Entraînements électriques intelligents. Entraînement électrique intelligent des vannes d'arrêt basé sur l'unité de commande ESD-VTG Entraînement intelligent des vannes

Conditions de base pour le développement d’entraînements électriques numériques intelligents

Le début du développement accéléré des systèmes numériques qui constituent la base des systèmes de commande intelligents pour les entraînements électriques doit être considéré comme l'apparition du premier microprocesseur en 1971. Depuis lors, cette industrie a connu un développement rapide, qui se poursuit encore aujourd'hui.
Grâce aux progrès de la technologie des microprocesseurs et de l’électronique de puissance, les dispositifs embarqués ont trouvé une utilisation pratique ces dernières années. systèmes à microprocesseur, des transistors IGBT, des systèmes de microcontrôleurs hautes performances pour le contrôle direct des équipements numériques et des modules de puissance IPM intelligents capables de contrôler en temps réel les processus dynamiques des entraînements électriques.

Les microcontrôleurs modernes incluent des fonctions de contrôle numérique direct, qui sont directement intégrées aux microcontrôleurs et se distinguent par une architecture et un système de commande développés, qui permettent de résoudre la plupart des problèmes typiques de contrôle de systèmes dynamiques au niveau du code rapide. Les nouvelles approches utilisées dans les systèmes de commande numérique pour les entraînements électriques modernes comprennent :
— transition des compteurs conventionnels vers des ensembles de compteurs/minuteries universels avec canaux de comparaison/capture intégrés et ensuite vers des processeurs d'événements multicanaux ;
— disponibilité de canaux de sortie à grande vitesse à des fréquences allant jusqu'à 20-50 kHz ;
— traitement temporel de précision des séquences d'impulsions multicanaux d'entrée pour l'interface avec une large classe de capteurs de rétroaction (éléments à impulsions, inductifs, à effet Hall, etc.);
— disponibilité d'une fonction d'entrée à grande vitesse à des fréquences allant jusqu'à 100 kHz et plus ;
— création de périphériques spécialisés tels que des « décodeurs en quadrature » pour traiter les signaux issus des capteurs feedback les plus courants (notamment, capteurs optiques dispositions);
— disponibilité de fonctions pour la commande directe des interrupteurs de puissance et l'identification de position/vitesse ;
— création de générateurs PWM multicanaux unifiés avec des capacités intégrées pour le contrôle numérique direct des commutateurs onduleurs, des redresseurs actifs et des convertisseurs DC-DC en modes de modulation PWM frontale, centrée et vectorielle ;
— intégration d'un processeur d'événements et d'un générateur PWM multicanal en un seul appareil universel— gestionnaire d'événements;
— création de microcontrôleurs avec double gestionnaire d'événements pour le contrôle numérique direct des variateurs selon le système : « Redresseur actif-Inverter-Moteur » et « Convertisseur DC-DC – Onduleur-Moteur », ainsi que pour le contrôle des variateurs à double moteur ;
— une augmentation significative de la vitesse des convertisseurs analogique-numérique (temps de conversion jusqu'à 100 ns par canal), l'autosynchronisation des processus de démarrage de l'ADC avec le fonctionnement d'autres périphériques, notamment les générateurs PWM ;
pipeline automatique des processus de conversion vers ADC via plusieurs canaux (jusqu'à 16)
— prise en charge des fonctions de contrôle du courant continu et du contrôle direct du couple.
Les caractéristiques énumérées du contrôle numérique des entraînements électriques, ainsi que le développement accéléré de la technologie des microprocesseurs, créent un climat favorable au développement et à la mise en œuvre de technologies innovantes et à l'utilisation de méthodes mathématiques modernes pour la synthèse des systèmes de contrôle des entraînements électriques.

