Выбор управляемого преобразователя (4.1) Содержание подраздела: • Представить описание трех вариантов преобразователей частоты: ключевые особенности в виде краткого текстового описания, изображение устройства, характеристики в виде таблицы (форма таблицы см. слайд №4). Таблица и текстовое описание не должны дублировать друг друга. Пример таблицы см. на слайде №5 • Свести данные по всем устройствам в итоговую сравнительную таблицу (пример на слайд №6). Выбранный вариант в таблице выделить цветом. Под таблицей текстом пояснить основные критерии сравнения и обосновать выбор того или иного варианта на основании данных таблицы. Важно: • Сравниваться должны конкретные модели ПЧ (не серии!) с указанием полной маркировки и всех необходимых комплектующих в таблице. • Пункты, выделенные жирным, в таблице являются обязательными. Если ПЧ используется и в качестве контроллера, т.е. отдельного устройства управления нет, то обязательны все пункты таблицы. • Обязательно сохранять и предоставлять ссылки на страницы или электронные каталоги, откуда взяты данные оборудования. Основные производители ПЧ на стр. 143-145 Харазова. См. сайты производителей Методика выбора ПЧ на слайде №3. Выбор управляемого преобразователя (4.1) Подробно методика выбора ПЧ изложена в http://powergroup.com.ua/vibor_preobrazovatelya_chastoti Принципы выбора преобразователя частоты: 1: по напряжению питания и числу фаз управляемого двигателя (двигателей) 2.1: по механической мощности двигателя (паспортная мощность ПЧ должна быть больше или равна мощности двигателя для нагрузки, для группы параллельно подключенных двигателей мощность суммируется) ИЛИ 2.2: по номинальному току двигателя. Номинальный ток ПЧ (без перегрузочной способности) должен быть больше номинального тока двигателя, для группы параллельно подключенных двигателей токи суммируется ПЧ с перегрузочной способностью 150% и выше для работы на центробежный насос или вентилятор часто можно выбрать на ступень ниже паспортной мощности [кВт] двигателя. Для работы в составе подъемного механизма может потребоваться ПЧ, имеющий номинальную мощность, на две ступени выше паспортной мощности [кВт] двигателя Выбор рекомендуется делать по току, поскольку именно он определяет режимы работы выходных каскадов и не требует пересчета параметров. Параметры двигателя (ток, мощность) берем из паспорта (с шильдика) двигателя, либо рассчитываем по формулам из методики или из http://www.eti.su/articles/promishlennaya-avtomatika/promishlennaya-avtomatika_590.html 3: по виду управления (скалярное, векторное безсенсорное, векторное с обратной связью по скорости). Прочтите хотя бы http://www.power-e.ru/pdf/2004_01_50.pdf – кратко, но доступно написано 4: типу нагрузочной характеристики: при скалярном управлении (U/f – линейная либо гиперболическая для транспортеров, конвейеров, подъемных механизмов; U/f2 – параболическая для центробежных насосов, компрессоров и т.д.) 5: по коммуникационным каналам (для подключения датчиков, организации управления или взаимодействия с вышестоящими АСУ) поддержка требуемых интерфейсов, как правило , RS-485, RS-422 и протоколов ModBus, DeviceNet; работа в сетях, например, Profibus, CAN и др., а также наличие требуемого числа и типа аналоговых и дискретных входов и выходов. Рассматривается во взаимосвязи с контроллером 6: по функциональным возможностям: наличие тормозного модуля (резистора), регулировка скорости торможения/разгона, встроенный ПИД-регулятор и т.