Kedy a prečo sú jednosmerné pohony v modernej automatizácii stále dôležité

Moderná automatizácia nie je definovaná vekom každého motora v továrni. Výrobná linka môže kombinovať existujúci jednosmerný motor s digitálnym ovládaním, modernou diagnostikou a priemyselnou sieťou. ABBTechnický prehľad DCS880-Silustruje túto kombináciu, hoci funkčnosť závisí od zvolenej konfigurácie.

Užitočnejšou otázkou je, či inštalovaný systém dokáže bezpečne a ekonomicky splniť ďalšiu výrobnú požiadavku. Tento článok sa zameriava na priemyselné pohony pre jednosmerné motory s kefou, nie na ovládače bezkomutátorových motorov alebo na internú zbernicu jednosmerného prúdu striedavého frekvenčného meniča.

Prečo sú jednosmerné pohony v modernej automatizácii stále dôležité

Jednosmerné pohony sú stále dôležité, keď prevádzkyschopný motor a vhodná mechanická inštalácia môžu spĺňať výrobné požiadavky bez úplnej výmeny. Cielená inovácia riadenia môže zachovať tieto aktíva a zároveň zlepšiť integráciu. Siemens dokumentuje možnosti modernizácie, ktoré zachovávajú existujúce jednosmerné motory, mechanické systémy a kabeláž v závislosti od kompatibility aplikácií.

To neznamená ponechať si každý starý komponent. Oddeľte stav elektronického ovládača od stavu motora a potom sa opýtajte, či niektorý z nich obmedzuje proces.

Tri situácie si zaslúžia rôzne reakcie. Stabilná a podporná inštalácia môže vyžadovať nepretržitú údržbu. Vhodný motor so zastaraným ovládaním môže ospravedlniť modernizáciu. Zhoršenie motora alebo podstatne zmenená výrobná povinnosť môžu byť dôvodom na úplnú výmenu.

Zachovať užitočné schopnosti, nie zastarané predpoklady.Známy stroj nie je automaticky vhodný pre cieľ s vyššou priepustnosťou a nový konvertor túto vhodnosť sám o sebe nezabezpečuje.

Tento článok vám pomôže pochopiť technické hranice uchovávania údajov. Pre podrobný pracovný postup projektu pokračujte na CHENTUO'sSprievodca modernizáciou jednosmerného pohonu, ktorá zahŕňa udržiavanie, výmenu a konverziu nainštalovaného systému.

Ako fungujú DC pohony?

V brúsenom jednosmernom motore prenášajú kefy a komutátor prúd na rotačnú kotvu. Samostatne budený dizajn má tiež nezávisle napájané budiace vinutie. Priemyselný menič môže používať riadený usmerňovač napájaný striedavým prúdom; iné zariadenia používajú chopper dodávaný spoločnosťou DC.

Zjednodušený vzťah krútiaceho momentu je:

T ≈ k × Φ × Iₐ

Tu je T elektromagnetický krútiaci moment, k je konštanta motora, Φ je magnetický tok a Iₐ je prúd kotvy. Pri približne konštantnom toku krútiaci moment nasleduje prúd kotvy. MIT'sPoznámky stroja na jednosmerný prúdvysvetliť základné vzťahy medzi prúdom, poľom, rýchlosťou a generovaným napätím.

Pod základnou rýchlosťou je napätie kotvy zvyčajne hlavnou premennou regulácie rýchlosti, zatiaľ čo pole zostáva blízko svojho menovitého stavu. Pri vyššej rýchlosti, ako je základná rýchlosť, môže použiť zoslabenie poľa vhodný-motor poľa. Zníženie toku rozširuje rozsah otáčok, ale tiež znižuje krútiaci moment dostupný pri danom prúde kotvy.

Tento rozdiel je dôležitý, keď závod požaduje väčší výkon. Opýtajte sa, či zmena vyžaduje vyššiu rýchlosť, väčší krútiaci moment alebo oboje. Nepredpokladajte, že zvýšenie referenčnej rýchlosti zachová pôvodnú kapacitu krútiaceho momentu.

Zariadenie spätnej väzby otáčok môže pomôcť regulátoru opraviť rozdiel medzi požadovanou a skutočnou rýchlosťou, zatiaľ čo regulácia prúdu riadi prúd kotvy. Motor a poháňané zariadenie však musia zostať vhodné v celom navrhovanom prevádzkovom rozsahu. Chladenie, maximálna rýchlosť, prúd a limity komutácie vyžadujú overenie-špecifické pre zariadenie.