Quelques méthodes et approches mathématiques utilisées dans les systèmes de contrôle intelligents pour les entraînements électriques

L’un des problèmes urgents dans la synthèse d’un entraînement électrique moderne est la construction de systèmes de contrôle optimaux. Lors de la formulation du problème de synthèse du contrôle optimal, en plus des équations de l'objet de contrôle, un critère d'optimalité est sélectionné, qui doit être atteint dans un temps fini, sous réserve des restrictions spécifiées sur le contrôle, le vecteur de phase et les conditions aux limites.
Une certaine fonction objectif fait office de critère d'optimalité (par exemple, atteindre des performances maximales, une consommation d'énergie minimale, etc.).
Diverses approches sont connues pour résoudre ce problème. Parmi les plus courantes figurent les méthodes dites de gradient, dans lesquelles la fonction cible est présentée comme une fonctionnelle de plusieurs variables d'état d'un système dynamique - F(x1,x2, ... xn).
Selon l'algorithme de la méthode du gradient, pour déterminer la direction du mouvement vers l'optimum, il faut trouver les dérivées partielles : δF/δx1 ; δF/δx2;… δF/δxn, qui déterminent le vecteur gradient, et font un pas dans le sens de sa diminution. A chaque étape d'optimisation, la procédure de calcul du gradient est répétée. En conséquence, au point final, la valeur de la fonctionnelle F(x1,x2, … xn) atteint un extremum et la valeur du gradient atteint sa valeur nulle.
Lors de la mise en œuvre pratique des méthodes de gradient, de nombreuses questions se posent liées à la justification du type de fonctionnelle de qualité, à la longueur du pas à chaque itération, ainsi qu'à la probabilité que la trajectoire du mouvement tombe jusqu'à un point minimum local et à la résolution du problème de recherche d'un extrême mondial.
La transition vers des systèmes de contrôle numériques, construits à l'aide de composants modernes et d'une technologie de microprocesseur, a permis de passer à de nouvelles technologies de contrôle des entraînements électriques, auparavant inaccessibles en raison de limitations techniques. Ces technologies incluent la synthèse de systèmes d'entraînement électrique avec des éléments d'intelligence artificielle, qui utilisent largement les développements de la nature vivante en matière d'adaptation des organismes à un environnement extérieur changeant.
Récemment, de nombreux algorithmes ont été proposés pour optimiser le contrôle de systèmes dynamiques basés sur la simulation du comportement d'organismes vivants. Divers algorithmes de recherche stochastiques, connus dans la littérature nationale sous le nom d'algorithmes de population, se sont répandus. Ils appartiennent à la classe des algorithmes heuristiques dont la convergence vers une solution globale n'a pas été prouvée théoriquement, mais sur la base d'expériences numériques, il a été montré qu'ils donnent dans la plupart des cas d'assez bons résultats.
Les classifications suivantes d'algorithmes de population sont présentées :
— les algorithmes évolutifs, y compris les algorithmes génétiques ;
— des algorithmes de population inspirés de la faune sauvage ;
- algorithmes inspirés nature inanimée;
— des algorithmes inspirés de la société humaine ;
— d'autres algorithmes.
À leur tour, les algorithmes évolutionnaires incluent :
-des algorithmes génétiques,
-stratégie d'évolution,
-programmation évolutive,
-algorithmes d'évolution différentielle (évolution différentielle),
-programmation génétique.
Les algorithmes évolutionnistes sont basés sur les principes généraux de l'évolution biologique (sélection, mutation et reproduction des individus) et font partie d'une technologie plus large de ce que l'on appelle le soft computing, qui comprend la logique floue, les réseaux de neurones, le raisonnement probabiliste et les réseaux de confiance, qui sont utilisés indépendamment ou dans diverses combinaisons dans la synthèse de systèmes dotés d’intelligence artificielle.
Parmi les algorithmes d'optimisation largement utilisés pour la synthèse de systèmes d'entraînement électrique figurent les algorithmes de population inspirés de la nature vivante, qui ne nécessitent pas de calculs de gradient pour trouver l'extremum de la fonction objectif (algorithmes d'essaim de particules, de colonie de fourmis et d'essaim d'abeilles).
À la base, ces algorithmes imitent le comportement collectif de troupeaux d’oiseaux et de bancs de poissons, ou le comportement d’une colonie de fourmis ou d’un essaim d’abeilles. L'algorithme du comportement de chaque individu d'un troupeau peut être mis en œuvre sur les principes suivants :
1) le désir lors du déplacement d'éviter les collisions avec les individus les plus proches du troupeau ;
2) choix de la vitesse en tenant compte des vitesses des individus se déplaçant à proximité en troupeau ;
3) minimiser la distance avec les voisins les plus proches.
Ces principes sont utilisés dans l'une des méthodes mathématiques les plus populaires - la méthode dite de l'essaim de particules, qui a été développée à l'origine pour simuler la chorégraphie d'une volée d'oiseaux, puis développée pour résoudre des problèmes d'optimisation de systèmes dynamiques. L'algorithme d'optimisation utilisant la méthode de l'essaim de particules peut être présenté sur la figure 1.

