Kakšne težave se lahko pojavijo, ko enofazni regulator moči zamenjate z ABB RS serije regulatorjem?

I. Uvod

Pri zamenjavi enofaznih napetostnih regulirnikov ABB RS serije s enofaznimi napetostnimi regulirniki v industrijskih lokacijah je veliko ključnih težav, kot so neskladni tehnični parametri, nezdružljivi vmesniki za nadzor, kompleksna sistemsko integracija in skladnost z varnostnimi standardi. Če te težave pravilno ne rešimo, sistem morda ne bo pravilno deloval, bo neustaljen ali celo predstavljal varnostno tveganje. Delam pri ABB že 10 let in z njimi opremo sem zelo seznanjen. V naslednjem bomo analizirali težave, s katerimi se soočamo med zamenjavo glede na tehnične parametre, vmesnike za nadzor, sistemsko integracijo in varnostne standarde, ter bomo ponudili nekaj rešitev.

II. Težave zaradi neskladnosti tehničnih parametrov

Med enofaznimi napetostnimi regulirniki in regulirniki ABB RS serije obstajajo značilne razlike v ključnih parametroh, kar je prva težava, ki jo je potrebno rešiti med zamenjavo. Kot industrijska oprema imajo regulirniki ABB RS serije večjo moč, višjo natančnost regulacije in širši obseg vhodno-izhodnih napetosti. Na primer, ABB napetostni regulirniki uporabljajo fazni premik, z natančnostjo regulacije do 0,1° faznega kota, medtem ko običajni enofazni napetostni regulirniki takšne visoke natančnosti ne morejo doseči.

(1) Razlike v imenovani napetosti in obsegu izhoda

ABB RS serija lahko podpira širši obseg vhodnih napetosti (na primer 180 - 260V) in bolj prosto reguliranje izhoda (na primer zvezno od 0 - 250V). Običajni regulirniki so omejeni zaradi mehanske strukture ali metod nadzora in je težko doseči ta učinek. Če nova naprava ne more zadostiti zahtevam po regulaciji napetosti prejšnjega sistema, bo to v scenarijih z visokimi zahtevami po natančnosti nadzora zelo težko.

(2) Neskladnost močne zmogljivosti

Industrijski regulirniki ABB lahko obdelujejo višje močne obremenitve (običajno od 3 do 30kVA), medtem ko močna zmogljivost običajnih enofaznih regulirnikov morda veliko manjša (0,2 - 10kVA). Če je moč nove naprave nedostatna, je nagnjena k pretisku, prekomernemu segrevanju ali celo neposrednemu poškodovanju. Poleg tega ima ABB napetostni regulirnik naprednejšo dizajn hlaščenja, uporablja visoko učinkovite hlaščevalnike in tiho delujoče, dolgotrajne ventilatorje, ki povečajo učinkovitost hlaščenja za 30% pri enaki prostornini, kar običajni regulirniki ne morejo doseči.

(3) Razlike v metodah regulacije

ABB RS serija morda uporablja digitalne tehnologije nadzora, ki podpirajo mehko vklop/izklop, in postopek regulacije je gladak in natančen; običajni regulirniki morda uporabljajo mehanske ali preproste analogne metode nadzora, ki niso dovolj gladke, kar zmanjša hitrost odziva sistema in natančnost regulacije.

III. Težave združljivosti vmesnikov za nadzor

Združljivost vmesnikov za nadzor je druga glavna težava, predvsem glede komunikacijskih protokolov, tipov signalov in formatov signalov. Industrijske naprave ABB pogosto uporabljajo standardizirane komunikacijske protokole, kot sta Modbus RTU ali Profibus DP, medtem ko običajni enofazni napetostni regulirniki morda podpirajo le preproste analogne signale vhoda ali mehanski nadzor.

(1) Neskladnost komunikacijskih protokolov

ABB RS serija morda podpira Modbus RTU protokol preko vmesnika RS485 za izmenjavo podatkov z PLC ali zgornjimi računalniki. Na primer, ABB frekvenčni prevodniki (na primer ACS355 in ACS580 serije) so opremljeni z funkcijami komunikacije Modbus RTU in lahko uporabljajo splošne funkcije branja/pisanja enega ali več registrov. Vendar običajni enofazni napetostni regulirniki morda tega digitalnega vmesnika ne podpirajo in podpirajo le analogne vhode, kot so 0 - 10V ali 4 - 20mA.

(2) Konflikt tipov signalov

Če prejšnja ABB naprava uporablja tokovni signal 4 - 20mA za nadzor izhodne napetosti, in nova naprava prepoznava le napetostni signal 0 - 10V, mora biti dodan modul za pretvorbo signala; sicer se kontrolni signal ne bo pravilno prenesel in uspešnost regulacije sistema bo vpljana.

(3) Razlike v formatih signalov

Komunikacijski parametri ABB naprav imajo specifične nastavitve, kot so 9600 baud, brez parnosti, 8-bitni podatkovni biti, 1-bitni stopni bit in specifična metoda CRC preverjanja. Če so parametri ali formati podatkov nove naprave drugačni, komunikacija morda ne bo uspešna in razčlenjevanje podatkov bo tudi napačno. Na primer, kadar ABB robot komunicira preko Modbus RTU, je potrebno prekročiti žice za povezavo na serijski vmesnik 232 in strogo upoštevati funkcije (0x03 za branje več zaporednih registrskih, 0x10 za pisanje več zaporednih registrskih) in formate datotek podatkovnih ramev. Poleg tega ABB naprave morda podpirajo specifične strategije, kot so zaprti krožni nadzor in vektorski nadzor, medtem ko običajni regulirniki morda podpirajo le odprt krožni nadzor. Sprememba lastnosti odziva sistema bo tudi vplivala na celoten nadzor.

