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.

Преобразователи частоты Omron – решение для оптимизации расходов

В статье рассмотрены технические особенности новых преобразователей часто­ты Omron, которые позволяют предприятиям существенно оптимизиро­вать расходы. Преобразователи частоты MX2 и RX снабжены встроенным контрол­лером с бесплатным программным обеспечением, которые поднимают их функциональность на новый уровень.

ООО «Омрон Электроникс», г. Москва

omron_site.gif

В современном мире задача оптимизации расходов стоит достаточно остро. В сложившихся экономических условиях беспечное и бесконтрольное использование ресурсов, будь то финансовые или интеллектуальные ресурсы, недопустимо, поскольку накладывает  ценовое бремя на конечного пользователя и, как следствие, приводит к потере конкурентного преимущества.

Чтобы остаться на рынке, руководству и специалистам компаний приходится задумываться, тратить время и силы на поиск эффективных решений для оптимизации расходов. Так почему бы не переложить эту задачу на профессионалов?

Решения компании Omron повышают эффект использования ресурсов и рентабельность предприятия. Ежегодно компания вкладывает в инновационные разработки усилия огромного числа специалистов и около 8 % от своих доходов, уделяя особое внимание текущим задачам рынка. Компания предлагает продукты, которые позволяют при прежних затратах оптимизировать производство, сохранив при этом его прибыльность.

Ris.1.png

Рис. 1. Решения компании Omron повышают рентабельность предприятия

Результатом этих усилий в области приводной техники стали преобразователи частоты серии X.

Рассмотрим ключевые особенности преобразователей частоты Omron, позволяющие существенно оптимизировать расходы.


Двойная шкала мощности

Для использования с такими устройствами, как насосы и вентиляторы, преобразователи частоты серии X (рис. 2) снабжены двойной шкалой мощности. Наличие двойной шкалы позволяет выбирать преобразователь на типоразмер ниже в задачах с переменной (насосной, вентиляторной) нагрузкой.

Ris.2.png

Рис. 2. Преобразователи частоты Omron серии X. 
Слева направо: JX, MX2, RX, SX

В преобразователях частоты серии X есть два режима работы: VT (от англ. variable torque – «переменный вращающий момент») и CT (от англ. constant torque – «постоянный вращающий момент»). Режим CT настроен по умолчанию и понимается как стандартный режим работы, на который следует ориентироваться в случае классического подбора преобразователя частоты по киловаттам. В свою очередь, под режимом VT подразумевается так называемая переменная нагрузка, проще говоря, «облегченная», не требующая расчета момента, то есть вектора магнитного потока двигателя.

В итоге, подбирая преобразователь частоты для традиционной скалярной нагрузки (насос, вентилятор, компрессор и пр.), пользователь руководствуется характеристиками, указанными в строке VT (переменного вращающего момента). И, как мы видим на рис. 3, преобразователь частоты на 3 кВт, который в режиме CT имеет выходной ток 7,2 А, способен в режиме VT работать на насосе мощностью 4 кВт с током потребления до 8,8 А. Более того, даже в режиме VT с высокими токами есть возможность «уходить» на 1 минуту в перегрузку, достигающую 120 % от номинала.

Ris.3.png

Рис. 3. Таблица подбора пребразователей частоты серии MX2

Как нетрудно догадаться, такой подход позволяет помимо очевидной экономии на стадии закупок получить и оптимальные показатели энергоэффективности. При всем этом функциональность преобразователя частоты не меняется, то есть потребитель получает не урезанное и удешевленное устройство только для скалярного управления, а полнофункциональный ПЧ, изготовленный из качественных компонентов, с большой программной функциональностью.


Настраиваемый режим энергосбережения

Когда включена функция энергосбережения, преобразователь частоты отдает в двигатель минимальную энергию, необходимую и достаточную для поддержания заданной скорости вращения. Наибольший эффект от этой функции достигается при работе на нагрузку с переменным моментом, такую, как у вентилятора или насоса.

Данный режим активируется двумя параметрами и является полностью автоматическим. ПЧ, пытаясь найти оптимальную нагрузочную точку, измеряет ток, подавая разное напряжение на двигатель в пределах ±50 % от максимального, сохраняя при этом заданную пользователем скорость. Таким образом достигается оптимальное энергопотребление в конкретных условиях для конкретного двигателя при заданной производительности.


Синхронизация группы ПЧ

Помимо стандартной связи по протоколу Modbus-RTU (при которой преобразователь является ведомым устройством), MX2 поддерживает одноранговую связь с другими преобразователями частоты.

Традиционное решение задач по синхронизации группы преобразователей частоты подразумевает синхронизацию извне, с использованием внешних устройств трансляции единого задания. В качестве таких устройств чаще всего применяются ПЛК. Такое решение нельзя назвать экономически сбалансированным, тем более когда стоит задача простой синхронизации без обработки технологического алгоритма. Последнее достаточно часто требуется в вентиляционных системах, где есть зависимость более мелких вентиляционных точек от более крупных кластеров. Также подобные задачи – частое явление в конвейерных применениях.

Компания Omron предлагает более разумный и экономически оптимизированный подход. Зачем загромождать простую систему сложной автоматизацией, если фактически необходимо только синхронное вращение? Преобразователи частоты се­рии X демонстрируют более простую и элегантную схему (рис. 4). В них изначально встроена функциональность одноранговой связи EzCom, благодаря которой можно синхронизировать до пяти параметров у 32 преобразователей (с повторителями число преобразователей частоты можно довести до 247). При этом для реализации данного решения потребуется всего-навсего двужильный кабель нужной длины и настройка пяти параметров.

Ris.4.png

Рис. 4. Синхронизация группы ПЧ через одноранговую сеть EzCom

Выгода от такого решения очевидна: пользователь получает понятную и простую систему, построение которой не требует высокой квалификации персонала и дорогостоящих устройств.


Встроенный контроллер

Встроенный в ПЧ MX2 и RX контроллер позволяет добиться небывалой гибкости в экономической оптимизации решений. С его помощью возможна реализация как специфических функций, так и простых технических процессов.

Встроенный контроллер обладает следующими характеристиками:
- 1024 строк, 6 КБ, цикл 2 мс, 82 функции, 52 инструкции;
- 5 задач, а также множество вызываемых из задачи подзадач;
- два языка программирования: структурный текст (синтаксис взят из языка Basic) и блок-схемы.

Используя встроенный контроллер, компания  Omron нередко проводила полную замену логических контроллеров и даже ПЛК. В то же время компания бесплатно предоставляет уже готовые программы на базе встроенного контроллера, среди них каскадное управление насосами, задача намотки и размотки, Modbus Mapping (функция, благодаря которой возможна замена снятых с производства преобразователей частоты в существующей сети Modbus без исправления программного кода в мастере) и много других решений.

Ris.5.png

Рис. 5. Интерфейс программного обеспечения CX-Drive для работы с ПЧ Omron


Бесплатное программное обеспечение eSaver

Для оценки эффекта экономии и возврата инвестиций компания Omron разработала программное обеспечение eSaver. С помощью данной программы можно подобрать модель преобразователя для своего устройства (насоса, вентилятора, компрессора) и точно оценить эффект от его применения.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 3(57)_2015

А.С. Бородин, менеджер по продукции 
Приводная техника, 
ООО «ОМРОН Электроникс»,
тел.: (495) 648-9450, 
industrial.omron.ru