Статья. Руководство по эксплуатации Содержание
 Скачать 1.54 Mb.
|
|
1.4. Конфигурация системы Конфигурация 1: Минимальная конфигурация Конфигурация 2: Конфигурация 3: Конфигурация 4: Рис.8. Варианты конфигураций системы 1.5. Обзор функций Диаграмма Обзор функций системы SIMOCODE-DP: Основной модуль Модуль расширения Панель оператора Рис.9. Обзор функций 1.6. Структурная схема системы SIMOCODE-DP Свободные элементы Так как для различных двигателей требуются различные функции защиты и управления, все элементы системы SIMOCODE-DP являются свободными. Что значит свободные? Свободные, значит что входы и выходы могут быть подключены к различным внутренним элементам: Блоку защиты и управления, Функциональным блокам, Логическим модулям, и т.д. Это позволяет подстроиться под любые специфические требования для любых двигателей. Структурная диаграмма Ниже приведена структурная диаграмма системы в виде блочной диаграммы со свободными элементами: 1. 4 выхода основного модуля 3UF50 2. Данные процесса (сигнальные биты), которые передаются от SIMOCODE-DP по PROFIBUS-DP. Есть 3 базовых типа. 3. Логические модули: инверторы сигналов, таблицы истинности, таймеры и счетчики. 4. Пост управления, Вспомогательные входы управления, Управление контактором, функциональные блоки. 5. Четыре кнопки, три зеленых и три желтых светодиода панели оператора. 6. 4 входа основного модуля 3UF50. 7. Данные процесса (сигнальные биты), которые передаются от PROFIBUS-DP к SIMOCODE-DP. 8. 8 входов и 4 выхода модуля расширения 3UF51. Вилки и розетки На схеме видно, что все элементы имеют вилки и розетки . С их помощью можно соединять свободные элементы между собой при параметрировании. Розетка может быть использована столько раз, сколько требуется, а вилка - только один раз. Рис.10. Структурная схема системы SIMOCODE-DP 2. Основной модуль 3UF50 2.1. Описание Передняя панель Рисунок ниже показывает переднюю панель основного модуля. Подключение датчика для термисторной защиты двигателя или подключение суммирующего трансформатора тока для защиты от замыканий на землю. Зависит от версии устройства. Подключение напряжения питания 24 В пост.тока 115 В пер.тока 220 В пер.тока 4 оптронных входа - с внутренним питанием 24 В пост.тока - возможно подключение внешнего источника 24 В пост.тока 3 светодиода Кнопка Тест / Ручной сброс - Возможен автоматический сброс - Возможен сброс по шине связи или через цифровой вход Системный интерфейс для подключения модуля расширения, панели оператора или компьютера 4 Выходных реле Подключение шины PROFIBUS- DP - 9-полюсная D-розетка - клеммные зажимы Рис. 11. Передняя панель основного модуля 2.2. Обзор функций Диаграмма Следующая диаграмма содержит все функции, обеспечиваемые основным модулем 3UF50. Основной модуль Рис. 12. Обзор функций Основного модуля 2.3. Выходы Описание Основной модуль имеет 4 выходных реле, которые, например, могут управлять контакторами или лампами. Бистабильный режим Если состояние выходных реле должно быть сохранено, после пропадания напряжения питания, то Вы должны выбрать 3UF ..-3.10-1 версию основного модуля (бистабильный режим). Тогда, Вы должны установить параметры "Response - 3UF50 CPU Fault" и "Response - Control Voltage Fault" в значение "Retain Status" (Сохранить состояние). Диаграмма Следующая диаграмма показывает выходные реле основного модуля. Рис. 13. Выходные реле основного модуля 2.4. Входы Описание Основной модуль имеет 4 входа к которым можно подключать механические контакты или датчики. Примеры По желанию, Вы можете подключить к входам кнопки «Старт» и «Стоп» и задать управление как «местное» («local»). Или, например, вы можете этими сигналами активировать функции из стандартного функционального блока, при соответствующем параметрировании. Рис. 14. Входы основного модуля Задержка входов Для повышения помехоустойчивости, Вы можете задавать время задержки для входов. Питание - Внутреннее 24 В пост. тока, если Вы используете механические контакты. - Внешнее 24 В пост. тока, если Вы используете датчики (например датчики BERO для указания уровня). «-» подается на Вход 1, т.