» » » Перетворювачі 8400 Vector Lenze і рішення задач малої автоматизації на мові CFC

Перетворювачі 8400 Vector Lenze і рішення задач малої автоматизації на мові CFC

8 января 2019

Повышение уровня автоматизации современного производства привело к определенному развитию и преобразователей частоты. В большинстве технологических процессов уже недостаточно просто вращать двигатель с заданной скоростью, необходимо считать количество его оборотов, при прохождении определенного расстояния включать и выключать другие рабочие механизмы. Помимо этого, часто возникает необходимость запускать и останавливать привод, в зависимости от технологических параметров процесса, таких как температура, давление, расход.

Для решения всех вышеуказанных задач приходится использовать таймеры, счетчики, регуляторы технологических процессов и в ряде случаев даже программируемые логические контроллеры. При использовании простых приборов, решающих лишь одну из функциональных задач возникает проблема их раздельного подключения, согласования и повторного конфигурирования в случае возникновения проблем. При этом время, затраченное на конфигурирование каждого из приборов в отдельности, может быть сопоставимо со временем монтажа оборудования.

В случае применения программируемых логических контроллеров для решения технологических задач возникают две существенные проблемы:

  • необходимость разработки собственных программных модулей, что увеличивает время реализации проекта.
  • сложность последующего обслуживания, поскольку для полноценной диагностики пользователю необходимо выдавать готовый проект для контроллера либо использовать панель оператора с выводом избранного числа корректируемых параметров.

Вышеуказанные факторы обусловили развитие программных «плюшек» у современных преобразователей частоты. У них появились программные таймеры, счетчики и тахометры, операторы булевой логики и операторы сравнения.

Компанией Lenze для решения таких задач был разработан преобразователь частоты серии 8400 Stateline. И, поскольку, Lenze является одним из мировых лидеров в области управления электроприводами, были учтены все особенности обработки и формирования управляющих сигналов для большинства технологических процессов. Используя редактор функциональных блоков, пользователь фактически получает логический контроллер со встроенными программными модулями для управления электроприводом. В данной статье рассмотрим подробно лишь некоторые из них.

ПИД – регулятор технологического параметра (L_PCTRL1).

ПИД – регулятор технологического параметра (L_PCTRL1)

Это функциональный блок, который может работать как независимо, например, для регулирования параметра процесса, так и с учетом коррекции по скорости преобразователя. При независимой работе в качестве сигнала обратной связи может использоваться сигнал по температуре, влажности, расходу, при этом выход ПИД – регулятора будет привязан к сигналу nPIDOut1_a. В редакторе функциональных блоков этот выход можно привязать к аналоговому выходу LS_AnalogOutput и получить бесплатный ПИД-регулятор с аналоговым выходом.

При подключении сигнала коррекции скорости появляется возможность изменять скорость вращения двигателя, в зависимости от технологического параметра. Так, например, при резке камня можно снижать скорость перемещения режущего инструмента для исключения перегрузки двигателей и повышения качества обработки.

Генератор импульсов (LS_PulseGenerator)

Генератор импульсов (LS_PulseGenerator)

Функционал этого генератора позволяет реализовать включение/выключение с заданной скважностью, например, клапана подачи жидкости или пара. Запуск отсчета времени в этом блоке возможен только при подаче питания на преобразователь частоты, при этом нет возможности осуществлять запуск и останов отсчета времени по внешнему дискретному сигналу.

Блок дискретной логики (L_digitalLogic1).

Используется для реализации булевой логики и комбинационного управления преобразователем. Разработчик формирует таблицу истинности, которая позволяет управлять тремя выходными сигналами. При этом для реализации многотактной схемы выход может передаваться на вход блока.

Блок дискретных входов (LS_DigitalInput).

Помимо сигнализации о срабатывании соответствующих дискретных входов, данный функциональный блок умеет вычислять частоту импульсов, количество пришедших импульсов в линейном и квадратурном режиме (по двум каналам). Также имеется возможность сбрасывать счетчик, загружать установленное значение, сравнивать текущее значение положение с заданным. Также можно использовать выходы wCountln1_HW и wCountln1_LW для подсчета количества оборотов двигателя. Выходное значение счетчика можно вывести на дисплей для индикации текущего состояния системы.

Помимо вышеуказанных функциональных блоков у 8400 Vector Stateline содержатся программные логические сумматоры, умножители, блоки задержки дискретных сигналов. Аналоговые сигналы могут умножаться, вычитаться, масштабироваться, переключаться между собой, сглаживаться и так далее.

Таким образом, у этого преобразователя частоты на борту фактически имеется ПЛК, возможности которого ограничены лишь количеством необходимых программных модулей. И малая система автоматизации может быть построена не с помощью таймеров, счетчиков, ПИД – регуляторов, реле времени, а лишь с помощью одного лишь преобразователя частоты от компании Lenze.

Для подключения 8400 Vector Stateline к ПК необходимо использовать диагностический адаптер E94AZCUS с кабелем EWL0070.

Программная оболочка L-force Engineer скачивается с сайта lenze.com. Для доступа к редактору функциональных блоков необходимо использовать лицензионную версию Highlevel, однако есть возможность в течение 30 дней использовать демоверсию без каких либо ограничений. По истечению указанного срока L-force Engineer переходит на уровень доступа Statelevel с возможностью коррекции лишь параметров преобразователя без изменения общей логики его работы.

Важно отметить, что при поточном производстве установок достаточно один раз разработать общую конфигурацию преобразователя, а дальше лишь использовать готовый файл конфигурации. Для каждой системы в отдельности параметры ПИД – регулятора, а также времена задержек срабатывания и частоты включений могут быть скорректированы в бесплатной версии L-force Engineer, в том числе и обслуживающим персоналом конечного пользователя.

Торопов А. В., доцент кафедры АУЭК НТУУ "КПИ"