Электрооборудование для промышленной автоматизации. Заметки
Электрооборудование тогда и сейчас
Развитие техники и электроники очень сильно сказывается на
характеристиках электрооборудования. Применение микропроцессорной техники
позволяет расширить функционал любого прибора. Появляются
возможности, о которых 10 лет назад можно было только мечтать. Серъезно
изменяются и габариты техники. В качестве примера фото двух самописцев —
КСУ2 и Альфалог.
К сожалению уменьшение размеров привело к широкому внедрению
пластмасс, и Альфалог кажется более хлипким. Как он поведет себя в
процессе эксплуатации покажет время.
Блоки питания
Источник питания — очень важное электрооборудование и часть любой электронной системы.
От качества работы блока питания может зависеть работа оборудования.
Традиционные линейные источники питания с понижающим
трансформатором постепенно уходят. На смену им идут импульсные блоки
питания. Они харатеризуются в первую очередь, малыми габаритами и
высокой удельной мощностью.
Фирма ОВЕН в линейке своей продукции имеет несколько моделей
блоков питания, для работы в промышленных системах. Они отличаются
мощностью, выходным напряжением, количеством каналов. Выполнены в
ступенчатом корпусе, для монтажа на DIN рейку.
Блоки питания линейки БП15Б-Д2 имеют мощность 15 Вт.
Соотвественно выходной ток этих изделий зависит от значения напряжения.
Чем оно меньше, тем соотвественно выше ток. Для модели на 24В ток
составляет 0.63А, для модели на 5В — 2А. Такой мощности хватает для
питани датчика, либо небольшого электронного прибора. Входное
напряжение БП15-Д2 может быть как переменного от 90 до 264В, так и
постоянного тока от 110 до 370В. Выходное напряжение, в зависимости от
модели, может быть от 5 до 60В.
Блок питания выполнен в ступенчатом корпусе, для монтажа на DIN
рейку.
Вскрытие блока питания показало малое количество деталей. Основу
блока питания составляет интегральный преобразователь TOP244YN
производства Power Integration. Этот элемент объединяет в себе практически
всю входную часть блока питания. Применяемый вариант позволяет
создавать источники питания с выходной мощностью до 65Вт (при наличии
вентиляции). В микросхеме реализованы необходимые функции защиты.
Следует отметить, что выходная часть (после трансформатора)
отличается от типовой схемы применения TOP244 наличием
дополнительного регуляторах. Выходное напряжение такой конструкции
зависит от параметров трансформатора, поэтому перестроить блок питания
на другое напряжение сложно.
БП15Б-Д2 оказался очень простым по конструкции. Используемые
элементы имеют приличный запас по мощности. По подобной же схеме
реализованы блоки питания и в технологических приборах ОВЕН .
Siemens LOGO!Power
Блок питания Siemens LOGO!Power создан для совместной работы с
элементами программируемого реле LOGO!, имеющими напряжение питания
24В. Данное электрооборудование предназначено для монтажа на DIN рейку и имеет
тот же самый дизайн, что и основные модули LOGO! Несмотря на то, что
каждый полюс выходного напряжения имеет по две клеммы, блок питания
является одноканальным. Входное напряжение может быть только
переменным, в диапазоне 85-264В. По выходному напряжению существуют
модели на 5,12,15 и 24В постоянного тока. Наибольшее применение находят
модели на 24В. В линейке LOGO!Power их две, отличающихся шириной и
выходным током 1.3 и 2.5А.
В процессе эксплуатации данные блоки питания показали себя как
очень надежное электрооборудование. Они имеют встроенную защиту от перегрузки. Был
случай когда один из заказчиков прибежал с большими глазами и начал
рассказывать, что чего они только не делали, а блок работает.
У LOGO!Power закорачивали выход, садили на землю, заливали корпус
водой, подключали большую нагрузку. Но как только все действия
прекращались, блок питания опять начинал нормально функционировать.
Недостатком LOGO!Power является сравнительно высокая цена,
большая чем у многих аналогов со схожими характеристиками.
