SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Мощный частотный преобразователь ОВЕН ПЧВ3 – основа для реализации энергоэффективных проектов

Компания ОВЕН выпустила на рынок промышленной автоматики новую серию преобразователей частоты ОВЕН ПЧВ3, предназначенную для управления асинхронными двигателями в составе приводов в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC). Помимо стандартных опций векторного преобразователя частоты в ПЧВ3 добавлено несколько функций для применения в насосной и вентиляторной технике. Новая линейка частотных преобразователей ПЧВ3 станет основой для реализации эффективного потребления электричества, воды и тепла в системах управления инженерными системами зданий в сфере ЖКХ.

Компания ОВЕН, г. Москва

owen_site.gif


Частотные преобразователи ОВЕН ПЧВ1 и ПЧВ2

В 2010 году компания ОВЕН начала разрабатывать новый вид продукции – приводную технику. Первым шагом в этом направлении стала линейка универсальных векторных преобразователей частоты малой и средней мощности ОВЕН ПЧВ1 и ПЧВ2, которые могут применяться практически во всех сферах автоматизации для управления приводами мощностью не более 22 кВт, а именно в разнообразных HVAC-системах, станках малой и средней мощности, на конвейерных линиях и т. д.

Успех этой линейки на рынке обусловлен сочетанием многофунк­циональности с простотой настройки (при которой учитываются характеристики двигателя и конкретная технологическая задача). Среди многочисленных функциональных возможностей ПЧВ1 и ПЧВ2 можно выделить несколько наиболее важных:
- частотный или векторный алгоритмы управления;
- автоматическая адаптация двигателя;
- автоматическая оптимизация энергопотребления;
- функциональная и аппаратная диагностика и защита;
- ПИ регулирование;
- торможение постоянным или переменным током;
- компенсация скольжения и нагрузки;
- управление по интерфейсу RS‑485.

Управление в зависимости от предпочтений пользователя может осуществляться с лицевой панели, дистанционно с пульта управления и потенциометра или по интерфейсу RS‑485 с помощью «командного слова». Гибкость управления обеспечивает развитая система портов: аналоговые и цифровые входы/выходы, импульсный вход для подключения энкодеров, интерфейс RS‑485 и релейный выход.


Новая линейка частотных преобразователей ОВЕН ПЧВ3

Новым шагом в развитии приводной техники стал выпуск линейки более мощных векторных частотных преобразователей ОВЕН ПЧВ3 (рис. 1), преимущественной сферой применения которых будут системы управления насосами и вентиляторами. В этих устройствах сохранено большинство опций ПЧВ1 и ПЧВ2 и существенно расширен функционал, разделы которого могут быть полезны в сфере HVAC-приложений. Линейка включает 27 модификаций частотных преобразователей, рассчитанных на диапазон мощностей 0,25–90 кВт. Все модификации рассчитаны на трехфазное питание: девять из них с напряжением 220 В (мощность 0,25–11 кВт), остальные – с напряжением 380 В (мощность 0,37–90 кВт).

Ris.1.png

Рис. 1. Преобразователь частоты ПЧВ3

В линейке ПЧВ3 значительно расширены возможности взаимодействия преобразователя с другими устройствами системы частотного управления приводом – увеличено количество дискретных и аналоговых выходов, расширены возможности интеграции в системы интеллектуального здания. Основные технические характеристики преобразователей частоты ОВЕН представлены в таблице.

Преобразователи ПЧВ3 позволяют осуществлять векторное и скалярное управление двигателем или группой двигателей. Для двигателей большой мощности может быть полезна функция пользовательской характеристики U/f (до 6 точек), с помощью которой задается специальная характеристика для приложений с повышенным пусковым моментом, переменной нагрузкой (вентиляторной) или при работе с высокоскоростными двигателями. Также поддерживается возможность компенсации нагрузки и скольжения при работе в режиме бессенсорного управления.

Таблица. Технические характеристики ОВЕН ПЧВ

Tab.png

Определение динамических параметров двигателя осуществляется с помощью алгоритма автоматической адаптации двигателя. Его основой является виртуальная модель, по которой ПЧВ определяет основные электрические параметры двигателя, тем самым избавляя пользователя от трудных и подчас очень приблизительных расчетов. На основании данных виртуальной модели обеспечивается высокоточное бессенсорное управление двигателем по векторному алгоритму и защита привода. В ПЧВ детально проработана система диагностики и самодиагностики. Она позволяет получать информацию в реальном времени с локальной панели оператора или удаленно в SCADA-системе о режимах работы, взаимодействии функциональных узлов, состоянии портов и датчиков, текущих значениях параметров. При нарушении установленных условий работы встроенный контроллер выдает команду на предупреждение или отключение.

Для решения сложных задач автоматизации привода используется встроенный в ПЧВ контроллер. При помощи ПЛК пользователь может реализовать программу управления приводом на базе событийной логики, используя в качестве переменных сигналы от цифровых входов, а также текущие значения параметров. Встроенный ПЛК способен полностью реализовать функционал программного задатчика или интеллектуального регулятора, что позволяет отказаться от использования других устройств контроллерного уровня.