Regeneračné jednosmerné pohony: Keď brzdenie vracia energiu

Motor generuje elektrickú energiu, keď ho poháňa mechanická energia a elektromagnetický krútiaci moment bráni rotácii. Generovanie v motore však automaticky neznamená návrat energie do dodávky.

V závislosti od architektúry sa brzdná energia môže stať teplom v rezistore, môže sa opätovne použiť prostredníctvom kompatibilného elektrického systému alebo sa môže vrátiť do zdroja prostredníctvom vhodného konverzného hardvéru. ABBelektrický brzdový vodičvysvetľuje tieto rôzne energetické cesty.

Pri rekuperačných jednosmerných pohonoch overte skutočné usporiadanie meniča a povolený tok energie. Samotný štítok kvadrantu nie je úplnou špecifikáciou brzdenia.

Pre posúdenie zaznamenajte trvanie brzdenia, frekvenciu cyklov, zotrvačnosť zaťaženia a miesto merania. Porovnajte čistú energiu na rovnakej elektrickej hranici počas ekvivalentných výrobných cyklov. Krátky záporný údaj o výkone na motore nie je dôkazom konkrétnej ročnej úspory.

Jednosmerné pohony pre staršie zariadenia: tam, kde má uchovanie zmysel

Najsilnejší argument o zachovaní začína prevádzkovými požiadavkami, nie priemyselným označením. Siemens dokumentuje funkcie pre navíjačky, sekčné pohony a zdieľanie záťaže v rámci svojho DC portfólia. Toto sú príklady podporovaných funkcií aplikácie, nie dôkaz, že DC je najlepšou voľbou pre každý takýto stroj.

Na otestovanie existujúcej inštalácie použite nasledujúce otázky:

Považujte ich za výzvy na hodnotenie, nie za univerzálne akceptačné kritériá. Zodpovedný inžinier by mal definovať prípustné odchýlky pomocou skutočných požiadaviek na produkt, proces a stroj.

Užitočný balík dôkazov oddeľuje stabilný chod od zrýchlenia, spomalenia a abnormálnych udalostí. Prezrite si najnáročnejšie schválené prevádzkové podmienky, nielen najjednoduchší produkt, s ktorým stroj manipuluje.

Napríklad návrh na uchovávanie môže pred schválením vyžadovať zdokumentovaný výkon v celom plánovanom sortimente produktov. To je silnejší základ ako vyhlásenie, že stroj vždy fungoval dobre. Tiež identifikuje podmienky, ktoré by mali spustiť ďalšiu kontrolu pri zmene výroby.

Jednosmerné pohony verzus striedavé pohony: Porovnajte kompletný systém

Porovnajte kompatibilný jednosmerný menič so zachovaným kartáčovaným motorom s vhodným striedavým pohonom a striedavým motorom. Neporovnávajte starostlivo vyladenú DC inštaláciu iba s najjednoduchšou metódou AC ovládania. ABBDokumentácia priameho riadenia krútiaceho momentuopisuje náročné možnosti riadenia otáčok a krútiaceho momentu dostupné v moderných AC systémoch.

Pre diskusiu o modernizácii zarámujte porovnanie okolo toho, čo by projekt zachoval alebo zmenil:

Ani jeden stĺpec neurčuje univerzálneho víťaza. Rozdiel v údržbe sa týka konštrukcie motora; rozlíšenie brzdenia sa týka skutočného usporiadania premeny výkonu.

Pre širšie porovnanie technológií si prečítajteAC vs DC pohony: 8 kľúčových rozdielov. Akonáhle je AC konverzia zvoleným smerom, CHENTUO'skategórie pohonov s premenlivou frekvenciouposkytuje východiskový bod pre otázky týkajúce sa produktov. Toto nie je zoznam kompatibility jednosmerného motora.

Sprievodca modernizáciou jednosmerného disku: Ponechať, inovovať alebo konvertovať?

TheCHENTUO MOTOR Rámec rozhodovania o modernizáciinižšie je pomôcka na redakčné rozhodovanie, nie priemyselný štandard alebo overený systém hodnotenia. Použite ho na usporiadanie dôkazov pred vyžiadaním návrhov vybavenia.

Najprv vytvorte bezpečnostnú a kompatibilnú bránu. Nevyriešená povinná požiadavka by mala zastaviť schvaľovanie, kým sa nevyrieši, namiesto toho, aby sa spriemerovala do inak atraktívneho ekonomického skóre.

Ku každej nevyriešenej položke priraďte vlastníka a dátum dokončenia. Ponechajte neznáme informácie viditeľné namiesto toho, aby ste prázdne pole považovali za schválenie.