Температурный контроллер DTB4848
Температурные контроллеры DTB выпускаются фирмой DELTA
ELECTRONICS Inc. Их главной особенностью является большой функционал данного электрооборудования
при низкой стоимости. Примерно за 100$ можно получить то, что другие
предлагают за гораздо большую цену. На нашем рынке DELTA является
прямым конкурентом московскому ОВЕНу.
Контроллер DTB4848 — представитель линейки температурных
приборов DTB. Между собой разные модели отличаются размером корпуса,
типами выходов и некоторыми опциями.
Все приборы имеют универсальный вход для подключения
стандартных аналоговых сигналов, типовых термопар и термометров
сопротивления Pt100. Выхода имеют варианты релейного исполнения,
импульсного и аналогового. Всего выходов может быть 4, два из которых
технологические, а два предназначены для сигнализации.
В зависимости от конфигурации выходов могут меняться и
возможности контроллера. Так например имея два релейных выхода, можно
создать систему управления задвижкой по принципу открыть, закрыть.
Питание прибора выполняется от сети 220В промышленной частоты.
DTB4848 выполнен в варианте для щитового монтажа, с фронтальными
размерами 48х48 мм. Корпус DTB4848 очень похож на корпус OMRON
CSV5. Но в подобном конструктиве выпускается достаточно много
приборов. Качество исполнения неплохое, но по сравнению с OMRON
кажется несколько топорным.
Дисплей двухстрочный, с яркими индикаторами. На верхнй строке,
красного цвета, отображается значение температуры, либо код праметра в
режиме настройки. На нижней, зеленого цвета — значение уставки, либо
значение параметра. Недостатком дисплея является малая высота цифр —
всего 7 мм, что позволяет воспринимать показания, только вплотную к
прибору.
Программирование контроллера проблем не вызывает и выполняется
аналогично приборам марки ОВЕН. Данное электрооборудование может работать в следующих
режимах: индикатор сигнала, одноконтурный ПИД-регулятор,
двухконтурный ПИД-регулятор для нагрева и охлаждения (от одного
датчика), ПИД-регулятор для запорной арматуры, с возможностью контроля
положения, работа по программе до 8 шагов. Все приборы оснащены
интерфейсом RS485 с протоколом MODBUS RTU/ASCII.
Электроника контроллера собрана из на нескольких печатных платах с
применением элементов поверхностного монтажа. Качество сборки также
неплохое, но опять же внешне оставляет ощущение некоторой топорности.
Еще один плюс прибора — наличие русскоязычной документации.
Как он поведет
себя в процессе эксплуатации покажет время. Но подобный функционал, за
столь небольшие деньги делает это электрооборудование очень привлекательным в
применении.
БУСТ — блок управления сисмисторами и тиристорами
В линейке борудования ОВЕН, всегда выделялся БУСТ.
Расшифровывается как блок управления сисмисторами и тиристорами. Данное электрооборудование
предназначено для управления симисторами, или тиристорами включенными
встречно-параллельно.
Такие схемы в основном используются в нагревательных приборах — печах работающих на трехфазном токе.
Управляется БУСТ токовым сигналом 4-20мА. Для защиты электрооборудования
используются входа от трансформаторов тока.
Работа прибора управляется микроконтроллером. Он выполняет
синхронизацию с сетью и определение угла отпирания для трех групп
полупроводниковых вентилей. Для индикации уровня мощности
используется линейка из 10 светодиодов. Здесь кроется первый недостаток —
невозможно определить состояние прибора, так как при включенном питании
и отсутствии сигнала ни один светодиод не горит.
Второй недостаток связан с конструкцией прибора. Печатная плата
никак не крепится к основанию. только прижимается сверху крышкой. Также
хотелось бы иметь возможность крепления на DIN-рейку.
При первом включении прибор заработал сразу. К сожалению один из
8 купленных блоков работал неправильно — при нулевом токовом сигнале,
выдавал порядка 10-15% мощности в нагрузку.
