2.5 Практическая реализация системы управления электропривода главного движения
2.5.1 Анализ существующих средств автоматизации
Известные в настоящее время технические устройства для частотного управления асинхронным электроприводом в полной мере не отвечают требованиям, предъявляемым к мощному высоковольтному электроприводу и им присущи следующие недостатки:
-ограниченная низкоскоростными электроприводами область применения;
-необходимость изготовления специальной машины или переделка серийной; -применение специальных устройств для механического сочленения валов; -невозможность применения в запыленных и агрессивных средах, что обусловлено наличием датчиков на валу и внутри машины;
-высокая сложность технической реализации, обусловленная наличием сложных технических устройств: координатного преобразования, векторных фильтров, фазовращателей, функциональных преобразователей, блоков коррекции мгновенного значения частоты;
-наличие большого числа датчиков, осуществляющих высоковольтную гальваническую развязку;
-невысокая надежность, что обусловлено наличием датчиков на валу и внутри машины, высокой сложностью технической реализации блоков АСР.
2.5.2. Выбор измерительных устройств (датчик скорости)
Датчик скорости MD-36
МD-36 – это датчик скорости для весового ленточного дозатора. Его сигналы передаются в преобразователь сигналов для расчета количества транспортируемого материала.
МD-36 присоединяется прямо на вал привода или на концевой (направляющий) ролик. Он дает точный результат без влияния проскальзываний или образования наслоений материала.
Применяя
оптическую связь с большим разрешением,
он преобразует вращение вала привода
в 36 импульсов на оборот. Цифровой сигнал
передается на вход скорости преобразователя
Milltronics (любой модели) для расчета скорости,
количества транспортируемого материала
и итогового количества.
Частотный сигнал пропорционален частоте вращения вала привода. Низкая или переменная частота вращения может быть также надежно измерена. Оптическая связь, которая производит прямоугольные импульсы, применена во избежание негативных влияний на сигнал, обусловленных, например, вибрациями или колебаниями вала.
Простой в монтаже MD-36 может устанавливаться для любого направления транспортировки.
Таблица 10 - Технические характеристики
|
Питание |
+15 В пост. тока, 25 мА - от интегратора |
|
Температура |
от -40 до 55 0С |
|
Вход |
вращение вала от 0 до 2 об/мин, в двух направлениях |
|
Выход |
понижающий выход с открытым коллектором, макс. 25 мА при 15 В постоянного тока 36 импульсов на оборот от 0 до 2 об/мин = от 0 до 1200 Гц |
|
Вход:Выход |
1:1 (отношение токов быстрого и медленного плавдения) |
|
Сертификаты |
СЕ CSA&FM NEMA 4 rated |
2.5.3 Выбор управляющего контроллера с указанием технических характеристик
Контроллеры безопасности UE 100.
Управляющие
контроллеры серии UE
100– технологические устройства для
специальных применений в сетях средней
сложности. Данные контроллеры могут
быть использованы для замены традиционных
релейных блоков. Так же,
посредством контроллеров UE 100 можно
решать одновременно две задачи повышенной
сложности для обеспечения безопасности
на производстве.
Контроллеры UE 440/470.
- управление двумя интерфейсами категории безопасности 4 для подключения интеллектуальных устройств типа C 4000/S 3000;
- 15 одноканальных входов, 7 из которых могут быть использованы как двухканальные;
- 2 пары безопасных выходов (кат. 4) для управления внешними устройствами (EDM) и блокировкой перезапуска ;
- 4 OSSD выхода;
- 8 выходов HIGH, 4 выхода LOW;
- 2 тестовых выхода;
- категория остановки 0 и 1.
При применении UE 470 на гидравлических прессах и внецентровых инструментах контроллеры осуществляют управление промышленным оборудованием посредством трех сигналов: верхняя блокировка (TDC), нижняя блокировка (BDC), остановка цикла (SCC).
Преимущества контроллеров серии UE 100:
-легкость в обслуживании благодаря унифицированному процессу конфигурирования и диагностики для подключенных интеллектуальных
устройств защиты типа S 3000 и C 4000
-удобный пользовательский интерфейс программирования по принципу «тяни и бросай»
-легкость проводного подключения благодаря логической связи устройств безопасности (AND, OR, NAND и т.д.)
