-AS3, позволяет разрабатывать приложения, ориентированные на защиту человека и машины
Типы двигателей
Функция безопасности STO может использоваться с синхронными и асинхронными двигателями.
Предпосылки для использования функций безопасности
Для правильной работы должны быть выполнены следующие условия:
размер двигателя адекватен применению и не работает на пределе своей мощности
типоразмер привода правильно выбран для сети электропитания, соединяющих проводников, двигателя и области применения и не работает на пределе своей мощности, как указано в каталоге
при необходимости используется дополнительное опциональное оборудование, например, выходной фильтр
привод правильно настроен с правильными характеристиками контура скорости и крутящего момента для технологического процесса; профиль опорной частоты применим к контуру управления приводом
Состояние функции безопасности
Если
То
Режим Safe Torque Off (STO) не активен
Желтый светодиод ASF выключен
STO обнаружен
Силовой мост блокируется дополнительным оборудованием На ЖК-дисплее включается отображение STO Желтый светодиод ASF включен
[Обнаружена ошибка цепи STO]*
Силовой мост блокируется ЖК-дисплей горит постоянно красным светом Терминал графического дисплея отображает сообщение PrF Желтый светодиод ASF включен
*Возможные причины: превышение задержки между сигналами STOA и STOB более 1 сек или обнаружение внутренней аппаратной ошибки
Отображение срабатывания функции STO с помощью светодиода ASF
Технические данные
Электрические параметры
Функция безопасности должна использоваться только в положительной логике (Source): ток поступает на вход.
Входы STOA и STOB и сигнальные входы защищены от обратной полярности внутренними компонентами частотного преобразователя.
Уровни входных сигналов
Значение
Единицы измерения
Логический нуль
< 5 или обрыв
В (постоянного тока)
Логическая единица
> 11
В (постоянного тока)
Ток при 19 В
11
мА
Задержка между сигналами STOA и STOB
< 1
сек
Время отклика функции безопасности
< 10
мсек
Сертифицированные архитектуры подключения
ПРИМЕЧАНИЕ. Для сертификации, относящейся к функциональным аспектам, будет рассматриваться только PDS (SR) (Power Drive System suitable for use in safety-related applications: система силового привода, подходящая для использования в приложениях, связанных с безопасностью), а не вся система, в которую она интегрирована, чтобы помочь обеспечить функциональную безопасность двигателя или системы/процесса.
Обеспечиваются три вида безопасности процессов системы
безопасность процесса, связанная с подключением одного или нескольких электродвигателей
безопасность процесса, связанная с подключением одного или нескольких электродвигателей и использованием модуля безопасности Preventa XPS-AF
безопасность процесса, связанная с подключением одного электродвигателя и использованием модуля безопасности Preventa XPS-AV
Функции безопасности PDS (SR) являются частью общей системы. Если качественные и количественные цели, связанные с безопасностью для конечного приложения, требуют некоторых корректировок для обеспечения безопасного использования функций безопасности, интегратор BDM (Basic Drive Module) отвечает за эти дополнительные изменения (например, управление механическим тормозом на мотор).
Кроме того, выходные данные, сгенерированные функциями безопасности (активация реле по умолчанию, логическая команда реле тормоза, коды ошибок или информация на дисплее и т.п.), не считаются связанными с безопасностью данными.
Защищенная изоляция кабеля
Функция безопасности STO активируется через 2 резервных входа. Эти две цепи должны быть проложены соответствующим образом для защиты изоляции кабеля.
Если возможны короткие замыкания и перекрестные прокладки с сигналами, связанными с безопасностью, и если они не обнаруживаются вышестоящими устройствами, требуется установка защищенного кабеля в соответствии с ISO 13849-2.
При использования незащищенного кабеля для двух сигналов (двух каналов) функции безопасности, они могут быть подключены к внешнему напряжению при повреждении кабеля в результате короткого замыкания. В этом случае функция безопасности перестает работать.
Подключайте оба входа STO только с помощью экранированных свитых кабелей с шагом 25 … 50 мм (1 дюйм и 2 дюйма), соединяя экран с землей на каждом конце экранов сигнальных линий нескольких кабелей.
Контуры заземления могут вызвать проблемы в двигателях. В этом случае экран должен быть заземлен только на стороне привода.
Безопасность процесса, связанная с подключением одного или нескольких электродвигателей
Схема подключения одного или нескольких двигателей
Эти схемы подключения применимы для конфигурации с одним или несколькими приводами в соответствии с возможностями SIL3 МЭК 61508 , МЭК 60204-1, категория останова 0 без защиты от перебоев питания или снижения напряжения и последующего вращения.
Схема использования функции Safe Torque Off (STO) в ПЧ VF-AS3 Toshiba при подключении одного двигателя
На схемах показано, что могут использоваться сетевые дроссели (входные фильтры)
Схема использования функции Safe Torque Off (STO) в ПЧ VF-AS3 Toshiba при подключении нескольких двигателей
Безопасность процесса, связанная с подключением одного или нескольких электродвигателей и использованием модуля безопасности Preventa XPS-AF
Схема подключения одного или нескольких двигателей
Эти схемы подключения применимы для конфигурации с одним или несколькими приводами и с модулем безопасности Preventa XPS-AF в соответствии с ISO 13849-1, категория 3 PLe, МЭК 62061 и 60204-1, категория останова 0.
Схема использования функции Safe Torque Off (STO) в ПЧ VF-AS3 Toshiba при подключении одного двигателя и использовании модуля Preventa XPS-AF
На схемах показано, что могут использоваться сетевые дроссели (входные фильтры)
Схема использования функции Safe Torque Off (STO) в ПЧ VF-AS3 Toshiba при подключении нескольких двигателей и использовании модуля Preventa XPS-AF
Безопасность процесса, связанная с подключением одного электродвигателя и использованием модуля безопасности Preventa XPS-AV
Схема подключения одного двигателя
Эта схема подключения применима для конфигурации одного привода с модулем безопасности Preventa XPS AV в соответствии с ISO 13849-1, категория 3 PLe и МЭК 60204-1, категория останова 1.
Схема использования функции Safe Torque Off (STO) в ПЧ VF-AS3 Toshiba при подключении одного двигателя и использовании модуля Preventa XPS-AV
ПРИМЕЧАНИЕ. Эта схема представляет собой конфигурацию проводки с использованием входа DI1, назначенного для работы в прямом направлении.
На схеме показано, что могут использоваться сетевые дроссели (входные фильтры)
Опциональные функции безопасности SS1 (Safe Stop 1), SOS (Safe Operating Stop), SS2 (Safe Stop 2), SBS (Safe Brake Control), SLS (Safely-Limited Speed), SDI (Safe Direction)
Функция Safe Stop 1 (SS1) в частотнике VF-AS3 Toshiba
Функция SS1 заставляет двигатель быстро и безопасно останавливаться и отключаться, чтобы он совсем не вращался после перехода в состояние покоя. Затем активируется функция STO.
Функция Safe Stop 2 (SS2) в частотнике VF-AS3 Toshiba
Функция SS2 быстро и безопасно отключает двигатель, а затем активирует функцию SOS после остановки.
Функция Safe Operating Stop (SOS) в частотнике VF-AS3 Toshiba
С помощью функции SOS остановленный двигатель приводится в рабочее положение и контролируется системой управления движением.
Функция Safely-Limited Speed (SLS) в частотнике VF-AS3 Toshiba
Функция SLS гарантирует, что привод не превысит определенный предел скорости.
Функция Safe Direction (SDI) в частотнике VF-AS3 Toshiba
Функция SDI гарантирует, что привод может вращаться только в выбранном направлении.
Функция Safe Brake Control (SBC) в частотнике VF-AS3 Toshiba
Функция SBC позволяет безопасно управлять удерживающим тормозом. Функция SBC всегда активируется параллельно с STO.
Преимущества технологии комплексной безопасности
Интеграция технологий безопасности в стандартные концепции автоматизации влечет за собой значительные и устойчивые преимущества для пользователей в целях повышения конкурентоспособности. Производители машин получают выгоду от сокращения аппаратного обеспечения и значительного упрощения проектирования. Результат: значительно более быстрая реализация машин и систем, а также более простая адаптация к новым требованиям
Преимущества для системных операторов: снабжение безопасными и более производительными машинами и системами. Единая интегрированная система технологий безопасности и стандартной автоматизации сокращает время простоя благодаря улучшенной диагностике, а также повышает доступность системы.
Упрощение модификации и модернизации: благодаря гибкому модульному расширению концепции, машины и системы могут быть модернизированы до более передовых технологий.
Дополнительный модуль безопасности в частотнике VF-AS3 Toshiba
Установка опционального модуля безопасности в частотник VF-AS3 Toshiba
Профилактическое обслуживание
Рекомендуется каждый год проверять функции безопасности
Например, так: откройте защитную дверцу, чтобы проверить, останавливается ли привод в соответствии с настроенной функцией безопасности.
Замена оборудования машины
Примечание. Если вам необходимо заменить какую-либо часть системы, подключенную к частотному преобразователю VF-AS3 (двигатель, аварийный останов и т.д.), необходимо повторить приемочный тест.
Компания СПИК СЗМА как единственный официальный дилер Toshiba предлагает купить для решения ваших задач частотники серии VF-AS3. Вы получаете максимально качественную техническую поддержку и гарантию долгой работы преобразователя частоты.
Сервисный центр СПИК СЗМА выполняет работы по диагностике низковольтных и высоковольтных преобразователей частоты и ремонту Altivar компании Schneider Electric. Кроме этого возможны работы по пуско-наладке ПЧ на объекте.
Сервисное обслуживание преобразователя частоты Altivar Schneider Electric
Ремонт Altivar Schneider Electric Диагностика Altivar Schneider Electric
Диагностика преобразователя частоты Altivar Schneider Electric
В процессе сервисного обслуживания проверяется исправность электрического оборудования ПЧ и работа его программной части. В случае обнаружения проблем производится замена отдельного компонента или целого блока, например, печатной платы или пульта управления.
Основные этапы сервисного обслуживания
очистка от скопившейся пыли ребер воздушного радиатора охлаждения IGBT транзисторов и диодных модулей
проверка работы вентиляторов охлаждения и их замена при наличии недопустимой вибрации при вращении крыльчатки
замена теплопроводящей пасты под силовыми приборами ввиду нарушения равномерности ее распределения под полупроводниковыми приборами в процессе термоциклирования преобразователя частоты
проверки моментов затяжки болтовых соединений силовых транзисторов и диодных модулей.
проверки журнала предупреждений и аварийных отключений ПЧ
проверка значения эквивалентного последовательного сопротивления ESR конденсаторов звена постоянного тока DC на соответствие табличным данным производителя.
тренировка конденсаторов звена постоянного тока при потере рабочих характеристик конденсаторов
замена выходных реле при обнаружении недостаточно хорошего качества контактного соединения при замыкании
Проведенное сервисное обслуживание привода Schneider Electric позволяет значительно продлить срок его эксплуатации. Рекомендуемый срок проверки и тренировки конденсаторов любого привода — каждые 7 лет с момента его выпуска с завода.
Процесс разборки ПЧ и последовательной диагностики
Инженеры компании СПИК СЗМА по просьбе заказчика выполнили работы по диагностике преобразователя частоты TOSHIBA VF PS1 мощностью 37 кВт и провели его контрольное техническое обслуживание. Для этого пришлось разобрать весь привод для проверки состояния внутренних компонентов.
В процессе сервисного обслуживания выявлена полная исправность оборудования ПЧ и работы его программной части. При этом были очищены от скопившейся пыли ребра воздушного охладителя (радиатора охлаждения) IGBT транзисторов. Затем была выполнена проверка моментов затяжки болтовых соединений транзисторов, что является критически важным моментом долговременной работы ПЧ.
Выполнена проверка значения эквивалентного последовательного сопротивления ESR конденсаторов звена постоянного тока DC на соответствие табличным данным производителя.
Проведенное сервисное обслуживание привода Toshiba позволяет значительно продлить срок его эксплуатации. Рекомендуемый срок проверки и тренировки конденсаторов любого привода — каждые 7 лет с момента его выпуска с завода.
Работы сервисного центра
Компания СПИК СЗМА является единственным сертифицированным сервисным центром Toshiba International Corporation на территории России и СНГ. На складе постоянно поддерживаются наиболее востребованные комплектующие преобразователей частоты Toshiba.
Наш сервисный центр выполняет работы как по низковольтным, так и по высоковольтным преобразователям частоты компании Toshiba и TMEIC. Кроме этого, Компания оказывает услуги по ремонту частотников Schneider Electric, которые изготавливаются на одном заводе с ПЧ Toshiba и имеют одинаковую конструкцию и электронные компоненты.
По заказу ЗАО «International Paper» с октября 2018 г. по март 2019 г. АО «СПИК СЗМА» осуществляло техническое перевооружение системы контроля загазованности воздуха рабочей зоны на объекте заказчика.
Было выполнено обследование объекта и разработана рабочая документация на системы контроля загазованности воздуха рабочей зоны на варочно-промывном цехе САЦ-1 и установке многотопливного котла МТК. Специалисты СПИК СЗМА провели сопряжение спроектированных систем контроля загазованности воздуха рабочих зон с существующими системами управления варочно-промывного цеха САЦ-1 и установки многотопливного котла МТК. Также была проведена экспертиза промышленной безопасности рабочей документации.
Заказчику направлено технико-коммерческое предложение на изготовление, поставку и внедрение систем контроля загазованности воздуха рабочей зоны на объектах САЦ-1 и МТК.