Rozlišujte nepretržitú údržbu, upgrade riadiaceho modulu, kompletnú výmenu meniča a konverziu striedavého prúdu. Siemens'Portfólio modernizácie DCdokumentuje rôzne hranice zariadení, ale nezabezpečuje kompatibilitu s každou inštaláciou.

Pred obstarávaním sa dohodnite, kto vlastní inžinierstvo, inštaláciu, uvedenie do prevádzky, školenie operátora a konečné prevzatie. Cenová ponuka komponentu by sa nemala v tichosti stať záväzkom dodať celú modernizáciu.

Ako porovnať náklady na životný cyklus bez dohadov

Pre každú možnosť použite rovnakú požiadavku na výrobu a obdobie hodnotenia. Zdrojová kniha motorov a pohonných systémov Ministerstva energetiky USA podporuje hodnotenie ekonomiky životného cyklu, a nie samotnú nákupnú cenu.

Praktický model je:

Náklady životného cyklu=inštalované náklady + súčasná hodnota nákladov na prevádzku, údržbu, prestoje a likvidáciu mínus súčasná hodnota zostatkovej hodnoty.

Zaznamenajte dátumy ponuky, menu, prevádzkové hodiny, tarify za energiu a výnimky. Nameranú spotrebu uchovávajte oddelene od odhadovaných budúcich úspor. Použite porovnateľný výrobný výstup a zahrňte rovnaké podporné vybavenie do každej hranice merania.

Neisté vstupy považujte za scenáre. Porovnajte základný kufrík s oneskoreným dodaním náhradných dielov, dlhším odstavením alebo dodatočnou prácou na motore. Účelom je zistiť, či sa preferovaná možnosť zmení, keď sa zmení dôležitý predpoklad.

Zabráňte započítaniu rovnakej výrobnej straty dvakrát v rámci prestojov a nákladov na reštart. Pred predložením hodnoty návratnosti požiadajte finančného kontrolóra závodu, aby schválil metódu porovnania.

Pre cenové vstupy zariadení,odošlite podrobnosti svojej žiadosti spoločnosti CHENTUO. Jasne uveďte požadovaný rozsah a potvrďte, či je v ponuke zahrnuté technické posúdenie.

Ilustratívny scenár rekonštrukcie: Predpoklady a kompromisy

Zvážte hypotetickú navíjaciu linku naplánovanú na aktualizáciu ovládacích prvkov. Predpokladajme, že záznamy o kontrole podporujú zachovanie motora, spojky a prevodovky. Cieľom projektu je lepšia integrácia, nie zvýšený mechanický výkon.

Navrhovaný rozsah nahrádza prevodník a aktualizuje výmenu dát PLC. Preskúmanie musí stále stanoviť kompatibilitu spätnej väzby, požiadavky na brzdenie, ochranu, vhodnosť skrine a akceptačné kritériá.

Plánovaným výsledkom je lepšia viditeľnosť prevádzkových údajov pri zachovaní schválenej výrobnej obálky. Nepredpokladá sa žiadna úspora energie, zlepšenie výkonu alebo skrátenie prestojov.

Teraz zmeňte jeden predpoklad: závod chce širší sortiment výrobkov, ktorý si vyžaduje rôzne prevádzkové podmienky. Pôvodný návrh na vydržanie už nie je dostatočným dôkazom. Prehodnoťte spolu motor a pohon a v prípade potreby porovnajte konverziu striedavého prúdu.

Toto nie je prípadová štúdia zákazníka CHENTUO. Jeho účelom je ukázať, prečo by odporúčanie na modernizáciu malo identifikovať, aké zmeny a čo zostáva obmedzením. Akýkoľvek zverejnený výsledok od zákazníka by si vyžadoval skutočné záznamy o testoch a povolenie.

Výber, integrácia a kontrolný zoznam údržby jednosmerného disku

Začnite s kompletnou nainštalovanou konfiguráciou. Zaznamenajte si model meniča, menovité hodnoty kotvy motora a poľa, usporiadanie spätnej väzby, výkon, napájanie, kryt a prostredie. Neschvaľujte výmenu len z nominálneho výkonu. Dokumentácia ABB DCS880 ilustruje, prečo je konfigurácia dôležitá: možnosti kvadrantu, budenie poľa a komunikačné schopnosti sú samostatnými úvahami o výbere.

Integrácia tiež potrebuje definovaný rozsah. Požiadajte technika, aby zmapoval príkazy, stavové informácie, spracovanie porúch, referencie a správanie pri reštarte medzi meničom, PLC a HMI. Pri odovzdaní vyžadovať schválené nastavenia, zálohy, revidované výkresy a akceptačné záznamy.