е. доступно только 3 входа. - Только для версии модуля с питанием 24 В: внешнее 24 В пост. тока, если Вы используете механические контакты. «-» подается на Вход А2, т.е. доступно 4 входа. Рис. 15. Входные цепи Внимание! Внутреннее питание DC 24 В должно использоваться только для питания входов основного модуля. Длина кабелей Информация о максимально допустимой длине кабелей приведена в приложении С-5. 2.5. Функции защиты 2.5.1. Токозависимая защита двигателя Описание функций SIMOCODE-DP защищает двигатель от перегрузки, выпадения фазы и асимметрии токов посредством сравнения измеренных величин с записанной в памяти время-токовой характеристикой (характеристикой срабатывания) в диапазоне от 0.25 до 820 A. В случае перегрузки, SIMOCODE-DP реагирует или выходом отключения контактора или сигналом предупреждения, в зависимости от сделанной Вами уставки. Определение тока Основной модуль определяет ток в трех фазах при помощи встроенных трансформаторов тока. Основной модуль определяет асимметрию примерно более 40 % и выпадение фазы. Минимальный измеряемый ток Минимальный ток, который может определить устройство – 20 % от нижней границы диапазона устанавливаемых значений. Пример: Основной модуль 3UF5001-3 ... 0-1 – диапазон уставок от 1.25 до 6.3 А. Нижняя граница 1.25 А. Минимальный обнаруживаемый ток: 0.25 А (20 %). Точность измерения тока Точность измерения тока составляет 5 % от установленного значения. Определение тока устройством SIMOCODE-DP Исполнение В зависимости от номинального тока двигателя Вы можете выбрать блок одного из двух исполнений: 1) до 100 А – силовые цепи проходят через блок; 2) от 50 А до 820 А – силовые цепи подключаются к шинам блока, возможна установка на контакторе Siemens. Рис. 16. Два исполнения Определение токов меньше 1,25 А Устройство SIMOCODE-DP может также работать с номинальными токами двигателя меньше 1,25 А. Чтобы это было возможно, Вам необходимо питающие провода двигателя пропустить через устройство несколько раз, образовывая таким образом несколько петель. Это позволяет усилить первичный ток. Необходимо выполнить следующее: 1. Провести питающие провода пофазно через отверстия Х. 2. Провести их обратно через отверстие Y. 3. Провести их еще раз через отверстия Х. Так образуются две петли. Рис. 17. Отверстия для прямой и обратной прокладки проводов В таблице ниже приведена информация о числе петель, в зависимости от номинального тока двигателя. Число петель 5 4 3 2 Номинальный ток двигателя, А 0,25 – 0,3 0,31 – 0,41 0,42 – 0,62 0,63 – 1,24 Ток уставки, А 1,25 – 1,5 1,25 – 1,64 1,26 – 1,82 1,26 – 2,48 Ток уставки рассчитывается по следующей формуле: I S = n x I N Пример I N = 0,5 A; n = 3; Ток уставки: I S = 1,5 A. Определение тока через внешние трансформаторы тока Основной модуль 3UF5001 может работать с внешними трансформаторами тока. Вторичные цепи внешних трансформаторов тока пропускаются через отверстия в основном модуле и закорачиваются. Вторичные токи внешних трансформаторов тока - 5А: достаточно пропустить провода один раз через отверстия. - 1А: необходимо пропустить провода 5 раз (n = 5, т.е. 5 х 1 А = 5 А). Вторичный ток внешнего трансформатора тока – это первичный ток для основного модуля SIMOCODE-DP. Для этого тока максимум в 5 А требуется основной модуль 3UF5001 с номинальным диапазоном 1,25 – 6,3 А. Пример Трансформатор тока 3UF1868-3GA00, первичный ток от 205 до 820 А, вторичный ток 1 А. Основной модуль 3UF5001 с номинальным диапазоном 1,25 – 6,3 А. Первичный ток должен быть усилен намоткой петель. Если сделано 5 петель, то 5 х 1 А = 5 А. Первичный ток в основном модуле: 5 А. Это означает, что ток уставки в 5 А соответствует току двигателя в 820 А. Максимальное значение тока 820 А соответствует 5 А, значит коэффициент трансформации: 820 А / 5 А = 164. Минимальное значение тока: 205 А соответствует (5 А х 205 А) / 820 А = 1,25 А. Нет необходимости преобразовывать обратно значение тока, поскольку SIMOCODE-DP выдает это значение в процентах. Данные трансформатора: Вторичный ток: 1А или 5А Частота: 50 / 60 Гц Выход трансформатора: ≥ 2,5VA, зависит от вторичного тока и длины провода Фактор перегрузки: 5Р10 или 10Р10 Класс точности: 1 Подключение Рис. 18. Подключение устройства с внешними трансформаторами тока Классы срабатывания, Выдержки времени, Тепловая память Класс (класс срабатывания) указывает максимальное время срабатывания в течение которого защита должна отключить двигатель при холодном пуске и рабочем токе, равном 7,2 х Ток уставки (защита двигателей согласно стандарту МЭК 60947). Характеристики срабатывания показывают зависимость времени срабатывания от тока срабатывания. 