Система регулирования диффузии
Главная > Система регулирования диффузии
Система частотного регулирования электроприводом транспортной системы диффузионного аппарата
Назначение
Система управления предназначена для регулирования скорости вращения транспортной системы наклонного диффузионного аппарата, с учетом баланса нагрузок на приводных электродвигателях. За счет точного многоконтурного автоматического управления, достигается оптимальная равномерная нагрузка на валах шнеков аппарата.
На графике:
голубой — ток нижнего привода
красный — ток верхнего привода
синий — монмент на валу нижнего привода
оранжевый — момент на валу верхнего привода
фиолетовый — скорость диффузионного аппарата

Состав оборудования
Система управления состоит из:
- силовой электрической части — шкаф силовой ,в котором установлены частотные преобразователи, их защитная аппаратура, защитное и коммутационное оборудование необходимое для функционирования принудительной системы охлаждения электродвигателей, цепи управления;
- системы управления приводами — шкаф управления частотными преобразователями, в котором располагается контроллер (в зависимости от конфигурации может располагаться в шкафу управления), управляющий процессом, блоки питания и электронное сетевое оборудование, а также защитные электрические аппараты.
На дверце шкафа устанавливаются органы управления, человеко-машинный интерфейс с интуитивно понятным меню и сенсорным дисплеем 10“.

Принцип работы
Силовая и электрическая часть связваются друг с другом, в зависимости от конфигурации оборудования выбранного заказчиком, при помощи контрольного, сигнального и кабеля
передачи данных.
По контрольному кабелю передается информация о работе вентиляторов принудительной вентиляции электродвигателей и блокировки работы аппарата. Возможно заведение отдельных блокировок с отображением их состояния на дисплее управления.
Управление приводами Danfoss VLT осуществляется по сети Ethernet IP на скорости до 100Мбит/сек, что положительно влияет на реакцию системы на возмущение, а следовательно возрастает точность управления приводами.
Возможен так же вариант конфигурации оборудования при котором управление приводами, осуществляется по аналоговым сигналам (ток 4-20мА).

Контроллер, проверяет состояние частотных преобразователей приводных электродвигателей транспортной системы, получает данные о текущих параметрах работы каждого привода (ток нагрузки, А; момент на валу электродвигателя, Нм; потребляемая мощность, кВт; напряжение звена постоянного тока преобразователя частоты,В) и в зависимости от считываемых значений и характеристики регулирования, управляет скоростью вращения магнитного поля электродвигателя. В результате чего поддерживается баланс нагрузки (моментов) на валу электродвигателей.

Система предусматривает запуск/останов, задание скорости вращения транспортной системой диффузионного аппарата, в местном (панель HMI на дверце шкафа управления) и дистанционном (в зависимости от конфигурации оборудования — по сети Ethernet IP, RS485 Modbus RTU, с помощью аналоговых и дискретных сигналов).
На данной иллюстрации указана функциональная схема системы управления наклонным диффузионным аппаратом по сети Ethernet IP.

В случае если силовая часть системы (шкаф силовой с преобразователями частоты) располагается на определенном удалении от панели управления (шкафа управления) необходимо использовать оптоволоконные линии связи (ВОЛС). Так как они являются не восприимчивыми к электромагнитным помехам и обладают прекрасными характеристиками передачи данных.
На иллюстрации показана функциональная схема системы управления наклонным диффузионным аппаратом, в случае когда контроллер управления расположен в силовом шкафу с частотным приводом. Панель управления и контроллер АСУТП расположены на определенном удалении от него. Связь между контроллером управления и панелью оператора, контроллером АСУТП осуществляется с помощью ВОЛС.

На иллюстрации, показана функциональная схема системы управления наклонным диффузионным аппаратом, в случае, когда контроллер управления расположен вместе с панелью управления и контроллером АСУТП на некотором удалении от шкафа с частотными преобразователями. Связь между контроллером управления и частотными преобразователями осуществляется с помощью ВОЛС.

По предварительному согласованию система управления, может быть сконфигурирована для управления и контроля вспомогательных устройств, необходимых для функционирования диффузионного аппарата. Таких как маслостанции, вентиляторы принудительного охлаждения приводных электродвигателей, привод черпачного колеса.
Управление маслостанциями может осуществляться исходя из требований к их режиму работы (возможна работа маслостанций по периодическим алгоритмам настраиваемым с помощью панели управления оператором).

Система управления осуществляет следующие защиты:
- Максимально токовая защита, предусматривает останов диффузионного аппарата при превышении указанного значения электрических токов приводныхэлектродвигателей.

- Максимальная защита по моменту на валу электродвигателя, предусматривает останов диффузионного аппарата при превышении указанного значения момента, исходя из действующего скоростного диапазона. Это позволяет настроить защиту максимально
удобно для функционирования аппарата. На низкой скорости, при полной загрузке момент на валу может быть достаточно высок. Так же в процессе работы по мере повышения оборотов момент на валу может меняться. Указываются скорости в об/мин для определения границ защитных диапазонов
На иллюстрации:- первый диапазон: от 0 до 50 об/мин;
- второй диапазон: от 50 до 250 об/мин;
- третий диапазон: от 250 до номинальная скорость.
Каждый из диапазонов может быть исключен из работы.