Na oddelenie zodpovedností použite tento kontrolný zoznam plánovania:

Výmena ovládača neodstráni údržbu spojenú s kartáčovaným motorom. Radšej sa riaďte príslušnými príručkami a evidenciou stavu, než priraďte jeden servisný interval každej inštalácii.

Pre pripojené systémy ovládajte vzdialený prístup a zaznamenávajte autorizované zmeny. Usmernenie k bezpečnosti prevádzkových technológií NIST odporúča obmedziť vzdialený prístup na odôvodnené potreby a odstrániť prístup, keď už nie je potrebný.

Elektrickú inštaláciu, údržbu a uvedenie do prevádzky vykonáva kvalifikovaný personál. Zastavený motor, softvérový príkaz alebo indikácia ovládacieho panela nie sú dôkazom nebezpečnej{1}}energetickej izolácie. Aplikujte postupy lokality a príslušné miestne požiadavky; CCOHS poskytuje vysvetlenie princípov blokovania.

FAQ

 

 

Kedy by ste mali vymeniť jednosmerný pohon?

Zvážte výmenu, keď chyby, nepodporované ovládacie prvky, nedostupné kritické diely alebo zmenené procesné požiadavky spôsobujú, že pokračovanie prevádzky je neprijateľné. Pred výberom hranice výmeny zistite, či sa problém týka ovládača, motora alebo celého systému. Vyššie uvedená podrobná príručka modernizácie poskytuje širší pracovný postup hodnotenia.

Môže AC VFD zachovať rovnaký kartáčovaný jednosmerný motor?

Bežný striedavý VFD nie je priamou náhradou za kartáčovaný jednosmerný ovládač motora. Jeho normálny výstup a architektúra riadenia slúži striedavému motoru. Konverziu jednosmerného prúdu na striedavý prúd považujte za systémový projekt vrátane motora, spätnej väzby, ochrany, brzdenia a mechanickej kompatibility.

Vracia každý pohon brzdnú energiu do zásoby?

Nie. Motor môže generovať, kým systém energiu rozptýli, namiesto toho, aby ju vracal do zdroja. Pred špecifikovaním regenerácie alebo odhadom obnoviteľnej energie potvrďte hardvér na konverziu energie a povolenú energetickú cestu.

Môžu moderné DC zariadenia komunikovať s PLC?

Áno, zdokumentované platformy ponúkajú priemyselné sieťové pripojenie. Pre zvolenú konfiguráciu je však potrebné overiť presný protokol, adaptér, firmvér a vymenené údaje. Vyhlásenie o pripojení na-úrovni rodiny nie je dokončený návrh integrácie.

Aké informácie sú potrebné pre cenovú ponuku na dodatočné vybavenie?

Pripravte identifikáciu pohonu a motora, údaje o kotve a poli, podrobnosti o spätnej väzbe, aplikačnú službu, požiadavky na brzdenie, výkresy a okno vypnutia. V prípade medzinárodných zdrojov uveďte aj miesto určenia, dodávku na mieste, množstvo a požadovaný dátum dodania. Namiesto nahrádzania predpokladov identifikujte chýbajúce informácie.

Ako často by mal byť systém servisovaný?

Použite príručky k motoru a meniču, prevádzkové prostredie, prevádzka a históriu stavu. Úlohy motora uchovávajte oddelene od úloh elektronického pohonu. Zmeny teploty, znečistenia, stavu kief alebo frekvencie porúch by mali viesť k preskúmaniu zodpovedným tímom údržby.

Vyberte ďalší krok pre váš existujúci diskový systém

Jednosmerné pohony sa oplatí hodnotiť, ak si zachovajú vhodný motor a overenú schopnosť stroja. Modernizácia by mala vyriešiť definovaný problém pri rešpektovaní prevádzkových limitov všetkého zachovaného. Ak túto podmienku nemožno splniť, porovnajte úplnú náhradu.

CHENTUO, Shenzhen Chentuo Technology Co., Ltd. dodáva produkty priemyselnej automatizácie vrátane PLC, HMI, PLC modulov a frekvenčných meničov. Kategórie produktov zahŕňajú značky vrátane Siemens, ABB, Allen-Bradley, Mitsubishi, Omron a Schneider.

Odošlite existujúci model pohonu, typový štítok motora, požiadavky aplikácie a obmedzenia vypnutia prostredníctvomFormulár cenovej ponuky CHENTUO. Požiadajte o potvrdenie presnej dostupnosti modelu, navrhovaného rozsahu a výnimiek. Akákoľvek zodpovednosť za inžinierstvo na mieste, inštaláciu alebo uvedenie do prevádzky by mala byť dohodnutá samostatne a nie prevzatá zo zoznamu produktov.

Bezplatná konzultácia