В целом отношение к БУСТ не очень положительное, при этом
непонятно по чему. Вроде нужный прибор, но что-то в нем не нравиться.
Будем ждать возможности проверить новые разработки ОВЕН — БУСТ2.
Ремонт преобразователя частоты OMRON V7
Преобразователь частоты V7 фирмы OMRON — компактный
преобразователь малой мощности для вольт-частотного управления
асинхронными двигателями. V7 простое и надежное электрооборудование. Но сломать
можно все что угодно.
Электрик, производя проверку работоспособности привода «случайно»
закоротил шину постоянного тока на вход. В итоге дым, копоть и
необходимость ремонта. Поставщики — офциальные представители OMRON,
в ремонте отказали, ссылаясь на то, что купить новый выйдет почти столько,
сколько стоимость ремонта. Да и ремонт могут произвести только в Санкт-Питербурге.
Было решено попробовать отремонтировать его своими силами. После
разборки преобразователя неисправной оказалась только силовая часть —
выпрямитель и транзисторный блок. Замена этих элементов позволила
полностью восстановить преобразователь.
Силовые элементы преобразователя оказались выпущенными фирмой
Mitsubishi. Выпрямитель припаян к плате под силовым клеммником, что
усложнило его демонтаж. Транзисторный блок установлен проще —
привинчен винтами к радиатору, а с остальной электроникой соединяется
через разъемы.
В результате ремонта была восстановлена работоспособность
преобразователя. Затраты на ремонт составили порядка 4 тысяч рублей, что
значительно меньше стоимости нового преобразователя.
Частотный преобразователь OMRON E7 на 160 кВт
Данное электрооборудование работает на предприятии уже три года.
Используется для регулирования частоты вращения насоса. При этом частота
вращения изменятется в зависимости от давления в трубопроводе. Все
необходимые функции регулирования реализованы непосредственно в
преобразователе.
Сигнал от датчика давления (4-20мА) поступает непосредственно в
преобразователь. На основе этого сигнала, электроника частотника
формирует значение частоты вращения двигателя. В преобразователе
применен ПИ-регулятор, работа которого позволяет держать давление очень
точно, в широком диапазоне изменения расходов. Для реализации схем
управления, хотелось бы иметь встроенный источник питания на 24-36 вольт
для датчиков.
Данное электрооборудование оснащено стандартной панелью управления OMRON, со
светодиодным индикатором. Панель легкосъемная и преобразователь может
работать без нее. Количество параметров индикации традиционно очень
большое. В частности можно видеть вход и выход встроенного ПИ-
регулятора.
Под панелью находится стандартный разъем RJ-45 для подключения
кабеля программирования от ПК. Такое решение использовано в
большинстве преобразователей OMRON, но по моему мнению не является
оптимальным. В некоторых случаях при настройке частотника с компьютера,
хотелось бы контролировать состояние привода и с помощью панели.
Возможность снять панель, позволяет установить ее на некотором
расстоянии от преобразователя, например на дверце шкафа. OMRON
предлагает специальные кабели для этого, но можно их изготовить и
самостоятельно. Для этого надо две стандартных сетевых вилки RJ-45 и
кабель UTP-5 нужной длины. Родной кабель имеет длину 2 м, на практике не
было проблем и с кабелем в 15 метров.
Использование частотника позволило получить значительную
экономию по электроэнергии. У E7 имеется функция отображения времени
наработки и потребленной электроэнергии за это время.
Сравнивая данные с номинальным потреблением одного двигателя,
был получен срок окупаемости порядка 9 месяцев. Это при стоимости
проекта в 350 тысяч рублей и внутренней цене на электроэнергию в 72
копейки за кВт.
Все три года преобразователь только продувался от пыли и никак
больше не обслуживался. За исключением остановов по причине провалов
питающего напряжения, проблем с инвертором не было. Кстати можно было
использовать функцию перезапуска по пропаданию питания, но по
технологическим причинам это оказалось нецелесообразным.