-защита от взлома благодаря нескольким уровням пароля
-функциональное расширение возможностей интеллектуальных датчиков SICK (одновременный мониторинг площади S 3000)
-автоматическое конфигурирование интеллектуальных датчиков SICK (С 4000)
-минимальное
время отклика, что позволяет оптимизировать
безопасное расстояние между промышленным
оборудованием и оператором.
Технические характеристики:
Напряжение питания - 24 В пост. тока, ±20%
Максимальная мощность потребления - 4.5 А
Класс защиты - III (безопасное сверхнизкое напряжение)
Время отклика - менее 10 мс
Время задержки (регул.) - 0…90 мс
Регулируемое время рассогласования на входах - 0…30 с
Класс защиты - IP 20
Контроллер серии GranchSBTC2-PB.
Контроллеры предназначены для измерения непрерывных сигналов датчиков, представленных напряжением постоянного и переменного тока, постоянным и переменным током и сопротивлением постоянному току, преобразование измеренных значений физических величин, формирование сигналов управления по заданным алгоритмам, приёмы и передачи информации про последовательным каналам связи.
Основная область применения контроллеров – в САУ технологическим процессом, в том числе связанных с обеспечением безопасности жизнедеятельности в подземных выработках рудников и угольных шахт, опасных по газу и горючей пыли и внезапным выбросам.
Алгоритм работы контроллера определяется пользователем в соответствии с требованиями к системе управления, создаваемой с использованием контроллера., в соответствии с документацией обеспечение контроллера.
Технические характеристики:
Степень взрывозащиты – РВ Exd;
Количество кабельных вводов диаметром до 18 мм 14 шт.;
Количество кабельных вводов диаметром до 25 мм 2 шт.;
Суммарное количество внешних сигналов – не более 54;
Виды внешних сигналов – в зависимости от типов установленных моделей;
Количество внешних линий электропитания
– 2; 
Напряжение питания электросети переменного тока 50 Гц – от 30 до 264 В;
Потребляемая мощность – не более 150 Вт
Режим работы - непрерывный;
Габаритные размеры – не более 690/575/585;
Масса – не более 220 кг.
Встроенный аналоговый компаратор;
Контроллер серии AVR
AVR - самая обширная производственная линии среди других флэш-микроконтроллеров корпорации Atmel. Успех AVR-микроконтроллеров объясняется возможностью простого выполнения проекта с достижением необходимого результата в кратчайшие сроки, чему способствует доступность большого числа инструментальных средств проектирования, поставляемых, как непосредственно корпорацией Atmel, так и сторонними производителями. Ведущие сторонние производители выпускают полный спектр компиляторов, программаторов, ассемблеров, отладчиков, разъемов и адаптеров. Отличительной чертой инструментальных средств от Atmel является их невысокая стоимость. Другой особенностью AVR-микроконтроллеров, которая способствовала их популяризации, это использование RISC-архитектуры. Она характеризуются мощным набором инструкций, большинство которых выполняются за один машинный цикл. Это означает, что при равной частоте тактового генератора они обеспечивают производительность в 12 (6) раз больше производительности предшествующих микроконтроллеров на основе CISC-архитектуры. Микроконтроллеры обеспечивает производительность до 16 млн. оп. в секунду и поддерживают флэш-память программ различной емкости: 1… 256 кбайт. AVR-архитектура оптимизирована под язык высокого уровня Си, а большинство представителей семейства megaAVR содержат 8-канальный 10-разрядный АЦП.
Отличительные особенности:
Производительность, приближающаяся к 1 MIPS/МГц
Усовершенствованная
AVRa RISC архитектура 
Раздельные шины памяти команд и данных, 32 регистра общего назначения
Внутрисхемно программируемая Flash-память программ, 1000 циклов записи/стирания
Память данных EEPROM, 100000 циклов записи/стирания
Блокировка режима программирования
Встроенные аналоговый компаратор, сторожевой таймер, порты SPI и UART, таймеры/счетчики
Полностью статические приборы - работают при тактовой частоте от 0 Гц до 20 МГц
Диапазон напряжений питания от 1,8 В до 6,0 В
Режимы энергосбережения: пассивный (idle) и стоповый (power down).