4.4. Блоки управления электродвигателем реверсивные
Блок БУЭР 1-30-02 предназначен для бесконтактного управления электрическим исполнительным механизмом (ЭИМ) с однофазным электродвигателем.
Блок БУЭР 3-30-02 предназначен для бесконтактного управления ЭИМ с трехфазным электродвигателем.
Блок БУЭР 3-30-03 предназначен для бесконтактного управления электрифицированной задвижкой (ЭЗ) с трехфазным асинхронным электродвигателем.
Блоки выполняют самодиагностику, пуск, реверс, останов электродвигателя, диагностику ЭИМ, защиту силовых ключей от короткого замыкания, для асинхронных электродвигателей - защиту от перегрузки по току.
Блоки являются ведомыми устройствами промышленной сети с протоколами обмена МАГИСТР или Modbus RTU.
Блоки программируются при помощи пульта настройки ПК-302 или при помощи компьютера с программой «КОНТРАСТ».
Блоки предназначены для эксплуатации в следующих условиях:
температура окружающего воздуха от минус 30 до 50 С;
относительная влажность воздуха от 30 до 80 % во всем диапазоне температур без конденсации влаги;
вибрация частотой до 25 Гц и амплитудой до 0,1 мм;
магнитные поля постоянные или переменные частотой 50 Гц, напряженностью до 400 А/м.
Электрическое питание блока БУЭР 1-30-02– однофазная сеть переменного тока с номинальным напряжением 220 В частотой 50 Гц. Электрическое питание блока БУЭР 3-30-02, -03 – трехфазная сеть переменного тока с номинальным напряжением 380 В частотой 50 Гц. Допустимое отклонение напряжения питания от номинального от минус 15 до плюс 10 %.
Цифровой канал обмена с управляющим контроллером – резервированный канал RS-485.
Входной сигнал от датчика положения – постоянный ток от 0 до 5 мА или от 0 (4) до 20 мА.
Входные сигналы постоянного напряжения для дистанционного управления:
высокий уровень (1) – 24 ± 6 В;
низкий уровень (0) – 0 – 8 В.
Выходной сигнал блоков – замыкание (размыкание) силовых полупроводниковых ключей в одной (для БУЭР 1) или двух (для БУЭР 3) фазах.
Номинальный коммутируемый переменный ток от 0,1 до 3 А.
Режим работы – повторно-кратковременный с продолжительностью включений до 25 %.
Блок исключает срабатывание при наличии сигналов управления одновременно на входах «Б» (Больше) и «М» (Меньше).
Средний срок службы – 10 лет.
Структурная схема блока БУЭР 1-30-02 приведена на рисунке 4.7.
1 – трансформатор тока |
6 – микропроцессор |
2 – силовые ключи |
7 – светодиоды индикации |
3 – устройство питания |
8 – разъем для подключения пульта |
4 – схема управления ключами |
Вх ДП – вход датчика положения |
5 – оптроны |
КС1, КС2 – каналы связи 1,2 |
Рис. 4.7. Структурная схема блока БУЭР 1-30-02
Блок БУЭР 1-30-02 работает следующим образом. При включении блока устройство питания 3 (рис. 4.7) формирует постоянное напряжение для цепи дистанционного управления «Вых Д» и зеленого светодиодного индикатора питания 7.
В соответствии с сигналами управления, подаваемыми на входы «Б» или «М» схемы управления 4 от микропроцессора 6 (непосредственно или через концевые выключатели ЭИМ), силовые ключи 2 коммутируют цепи нагрузки - обмотки электродвигателя, обеспечивая его вращение в соответствующем направлении.
Схема управления блокирует включение силовых ключей при подаче управляющего сигнала одновременно на оба входа и обеспечивает задержку их переключения при реверсе.
Сигналы схемы управления подаются на силовые ключи через оптроны 5, которые обеспечивают гальваническую изоляцию силовой части схемы. Трансформатор тока 1 служит для измерения тока через силовые ключи и обмотку электродвигателя. На основании измеренного тока формируются некоторые диагностические сообщения.
Микропроцессор формирует сигналы управления в соответствии с командами, получаемыми от управляющего устройства (контроллера) по резервированному каналу последовательного цифрового интерфейса КС1, КС2. При подключении к БУЭР (любой модификации) пульта ПК-302 команды, поступающие по цифровому каналу связи, игнорируются. Управление также прекращается, если команда в БУЭР не пришла повторно за время тайм-аута канала.
Программа МП в зависимости от настройки выполняет один из следующих алгоритмов:
алгоритм ШИМ-сигнала (широтно-импульсная модуляция) в режиме импульсного управления ЭИМ;
алгоритм управления ЭИМ в режиме аналогового управления (без обратной связи по положению);
алгоритм управления ЭИМ в режиме позиционера (с обратной связью по положению);
Программа МП формирует следующие дискретные выходные сигналы:
включение и выключение силовых ключей на «Меньше»;
включение и выключение силовых ключей на «Больше»;
управление красным индикатором «Отказ»;
управление зелеными индикаторами обмена по каналам «Канал 1» и «Канал 2».
Дискретные сигналы включения силовых ключей на «Меньше» и на «Больше» программно блокируются МП при достижении программируемого конечного положения в направлении «Меньше» (программный КВ0) или «Больше» (программный КВ100). Значения программного КВ0 (программируемый концевой выключатель начального положения) и программного КВ100 (программируемый концевой выключатель конечного положения) настраиваются при помощи ПК-302 или программы «КОНТРАСТ».
При отработке получаемых по каналу связи КС1 (КС2) ШИМ-сигналов в направлениях «Меньше» и «Больше» в составе импульсных регуляторов МП выполняет компенсацию люфта ЭИМ в соответствии с настройкой.
При выполнении программы управления ЭИМ в режиме позиционера МП формирует управляющий импульс в направлении «Меньше» или «Больше» до тех пор, пока рассогласование между полученным по цифровому каналу сигналом заданного положения и сигналом датчика положения ЭИМ не станет меньше половины настроенной зоны нечувствительности. При этом в случае отказа датчика положения блокируется управляющий импульс и выходной орган ЭИМ не перемещается.
При выполнении программы управления ЭИМ в режиме аналогового управления МП получает по цифровому каналу связи управляющий сигнал об изменении его положения (выходной сигнал аналогового регулятора). Получив этот сигнал, МП вычисляет разность между текущим положением и полученным заданием на его изменение и формирует управляющий импульс перемещения в соответствующую сторону. Длительность импульса зависит от времени хода ЭИМ и соответствует необходимой величине перемещения. Если вычисленная длительность импульса меньше минимального значения Тимп импульсатора, указанного в параметрах настройки БУЭР, импульс не формируется, но его длительность учитывается в последующих вычислениях. Как только будет накоплено значение, превышающее Тимп импульсатора, этот импульс будет отработан.
МП передает в управляющее устройство диагностические сообщения, формируемые на основании измерения тока через силовые ключи, анализа входных и выходных сигналов, и сигнала датчика положения ДП.
Схема подключения блоков БУЭР показана на рисунке 4.8.
SF1 – автоматический выключатель; БП-10 блок питания токового датчика положения ЭИМ; ПК-302 – пульт настройки; канал 1, канал 2 – дублированный канал полевой сети, подключается к каналам контроллера КР-300И или КР-500; перемычки R1 и R2 (пунктир) включаются только у оконечного блока сети.
Рис. 4.8. Схема подключения БУЭР 1-30-02