3-фазная нагрузка 2-х фазная нагрузка (обрыв фазы или асимметрия токов > 40%) Рис. 19. Характеристики срабатывания (при пуске холодного двигателя) Дерейтинг При пусках > класс 10 номинальный ток АС3 контактора уменьшается (дерейтинг). Срабатывание при горячем пуске, «Тепловая память» При пуске горячего двигателя время срабатывания уменьшается с учетом коэффициента, указанного в таблице. Эти коэффициенты применимы для 3-х фазной симметричной нагрузки для двигателей, от 5 до 30-го класса. Предыдущая нагрузка в % от уставки тока I S x I S 0 20 40 60 80 100 1,15 1 1 1 1 1 1 2 1 0,88 0,74 0,58 0,4 0,19 4 1 0,85 0,69 0,52 0,35 0,16 8 1 0,84 0,67 0,51 0,33 0,15 Пример У Вас есть работающий двигатель, нагруженный на 100% от I S . Класс – 10. Вы его отключаете, и сразу же включаете. Происходит двукратная перегрузка (2 х I S ). Время срабатывания при холодном старте: примерно 40 сек (по характеристике). Коэффициент в случае предыдущей 100% нагрузки: 0,19 (по таблице). Уменьшенное время срабатывания: 0,19 х 40 сек = 7,6 сек. Потеря питающего напряжения В случае потери питания основного модуля более чем на 200 мсек, тепловая память стирается. В случае перегрузки сохраняется остающееся время охлаждения. Работа во взрывоопасных помещениях Система SIMOCODE-DP 3UF5 соответствует правилам защиты от перегрузки взрыво - защищенных двигателей с "повышенной безопасностью" – тип защиты EEx e DIN EN 50 0019 / DIN VDE 0165, DIN VDE 0170/0171 и соответствует правилам испытания PTB. В случае срабатывания приборов с питанием от постоянного тока, электрическая изоляция должна быть обеспечена батареей или блоком питания в соответствии с DIN VDE 0551. Рекомендуется отдельный контроль напряжения питания, если система SIMOCODE-DP 3UF5 используется с конфигурируемыми бистабильными выходными реле (Заказ Номер 3UF50 ..-3 .. 10-1) для защиты двигателей с увеличенной безопасностью. PTB отчет об испытаниях Номер 3.53-14605/96. Пример Защита двигателя в потенциально взрывоопасной среде. Пример: Двигатель 400 В, 50 Гц, 1,5 кВт, 3,3 А t E время, где Т3 = 21 сек. I A / I N = 6,5 Критическая точка воспламенения Выбран класс 10 Рис. 20. Защита двигателя в потенциально взрывоопасной среде Время охлаждения Время охлаждения – это время, по истечении которого можно выполнить сброс модуля (Reset) после срабатывания по перегрузке. Потери питания в это время удлиняют соответственно эту выдержку времени. Время охлаждения после перегрузки – как минимум 5 минут. В случае необходимости, это время можно увеличить. Аварийный старт Это путь удаления тепловой памяти и сброса времени охлаждения. При помощи этого сигнала можно получить разрешение повторного пуска. (Необходимы также сигналы Сброс и Пуск). Аварийный старт активируется только фронтом сигнала. При этом не предотвращается срабатывание защиты от новой перегрузки. Время холостого хода Время холостого хода - время, указанное для охлаждения, когда двигатель был отключен командой управления (не от перезагрузки!). После этого времени, тепловая память удаляется, и возможен холодный пуск. Это позволяет производить частые пуски двигателя. Следующие рисунки показывают поведение двигателя с и без времени холостого хода: Рис. 21. Поведение двигателя с учетом и без учета времени холостого хода Уставки Следующая таблица содержит описание уставок Название Диапазон Описание Set current Is1 От 1,25 А до 820 А Ток уставки. Диапазон зависит от версии устройства* Set current Is2 От 1,25 А до 820 А Ток уставки 2. Диапазон зависит от версии устройства. Только для управления двигате- лем Даландера, или - с изменением полюсов Tripping class/class 5, 10, 15, 20, 25, 30 Класс срабатывания Behavior in the event