IV. Analiza vpliva sistemsko integracije

Sistemsko integracijo je potrebno celostno obravnavati, vključno z interakcijo z obstoječim PLC/HMI in prilagoditvijo strategij nadzora. Industrijske naprave ABB so globoko integrirane z avtomatskim nadzornim sistemom, in neposredni zamenjava regulirnika lahko povzroči težave in vpliva na celoten nadzorni učinek.

(1) Problem prilagoditve komunikacije PLC

Če prejšnja ABB naprava komunicira z PLC preko protokola Modbus RTU ali Profibus DP, in nova naprava podpira le analogni vmesnik, je potrebno ponovno konfigurirati komunikacijski modul PLC ali dodati pretvornik protokolov. Na primer, ABB frekvenčni prevodnik doseže komunikacijo Modbus RTU preko adapterja FMBA-01 in komunikacijo Profibus DP preko adapterja FPBA-01. Če nova naprava teh protokolov ne podpira, je potrebno dodatno prilagoditi ali ponovno načrtovati arhitekturo komunikacije.

(2) Združljivost vmesnika HMI

Prejšnji sistem HMI morda temelji na posebnih vodilnih programih ABB-protokolov, kot so ControlST V07.00.00C in novjejši različice. Če je protokol nove naprave nezdružljiv, je potrebno ponovno razviti logiko interakcije HMI ali uporabiti middleware, kot je OPC UA, za integracijo, in morda je potrebno preoblikovati uporabniški vmesnik, kar poveča stroške nadgradnje sistema.

(3) Potreba po prilagoditvi strategij nadzora

Prejšnja ABB naprava morda uporablja napredne algoritme, kot so zaprti krožni nadzor, vektorski nadzor in neposredni nadzor navidezne vrtilne, medtem ko nova naprava morda podpira le odprt krožni nadzor. Sprememba lastnosti odziva sistema zahteva ponovno načrtovanje PID parametrov ali dodajanje zunanjih modulov povratnega vnosa. Na primer, ABB frekvenčni prevodnik podpira več metodo nadzora, kot so koordinacija V/f, nadzor sklizu in vektorski nadzor, medtem ko običajni enofazni napetostni regulirniki morda podpirajo le preprost fazni nadzor. Poleg tega razlike v strategijah nadzora lahko vodijo do oscilacij sistema in zamud v odzivu. Po zamenjavi je potrebno izvesti zaprti krožni test in prilagoditev parametrov. Na primer, kadar ABB robot komunicira preko Modbus RTU, je potrebno zagotoviti sinhronizacijo in točnost podatkov, da se izognemo problemom nadzora, ki jih povzročajo zamude v komunikaciji.

V. Varnostni standardi in vprašanja skladnosti

Varnostne standarde in skladnost je treba strogo upoštevati. Industrijske napetostne naprave morajo izpolnjevati strožje varnostne standarde in certifikate, da zagotovijo zanesljivo delovanje sistema.

(1) Skladnost s certifikatom CE

Industrijske naprave ABB običajno izpolnjevajo standarde, kot so CE-LVD (Direktiva o nizkih napetostih, EN 60950-1), CE-EMC (Elektromagnetska združljivost, EN 55014-1/2) in RoHS III (Omejitev škodljivih snovi). Na primer, ABB TruONE avtomatski preklopni preklopnik izpolnjuje standard CE in postavlja industrijski varnostni standard. Če nova naprava izpolnjuje le gospodinjske standarde (na primer EN 60335-1), ne bo izpolnjevala zahtev CE za industrijske situacije.

(2) Vprašanja elektromagnetske združljivosti

Industrijsko okolje ima močno elektromagnetsko motnjo. Naprave ABB so prešle stroge teste EMC (na primer EN 55014-2 odpornost na motnje) in lahko stabilno delujejo v zahtevnih okoljih. Če nova naprava ni dovolj dobra v smislu EMC, lahko to povzroči šum v sistemu in neuspehe komunikacije, kar vpliva na celotno zanesljivost.

(3) Zahteve glede materialov in okolja

RoHS III je dodal štiri omejene snovi: DEHP, BBP, DBP in DIBP. Če nova naprava teh snovi ne učinkovito nadzira, bo kršila evropske okoljske predpise in produkt ne bo mogoče prodajati na evropskem trgu.

(4) Tveganje zaradi manjkajočih varnostnih funkcij

Prejšnja ABB naprava morda ima varnostne mehanizme, kot so zaščita pred previsokim naponom/tokom in detekcija napake na zemlji, medtem ko običajni enofazni napetostni regulirniki morda teh naprednih funkcij ne morejo doseči. Na primer, ABB napetostni regulirnik ima funkcije, kot so mehko vklop/izklop in detekcija prekomernega segrevanja hlaščevalnika, da zagotovi varno delovanje sistema. Če nova naprava nim