Программирование ПЧВ3

Конфигурируется ПЧВ3 с помощью съемной локальной панели оператора ЛПО3. Она позволяет программировать, редактировать, копировать два набора параметров в неограниченное количество ПЧВ3, а также копировать параметры из ПЧВ3 в ЛПО3. Копировать из панели в ПЧВ3 можно либо все настройки целиком, либо только те, которые не связаны с двигателем. Это существенно упрощает программирование работы двигателей с разными характеристиками под схожие технологические задачи. Все операции с панелью можно производить в режиме «Горячее подключение».

Для задания основных параметров можно использовать меню быстрого доступа, которое позволяет выполнить настройку ПЧВ под конкретный двигатель, включая автоматическую адаптацию, и настроить ПЧВ под работу по замкнутому или разомкнутому контуру управления. Быстрое меню также доступно для отображения всех параметров, значения которых отличаются от заводских установок. Меню программирования разделено на несколько пронумерованных групп параметров, каждая из которых отвечает за определенные свойства ПЧВ3. С его помощью можно не только настраивать ПЧВ3, но и просматривать служебные параметры работы привода в режиме реального времени.

Интерфейс RS‑485 после необходимой настройки позволяет дистанционно задавать частоту вращения привода и основные управляющие команды: пуск, останов, работа на фиксированной частоте, переключение рабочего набора параметров и т. д. Помимо интерфейса Modbus, чаще всего используемого в приборах ОВЕН, ПЧВ3 поддерживает несколько дополнительных интерфейсов для более удобной интеграции в системы интеллектуального здания: BACNet, Metasys N, FLN Apogee. Таким образом, ПЧВ3 может интегрироваться, в том числе, и в уже работающие системы управления зданием (рис. 2) для замещения более дорогих частотных преобразователей других производителей, установленных ранее и вышедших из строя.

Ris.2.png

Рис. 2. Распределенная система управления вентиляцией здания



Входы и выходы ПЧВ3

По сравнению с преобразователями ПЧВ1 и ПЧВ2 в приборах новой линейки увеличено количество выходов. ПЧВ3 имеет два релейных и два аналоговых токовых выхода, которые при необходимости могут использоваться как цифровые. Это расширяет возможности использования ПЧВ в системах каскадного управления насосами (рис. 3), а также улучшает организацию аварийных схем переключения и сигнализации, включения дополнительных систем в зависимости от работы системы частотного управления приводом и т. д. Кроме того, осуществлен переход к программному переключению режима работы как для аналоговых входов (ток 0/4…20 мА или напряжение 0…10 В), так и для дискретных (p‑n‑p или n‑p‑n).

Ris.3.png

Рис. 3. Насосная станция под управлением ПЧВ


Специализированные НVAC-функции ПЧВ3

Одним из наиболее значимых новшеств, интересных для пользователя, является расширение списка специализированных НVAC-функ­ций, реализованных без использования встроенного ПЛК. В линейках ПЧВ1 и ПЧВ2 имелась функция автоматического подхвата вращающегося двигателя с автоматическим определением параметров движения, что обеспечивает плавную безударную работу в случае провалов напряжения, а также плавный запуск приводов с постоянно вращающимся исполнительным механизмом (например, в системах вентиляции или на мельницах). Также выпускающиеся преобразователи поддерживают функцию байпаса скоростей, когда пользователь имеет возможность исключить из алгоритма работы системы нежелательные для него диапазоны частот вращения привода (например, вызывающие повышенный шум при работе из-за резонанса с внешними частотами). Обе эти функции сохранены в серии ПЧВ3. Кроме них, добавлены новые режимы: пожарный, спящий и обнаружения обрыва ремня.


Новые режимы ПЧВ3

Пожарный режим предназначен для использования в критических ситуациях при необходимости выполнения двигателем строго определенных функций (работа на максимальных оборотах, отключение и др.) независимо от состояния преобразователя частоты. Пригодиться он может, например, в туннелях или лестничных колодцах, где непрерывная работа вентилятора способствует безопасной эвакуации персонала в случае пожара. События, связанные с пожарным режимом, можно просмотреть в журнале пожарного режима, который содержит 10 последних событий.

Функция обнаружения обрыва ремня может быть полезна при работе насосов, вентиляторов и компрессоров в системах как с замкнутым, так и с разомкнутым контуром регулирования. Обрыв ремня определяется косвенными вычислениями. Если крутящий момент двигателя оказывается меньше величины момента при оборванном приводном ремне, а значение выходной частоты преобразователя составляет более 15 Гц, срабатывает сигнализация, которая по выбору пользователя либо останавливает работу установки, либо выдает предупреждение на локальную панель или по RS‑485.

Спящий режим исключает работу насоса (вентилятора) на низких оборотах. В этом режиме при низком уровне водопотребления (например, ночью при малом водоразборе) работа двигателя приостанавливается. Как только водоразбор начинает увеличиваться, ПЧВ3 перезапускает двигатель и раскручивает его до требуемой скорости. Спящий режим существенно экономит энергию и снижает износ оборудования.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 1(43)_2013

Компания ОВЕН, г. Москва,
тел.: (495) 641‑1156,
e‑mail: sales@owen.ru,