of overload Отключение Предупреждение Действие в случае перегрузки Cooling time От 0,5 с до 60 мин Время охлаждения. Как минимум 5 мин. Idle Time От 0,5 с до 60 мин Время холостого хода Single-phase motor No Yes Однофазный двигатель. Только один провод- ник может быть пропущен через первый трансформатор тока. Внутреннюю защиту от замыкания на землю нужно отключить. * Для пуска звезда-треугольник: Is1 = In / √3. Например, если In=100A, то Is1=57,7A 2.5.2. Пределы тока, защита от блокировки ротора Описание функций Вы можете установить верхний и/или нижний пределы допустимого рабочего тока. Пример: «Перемешиваемая масса слишком густая», т.е. рабочий ток превысил верхний предел. «Холостой ход из за обрыва приводного ремня», т.е. стал меньше нижнего предела. Пределы тока и защита от блокировки ротора – функции, которые активируются после истечения времени класса срабатывания, например, при классе срабатывания 10 – через 10 секунд после команды пуска двигателя. Способы срабатывания: - сигнал предупреждения, - отключение выходов управления контакторами QE1 / QE2 / QE3, в зависимости от установленного параметра. Защита от блокировки ротора всегда сразу отключает выхода управления контакторами QE1 / QE2 / QE3. Уставки В следующей таблице приведено описание уставок защиты. Название Диапазон Комментарий Нижний предел рабочего тока. От 20% до 1000% от установленного тока Шаг уставки – 5%. Способ срабатывания при снижении рабочего тока ниже установленного нижнего предела Предупреждение Отключение Верхний предел рабочего тока. От 20% до 1000% от установленного тока Шаг уставки – 5%. Способ срабатывания при превышении рабочего тока установленного верхнего предела Предупреждение Отключение Защита от блокировки ротора. От 20% до 1000% от установленного тока Шаг уставки – 5%. Всегда - отключение 2.5.3. Определение замыкания на землю Описание функции Внутренняя функция Внутренняя функция определения замыкания на землю возможна только для двигателей с 3-х фазным питанием и в сети с заземленной нейтралью. Эту функцию можно активизировать при параметрированиии. Эта функция учитывает два обстоятельства во время работы: • нормальная работ при токе до 2 x I S . Рабочий ток должен быть меньше чем удвоенный установленный ток. Защита определяет токи замыкания > 30 % установленного тока. • старт или перегрузка при токе более 2 x I S . Рабочий ток больше чем удвоенный установленный ток. Защита определяет токи замыкания > 15 % измеренного тока. Внимание! Если Вы используете внутреннюю функцию определения замыкания на землю на двигателе с пускателем переключения обмоток звезда - треугольник, то могут произойти ложные срабатывания. При работе обмоток соединенных в треугольник, суммарный ток сети не равен нулю из-за гармонических волн. Вы можете использовать внутреннюю функцию определения замыкания на землю параллельно с термисторной защитой двигателя. Внешняя функция При использовании внешнего суммирующего трансформатора тока 3UL22, могут быть обнаружены токи замыкания на землю: 0.3 A, 0.5 А и 1 А. Задержка по времени: > 200 мс. Если ток замыкания на землю превысил граничное значение, защита выдает сигнал. Вы можете задать дополнительные способы срабатывания при параметрировании. Внимание! Внешняя функция определения замыкания на землю альтернативна термисторной защите двигателя (зависит от версии устройства). Способы срабатывания при превышении граничного значения тока замыкания на землю: - сигнал предупреждения, - отключение выходов управления контакторами QE1 / QE2 / QE3, в зависимости от установленного параметра. Схема Следующий рисунок показывает пример защиты от замыкания на землю. Рис. 22. Защита от замыкания на землю Уставки Название Диапазон Комментарий Внутренняя защита от замыкания на землю Да (Yes) Нет (No) Активирована Деактивирована Внешняя защита от замыкания на землю Да (Yes) Нет (No) Активирована Деактивирована Способ срабатывания защиты от замыкания на землю Предупреждение Отключение 2.5.4. Термисторная защита двигателя Описание функции Термисторный датчик для прямого измерения температуры может быть подключен только к устройству версии 3UF50.1 to 3 |