д. Выбор управляемого преобразователя (4.1) Форма таблицы описания ПЧ Характеристика Питающая сеть Диапазон рабочих температур, °С Выходная мощность, кВт Выходной ток, А Применяемый вид управления Вид нагрузочной характеристики Управление группой устройств Каналы ввода-вывода: - аналоговые входы, шт. - аналоговые выходы, шт. - дискретные (частотно-импульсные) входы, шт. - дискретные (релейные) выходы, шт. Тип (диапазон) сигналов по аналоговым каналам: - аналоговые входы - аналоговые выходы Типы дискретных входов Типы дискретных выходов Макс. выходной (коммутируемый) ток, мА Выходное напряжение, В Поддерживаемые интерфейсы и протоколы Перегрузочная способность по току, % Наличие тормозного резистора Класс защиты корпуса Цена, руб. Значение (число фаз, напряжение, частота) воль-частотное или векторное (сенсорное/ безсенсорное) u/f, U/f2, u/√f (при векторном пункт исключить) да/нет (при векторном пункт исключить) униф. сигналы тока или напряжения (сухой контакт, транзистор (открытый коллектор) Транзисторный ключ (открытый коллектор), реле электромеханическое, реле твердотельное (симистор) да/нет Выбор управляемого преобразователя (4.1) Пример таблицы описания ПЧ Характеристика Питающая сеть Диапазон рабочих температур, ºС Выходная мощность, кВт Выходной ток, А Применяемый вид управления Вид нагрузочной характеристики Управление группой устройств Каналы ввода-вывода, не менее: - аналоговые входы, шт. - аналоговые выходы, шт. - дискретные входы, шт. - дискретные выходы, шт. Тип (диапазон) сигналов по аналоговым каналам: - аналоговые входы - аналоговые выходы Типы дискретных входов Типы дискретных выходов Макс. выходной (коммутируемый) ток, мА Выходное напряжение, В Поддерживаемые интерфейсы и протоколы Перегрузочная способность, не менее, % Наличие тормозного резистора Класс защиты корпуса Значение 3 фазы, 380…480 В, 50…60 Гц - 10 ... +50 3,7 8 вольт-частотное U/f2 (насосная) нет 3 2 4 4 4…20 мА 4…20 мА/0…10 В Сухой контакт э/м реле 3А 30 В DC RS-485, RS-422, ModBus RTU 150 (60с) да IP20 Выбор управляемого преобразователя (4.1) Пример итоговой таблицы сравнения преобразователя частоты Характеристика Питающая сеть Выходная мощность, кВт Выходной ток, А Каналы ввода вывода, шт., - аналоговые входы - аналоговые выходы - релейный выход Поддерживаемые интерфейсы и протоколы Диапазон рабочих температур, ºС Перегрузочная способность, % Наличие тормозного резистора Класс защиты корпуса Цена, руб. ОВЕН ПЧВ OMRON JX-A4040 ВЕСПЕР Е3-8100103-4К0-В 005Н Трехфазное 380…480 Трехфазное 380- Трехфазное 380-460 В с частотой 50/60 Гц 460 В с частотой В с частотой 50/60 50/60 Гц Гц 4 4 3,7 8,2 8,6 8 2 (0...10 В, 4...20 мА) 2 (0...10 В, 4...20 мА) 1 (240 В) 2 (0...10В,4...20 мА) RS-485, ModBus RTU 0…40 150% (60с) + IP20 RS-485, ModBus RTU -10…+55 150% (60с) + IP20 4 (0...10 В, 4...20 мА) 1 (0...10 В, не более 2 мА) RS-485, RS-422, ModBus RTU - 10 ... +50 150% (60с) + IP20 Выбор управляющего устройства (5.2) Содержание подраздела: • Представить описание трех вариантов управляющих устройств (промышленных контроллеров (ПЛК, PC-based контроллеров) в конкретной конфигурации (для модульных и распределенных контроллеров), или трех конфигураций промышленных или офисных компьютеров): ключевые особенности в виде краткого текстового описания, изображение устройства, характеристики в виде таблицы. Таблица и текстовое описание не должны дублировать друг друга. Форма таблицы описания на слайде №9. Пример описания на слайде №10. при выборе учитывать коммуникационные возможности ПЧ. • Свести данные по всем устройствам (например, ПЛК) в итоговую сравнительную таблицу. Выбранный вариант в таблице выделить цветом. Под таблицей текстом пояснить основные критерии сравнения и обосновать выбор того или иного варианта на основании данных таблицы. Пример итоговой таблицы сравнения на слайде №11. Важно: • Сравниваться должны конкретные модели (например, WinPac8000 или Siemens S7 200 – это не контроллеры, а серии!) и конфигурации с указанием полной маркировки и всех необходимых комплектующих (модулей ввода-вывода, коммуникационных модулей, блоков питания и т.д.) в таблице. Пункты, выделенные жирным в таблице, являются обязательными. • Обязательно сохранять и предоставлять ссылки на страницы или электронные каталоги, откуда взяты данные оборудования. Выбор управляющего устройства (5.2) Принципы выбора устройства управления: Поскольку разрабатываемые вами системы относятся к категории малых, то не надо выбирать контроллеры для средних и больших систем автоматизации. Основными характеристиками устройства управления в рамках ДП является число необходимых входов-выходов (определяется количеством подключаемых датчиков и управляемых исполнительных устройств) и их тип (диапазоны унифицированных сигналов, типы входных каскадов или выходных устройств), поддерживаемые интерфейсы и их количество (определяемое количеством подключаемого внешнего оборудования и типом сети) и протоколы (в т.ч. для подключения распределенных модулей ввода-вывода), условия эксплуатации и напряжения питания, защита от внешних воздействий, время реакции, показатели надежности. Достаточно большой выбор контроллеров: • http://www.insat.ru/products/?category=20 • http://www.plcsystems.ru/ • Основные производители промышленных контроллеров на стр. 171-173 Харазова. См. сайты этих производителей Выбор управляющего устройства (5.2) Форма таблицы выбора устройств контроля и управления Характеристика Напряжение питания Степень защиты корпуса Температурный режим эксплуатации, °С Центральный процессор Объем оперативной памяти (ОЗУ) Объем энергонезависимой памяти программ (Flash ПЗУ) Объем энергонезависимой памяти данных (EEPROM ПЗУ) Операционная система Число каналов ввода вывода: - аналоговые входы, шт. - аналоговые выходы, шт. - дискретные, шт. - дискретные (релейные) выходы, шт. Тип (диапазон) сигналов по аналоговым каналам: - аналоговые входы - аналоговые выходы Типы дискретных входов Типы дискретных выходов Коммуникационные интерфейсы Поддерживаемые протоколы передачи данных Значение Если есть Если есть Выбор управляющего устройства (5.2) Пример описания промышленного PC-based контроллера ICP DAS WP-8841 Характеристика Значение 10... 30 В DC (ном. 24 В DC) Напряжение питания Степень защиты корпуса IP20 Температурный режим эксплуатации, °С -25…+75 Центральный процессор 32-х разрядный PXA270 520 МГц Объем оперативной памяти (ОЗУ) 128 Мб Объем энергонезависимой памяти программ (Flash ПЗУ) 96 Мб (расш. до 8 Гб) Объем энергонезависимой памяти данных (EEPROM ПЗУ) 16 Кб Операционная система Windows CE 5.0 Число каналов ввода вывода: - аналоговые входы, шт. I-8017HW: 16 - аналоговые выходы, шт. I-8024W: 4 - дискретные, шт. I-8053W: 16 - дискретные (релейные) выходы, шт. I-8060W: 6 Тип (диапазон) сигналов по аналоговым каналам: - аналоговые входы ±10 В, ±5 В, ±2.5 В, ±1.25 В, ±20 мA - аналоговые выходы 0...20 мА , ±10 В Типы дискретных входов Логические уровни напряжения 10…30 В DC, 0…4 В DC Типы дискретных выходов Электромеханическое реле 2А @ 30В 0.25А @250В Коммуникационные интерфейсы 2хEthernet 100BaseT, 1хUSB1.1, 2хRS-232, 1хRS-232/485, 1хRS485 Поддерживаемые протоколы передачи данных Modbus RTU/ASCII/TCP и DCON Выбор управляющего устройства (5.2) Пример итоговой таблицы сравнения устройств управления Характеристика контроллера Напряжение питания Степень защиты корпуса Температурный режим эксплуатации, °С ICP DAS WinPAC 8441 10…30 В DC IP20 -25…75 32-х разрядный PXA270 520 МГц Advantech ADAM-5550CE 10…30 В DC IP20 0…55 Koyo Electronics Direct Logic DL205 D2-04BDC1-1: 12/24 В DC D2-04BDC1-1: IP20 0…60 32-х разрядный ADM H2-WPLC3: Центральный процессор Geode GX533 (GX2) 400 32-х разрядный RISC 100 МГц МГц Объем оперативной памяти (ОЗУ) 128 Мб 128 Мб H2-WPLC3: 8 Мб Объем энергонезависимой памяти 96 Мб + 1 Гб внешней карта Compact Flash H2-WPLC3: 8 Мб программ и данных (Flash ПЗУ) Операционная система Windows CE 5.0 Windows CE 5.0 H2-WPLC3: Windows CE Число каналов ввода / вывода: - аналоговые входы, шт. I-8017HW: 8/16 ADAM-5017: 8 F2-04AD-1: 4 - аналоговые выходы, шт. 0 0 0 - дискретные входы, шт. 0 0 0 - дискретные выходы, шт. I-8037W: 16 ADAM-5056S: 16 D2-08TD2: 8 Тип (диапазон) сигналов по 4…20 мA ±10 В, ±5 В, ±2.5 В, ±150, ±500 мВ; ±1, ±5, аналоговым входам ±1.25 В, ±20 мA ±10 В; 0…20 мА открытый открытый Типы дискретных выходов коллектор коллектор открытый коллектор Макс. выходной 100 мА/канал при 200 мА/канал при 5…40 (источник) (коммутируемый) ток 5…30 В DC В DC 300 мА/канал при 24 В DC Коммуникационные 2хEthernet 100BaseT, 2хUSB1.1, 1хRS-232 H2-WPLC3: 1хEthernet интерфейсы 1хUSB1.1, (прогр.), 10BaseT, 1хRS-232 2хRS-232, 1хRS2хRS-232/485, 1хRS-485 232/485, 1хRS-485 Поддерживаемые Modbus RTU/ASCII/TCP Modbus RTU/ TCP H2-WPLC3: протоколы передачи данных и DCON Modbus RTU/ TCP Цена, руб. Разработка схемы подключения оборудования автоматизированного привода (5.3) Наряду с принципиальными электрическими схемами выполняется в соответствии с: ГОСТ 2.701-2008, ГОСТ 2.702-2011, ГОСТ 2.709-89, ГОСТ 2.710-81 Полезно посмотреть РМ 4-106-91 5.5 Правила выполнения схем подключения 5.5.1 На схеме подключения должны быть изображены изделие, его входные и выходные элементы (соединители, зажимы и т.д.) и подводимые к ним концы проводов и кабелей (многожильных проводов, электрических шнуров) внешнего монтажа, около которых помещают данные о подключении изделия [характеристики внешних цепей и (или) адреса]. 5.5.2 Изделие на схеме изображают в виде прямоугольника, а его входные и выходные элементы - в виде УГО. Допускается изображать изделие в виде упрощенных внешних очертаний. Входные и выходные элементы изображают в этом случае в виде упрощенных внешних очертаний. 5.5.3 Размещение изображений входных и выходных элементов внутри графического обозначения изделия должно примерно соответствовать их действительному размещению в изделии. 5.5.4 На схеме следует указывать позиционные обозначения входных и выходных элементов, присвоенные им на принципиальной схеме изделия. 5.5.5 Вводные элементы (например, сальники, гермовводы, проходные изоляторы, контакты и держатели, запаянные в печатную плату), через которые проходят провода или кабели (многожильные провода, электрические шнуры, коаксиальные кабели), изображают на схеме по правилам, установленным в 5.4.15. 5.5.6 На схеме следует указывать обозначения входных, выходных или выводных элементов, нанесенные на изделие. Если обозначения входных, выходных и выводных элементов в конструкции изделия не указаны, то допускается условно присваивать им обозначения на схеме, повторяя их в соответствующей конструкторской документации. При этом на поле схемы помещают необходимые пояснения. 5.5.7 На схеме около УГО соединителей, к которым присоединены провода и кабели (многожильные провода, электрические шнуры), допускается указывать наименования этих соединителей и (или) обозначения документов, на основании которых они применены. 5.5.8 Провода и кабели (многожильные провода, электрические шнуры) должны быть показаны на схеме отдельными линиями. 5.5.9 При необходимости на схеме указывают марки, сечения, расцветку проводов, а также марки кабелей (многожильных проводов, электрических шнуров), количество, сечение и занятость жил. При указании марок, сечений и расцветки проводов в виде условных обозначений на поле схемы расшифровывают эти обозначения. Схемы подключения есть в руководствах, паспортах ко всем единицам оборудования. Остается только их фактически совместить, соблюдая требования стандартов Спасибо за внимание