- Дифференциальная защита по току электродвигателя, предусматривает останов диффузионного аппарата при превышении указанного значения разности токовой нагрузки, исходя из действующего скоростного диапазона. Защита делится на два диапазона. На низкой скорости вращения, при полной загрузке или запуске загруженного диффузионного аппарата, дифференциальный ток может достигать высоких значений, так как нижний привод является в этом случае более загруженным до тех пор пока не произойдет движение продукта в аппарате. В процессе работы по мере повышения оборотов ток нагрузки на валу
может меняться. Указывается скорость в об/мин для определения границ защитных диапазонов.
На иллюстрации- первый диапазон: от 0 до 100 об/мин;
- второй диапазон: от 100 до номинальная скорость.
Каждый из диапазонов скорости может быть исключен из работы

- Дифференциальная защита по моменту на валу электродвигателя, предусматривает останов диффузионного аппарата при превышении указанного значения разности моментов на нижнем и верхнем приводе, исходя из действующего скоростного диапазона. Защита, аналогична токовой, делится на два диапазона. На низкой скорости вращения, при полной загрузке или запуске загруженного диффузионного аппарата, дифференциальный момент может достигать высоких значений, так как нижний привод является в этом случае более загруженным до тех пор пока не произойдет движение продукта в аппарате . В процессе работы по мере повышения оборотов момент на валу может меняться. Указывается скорость в об/мин для определения границ защитных диапазонов.
На иллюстрации- первый диапазон: от 0 до 100 об/мин;
- второй диапазон: от 100 до номинальная скорость.
Каждый из диапазонов скорости может быть исключен из работы

Интерфейс
Интерфейс системы управления состоит из следующих элементов:
- анимированное изображение аппарата;
- панель состояния приводов транспортной системы;
- панель состояния вспомогательных приводов;
- панель меню настроек, графики и архив;
- задание скорости вращения, выбор режима управления (МЕСТНОЕ / ДИСТ);
- дата и время;
- индикатор готовности к пуску аппарата;
- кнопка запуска, останова диффузии.

Панель состояния приводов транспортной системы
На данной панели располагается краткая информация о состоянии приводов — работа, неисправность, остановлен. Указано какой из приводов является мастером «М» или ведомым. Отображается ток нагрузки и текущая скорость вращения. При нажатии на панель разворачивается окно с более полной информацией (ток, момент на валу, скорость вращения, напряжение звена постоянного тока, потребляемая мощность, температура радиатора, температура платы управления)

Панель состояния вспомогательных приводов
На панели отображается состояние вспомогательных приводов и блокировок при помощи индикаторов серого и зеленого цвета.
Серый цвет информирует о том что привод отключен или блокировка не разрешает работу аппарата.
Зеленый — указывает на работу механизма или в случае с блокировкой, разрешение работы аппарата.


Панель, меню настроек, графики и архив
Меню настроек и архив находится в левом верхнем углу экрана и содержит:
- «Настройки тех.процесса»;
- «Настройка ПЧ»;
- «Настройки защит»;
- «Графики»;
- «Архив».
Настройки тех.процесса
Панель настройки техпроцесса включает в себя:
- Характеристики регулирования (момент или ток);
- Выбор мастера (мастер ПЧ №1 или ПЧ №2);
- Коэффициент управляемого торможения;
- Коэффициенты и настройки ПИД-регулятора;
- Тестовый режим;
- Системное меню (позволяет настроить яркость панели , энергосбережение и калибровку tach screen.

В данной системе управления предусмотрен ПИД-регулятор — для поддержания сбалансированной нагрузки на электроприводе.
В случае необходимости изменения каких-либо коэффициентов или настроек, необходимо нажать на окно с изображением нужного параметра.

Тестовый режим
Тестовый режим используется при наладке аппарата или для проверки работы механических частей при произведении ремонта аппарата. Режим позволяет прокрутить тот или иной приводной механизм в отдельности.
Для начала работы необходимо включить тестовый режим нажав на «ВКЛЮЧИТЬ ТЕСТОВЫЙ РЕЖИМ».
Далее необходимо назначить скорость с которой будет вращаться привод (задание скорости можно изменить в процессе работы. Для начала работы механизма нажмите «ПУСК», для останова «СТОП».
Нажав на клавишу «ТЕСТОВЫЙ РЕЖИМ», откроется меню настроек. Не забудьте выключить тестовый режим при начале работы аппарата. Тестовый режим не доступен при работе аппарата.

Графики
В данном окне отображаются графики токов, моментов график скорости вращения ведущего двигателя. Данная информация способствует определению характеристик функционирования транспортной системы и ее электроприводов.

Данные для АСУТП
Для мониторинга, визуализации состояния и управления работой транспортной системы аппарата, в АСУТП могут предоставляются и принимаются из АСУТП следующие данные:
Аналоговые сигналы 4-20мА
- скорость вращения нижнего привода;
- скорость вращения верхнего привода
- ток нагрузки нижнего привода;
- ток нагрузки верхнего привода;
- задание скорости вращения диффузионного аппарата.
Дискретные сигналы типа «сухой контакт»; - блокировка работы диффузионного аппарата (черпачное колесо);
- сигнал о работе диффузионного аппарата;
Массив данных по сети Ethernet IP - задание скорости вращения для дистанционного режима;
- скорость вращения нижнего привода;
- скорость вращения верхнего привода;
- ток нагрузки ниженго привода;
- ток нагрузки верхнего привода;
- момент на валу нижнего привода;
- момент на валу верхнего привода.
Поделиться с друзьями: