CC BY
31
УДК 62-83:621/.69
Г.М. Иванов, д-р техн. наук, проф., директор, (495) 974-04-48, [email protected],
О.И. Осипов, д-р техн. наук, проф., ведущий науч. сотр.,
(495) 974-04-48, [email protected],
Д.Н.Мельников, инженер, (495) 974-04-48,
К.А. Кузин, инженер, (495) 974-04-48, [email protected]
(Россия, Москва, НПЦ «Русэлпром - Мехатроника»)
ВИДЕОТЕРМИНАЛЬНАЯ СТАНЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА РЕЗИНОСМЕСИТЕЛЯ
Предлагается вариант построения видеотерминальной станции для диагностирования асинхронных частотно-регулируемых электроприводоврезиносмесителей.
Ключевые слова: видеотерминальная станция, электропривод.
В 2005 - 2009 годах специалистами «Русэлпром-Мехатроника» была выполнена модернизация электротехнических комплексов ЭТК линий МХ-1 и МХ-2 завода грузовых шин ОАО «Нижнекамскшина». Электропривод резиносмесителей обоих линий реализован на основе электродвигателей типа IRQ4562-6JM00-Z c тремя трехфазными независимыми и гальванически развязанными обмотками статора. Номинальные мощность двигателей 2500 кВт, напряжение питания обмоток статора 690 В, ток 2500 А, момент 24043 Нм. Каждый двигатель питается от своего преобразователя частоты ПЧ серии Simovert Master Drive AE00309713 на основе двух нереверсивных управляемых тиристорных выпрямителей и трех автономных инверторов напряжения. Питание ПЧ выполнено от трехобмоточного трансформатора типа TTRES с первичным напряжением 10 кВ и двумя вторичными обмотками по схеме звезда-треугольник с выходным напряжением 690 В. Трансформаторы и ПЧ линий МХ-1, МХ-2 размещены в одном помещении. Здесь же установлены и шкафы управления ЭТК обеих линий. Для диагностирования технологических режимов и технического состояния электроприводов линий МХ-1 и МХ-2, включая и электроприводы их вспомогательных механизмов, все технические средства регистрации, визуализации и архивации текущих переменных электроприводов выполнены на основе единой видеотерминальной станции ВТС. Эффективность ВТС определяется информационной насыщенностью контролируемых переменных электропривода, техническими, программными и визуальными средствами реализации. Наглядность и простота работы эксплуатационного персонала с ВТС характеризуется алгоритмом их работы с основными меню программ, наблюдаемыми на экране монитора ВТС и формой отображения на нем результатов диагностирования.
На рис. 1 представлена функциональная схема ВТС, реализованная для электроприводов линий МХ-1 и МХ-2. Система управления электроприводами резиносмесителей двухуровневая. Верхний уровень АСУТП обеспечивает управление технологическими режимами работы электроприводов всех механизмов отделения производства резиновых смесей (резиносмесителей, экструдеров, грануляторов, вальцев) со стороны оператора. Здесь выбирается автоматический или наладочный режимы работы, задание частоты вращения приводов в зависимости от сортамента резиновой смеси, начало и конец рабочего цикла резиносмесителей, толчковые режимы «вперед» и «назад», аварийное отключение приводов. Нижний уровень системы отвечает за электротехнические режимы работы электроприводов и контролирует основные переменные ПЧ и электродвигателей. В их числе: частота вращения и электромагнитный момент двигателей, выходное напряжение ПЧ и ток в обмотках статоров, температура двигателей, текущие мощность и потребляемая приводами резиносмесителей энергия, включая энергию за последний цикл их работы. Связь между нижним и верхним уровнями системы организована по сети 118485.
I------------------------------------1
i ВИДЕОПУЛЬТ ! I_____________"____________________i
Рис. 1.Функциональная схема В ТС
По промышленной шине PROFIBUS DP информация от системы управления приводами поступает на контроллер SIMATIC S7-300 с источником питания PS 307, центральным процессором CPU 318-2, модулями SM 321 ввода и SM 322 вывода дискретных сигналов, коммуникационны-
ми процессорами CP 343-1 и CP 340. Языком программирования является STEP 7 для Simatic S7-300/400. Разработка и загрузка программного обеспечения контроллера осуществляется в среде разработки Simatic Manager при помощи ПК с процессором СР-5512. В контроллере осуществляется сбор данных от ПЧ и вспомогательных электроприводов, их обработка и передача результатов обработки в видеопульт ВТС. Обмен данными между ними осуществляется посредством сети Industrial Ethernet.
Видеопульт реализован на ПК Fujitsu Siemens Р300. Аппаратные средства видеопульта включают в себя: микропроцессор Pentium-4; ОЗУ на 512 Мб; жесткий диск на 80 Гб; видеопамять на 64 Мб; CD-RW и флоппи дисководы; встроенные звуковую и сетевую платы; коммуникационную плату Simatic NET CP 1613 для связи с шиной Industrial Ethernet; жидкокристаллический дисплей Fujitsu Siemens Р17-1; стандартные клавиатуру, мышь, аппаратный защитный ключ фирмы Wonderware, источник бесперебойного питания Powerware 5115.
Программное обеспечение видеопульта содержит операционную систему Microsoft Windows 2000 Professional с Service Pack 4 и программное обеспечение InTouch 8.0 фирмы Wonderware. С помощью InTouch создаются функционально развитые приложения, использующие основные преимущества операционной системы Microsoft Windows, включая объекты ActiveX, OLE, графические и сетевые средства. Программная среда InTouch WindowViewer выполняет сценарии InTouch, отвечает за ведение журналов и подготовку отчетов по архивным данным и сообщениям об авариях. Она может выступать в роли клиента или сервера для коммуникационных протоколов DDE и SuiteLink. Прикладная программа, разработанная средствами InTouch с помощью объектно-ориентированной графики, представляет собой набор анимационных сенсорных окон. Эти окна могут подключаться к промышленным контроллерам ввода/вывода и к другим приложениям Microsoft Windows.
Сервер ввода/вывода OPCLink предназначен для соединения с локальными или удаленными ОРС серверами и предоставления данных для локальных или удаленных клиентов. OPCLink обладает средствами конфигурирования параметров доступа к данным, необходимым программам-клиентам, по двум коммуникационным протоколам: DDE - динамическому обмену данными и более быстрому протоколу фирмы Wonderware -SuiteLink.
Работа оператора, обслуживающего электропривод резиносмесите-лей, осуществляется через графический интерфейс, разбитый на экране монитора ВТС на три области (рис. 2). В нижней и верхней области экрана расположены информационное и основное меню, которые постоянно видны. В середине экрана расположена изменяемая область, где отображается содержание информационного и основного меню. Эта область может загружаться и выгружаться оператором.
Рис. 2.Графический интерфейс монитора ВТС
Основное меню системы расположено в нижней части экрана и представлено графическим изображением кнопок с надписью о содержании данного элемента меню. Выбором кнопки оператор изменяет вид центральной части экрана, на которой появляется графическое изображение соответствующего пункта основного меню. Активизируются пункты меню функциональными клавишами - Б7.
В меню "Параметры машины" отображаются основные переменные электропривода резиносмесителя: ток, напряжение, частота вращения, момент, температура обмоток двигателя, потребляемые им мощность и энергия. На экране монитора отражаются также режимы работы главного привода (наладочный, толчковый, автоматический) и технологические режимы резиносмесителя (процесс смешивания или выгрузки сырья).
В меню "Вентилятор главного двигателя", "Насос смазки редуктора", "Насос смазочного масла", "Насос технологического масла", "Гидростанция смазки редуктора" отображаются состояния каждого из вспомогательных приводов резиносмесителя.
В меню "Просмотр аварийных сообщений" отображаются текущие аварийные сообщения. В верхней области экрана располагается окно для постоянно находящейся в поле зрения оператора информации вне зависимости от пункта основного меню. В окне "Сообщение. Журнал" фиксируется предупредительное или аварийное события в работе привода. Дата и время событий отражаются в верхнем левом углу экрана.
В меню "MX1", "MX2" обслуживающий персонал выбирает отображение информации о состоянии электропривода резиносмесителей линии МХ1 или МХ2. В меню "Архив" отображаются переменные электропривода резиносмесителя. Пример подобного отображения при работе электропривода резиносмесителя МХ-1 представлен на рис. 3. Возможен выбор цвета отображения переменных и временного интервала их просмотра, начиная от текущего времени и до 30 суток с момента просмотра. Выбор переменных и их цвет обычно реализуется с помощью элемента Trend Pen Legend.
Рис. З.Пример работы электроприводаразносмесителя
Опыт эксплуатации разработанной ВТС подтвердил ее высокую эффективность и наглядность представления оперативному персоналу ин-
формации о всех технических режимах работы и возможных аварийных ситуациях при работе электроприводов резиносмесителей линий МХ-1 и МХ-2.
G. Ivanov, O. Osipov, D. Melnicov, K. Kuzin
Videodisplay terminal of electric drive of a rubber mixer
An alternative design of video terminal for diagnosis of inductive friquency-controlled electric drives for rubbermixer is offered.
Keywords: videodisplay terminal, electric drive.
Получено 06.07.10
УДК 62-83:621/.69
О.А. Кравченко, канд. техн. наук, доц., зав. кафедрой, (8635) 25-52-10, [email protected] (Россия, Новочеркасск, ЮРГТУ(НПИ))
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ТРЕНАЖЕРОВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНУЮ ПОДГОТОВКУ КОСМОНАВТОВ
Рассмотрены принципы построения и области применения силокомпенсирую-щих электромеханических систем. Описаны особенности реализации таких систем на примере стендов имитации невесомости и тренажеров для подготовки космонавтов. Указаны проблемы и пути совершенствования силокомпенсирующих систем с применением приводов переменного тока.
Ключевые слова: силокомпенсирующие электромеханические системы, стенды имитации невесомости, приводы переменного тока.
Многофункциональная подготовка космонавтов для работы в условиях невесомости осуществляется с использованием комплекса тренажеров в который входит: самолет лаборатория, гидролабаратория и стенды обезвешивания [1]. Подготовка с применением стендов обезвешивания позволяет снизить затраты на подготовку и обеспечить длительные тренировки в штатных скафандрах. Наибольшую адекватность при моделировании невесомости удается обеспечить с использованием активных -электромеханических стендов обезвешивания реализуемых с применением электроприводов.
Стенд «Селен», внешний вид которого приведен на рис. 1, был разработан и построен в РКК «Энергия» (тогда ЦКБЭМ) во 2-й половине 1960-х годов для комплексных экспериментов по передвижению космонавтов в скафандре «Кречет» с моделированием лунной тяжести. На стенде воспроизводились грунт, освещение и характерные для Луны особенности небесного свода, а также имитировалось лунное тяготение для объектов массой до 400 кг. Это позволяло отрабатывать выход испытателя