Figure 1. Algorithme d'optimisation d'essaim de particules
À chaque instant, les particules ont une certaine position et un certain vecteur vitesse dans l'espace d'état, qui change à chaque itération selon la formule suivante :
vi= ω∙ vi+a1∙ rnd()∙(pbesti - xi) + a2∙rnd(). (gbesti-xi),
Où:
a1, a2 sont des accélérations constantes (la vitesse de convergence de l'algorithme dépend du choix de ces paramètres) ;
pbesti t est le meilleur point trouvé par la particule ;
gbesti est le meilleur point traversé par toutes les particules du système ;
xi est la position actuelle de la particule ;
rnd() est une fonction qui renvoie un nombre aléatoire de 0 à 1 inclus.

Le coefficient ω, appelé coefficient d'inertie par Yuhui Shi et Russell Eberhart, équilibre l'étendue de l'exploration en prêtant attention aux solutions sous-optimales trouvées.
Dans le cas de ω >1, les vitesses des particules augmentent, elles se séparent et explorent l'espace de manière plus approfondie. Sinon, la vitesse des particules diminue avec le temps.
Après avoir calculé la direction du vecteur v, la particule se déplace vers le point x= x + v,
basé sur le meilleur extremum atteint par une particule donnée et des informations sur les particules les plus optimales de l'essaim.
Si nécessaire, les valeurs des meilleurs points pour chaque particule sont mises à jour pour toutes les particules dans leur ensemble, après quoi le cycle est répété.
Comme condition pour compléter l'algorithme d'optimisation par la méthode de l'essaim de particules, on peut choisir les conditions suivantes : la recherche d'un extremum se termine lorsqu'on atteint un certain nombre d'itérations pendant lesquelles la solution n'a pas été améliorée.
Actuellement, les méthodes de contrôle intelligentes basées sur la méthode des essaims de particules représentent une alternative sérieuse aux méthodes d’optimisation traditionnelles.
Par exemple, en ce qui concerne les systèmes de commande d'entraînement électrique de vannes, un algorithme simplifié basé sur la méthode de l'essaim de particules est présenté, qui permet d'optimiser les paramètres des filtres passifs afin de supprimer les harmoniques de courant et d'augmenter l'efficacité de l'entraînement électrique. Cet algorithme convient à la conception de filtres passifs dans les systèmes d'entraînement électrique synchrone avec trois types de charge : à couple constant ; à vitesse constante et couple variable ; à vitesse variable et couple variable. Grâce à l'application de la méthode, une réduction de l'influence de la composition harmonique des courants et des tensions sur le réseau a été obtenue CA, ainsi qu'en augmentant l'efficacité de la propulsion électrique
Pour résoudre le problème de l'optimisation du contrôle des paliers magnétiques actifs (AMP), deux modifications de l'algorithme classique d'optimisation par essaim de particules (PSO) ont été comparées : un algorithme avec un poids d'inertie décroissant linéairement (LDW-PSO) ; Algorithme avec approche par facteur de constriction (CFA-PSO) Sur la base des résultats de la simulation informatique des deux versions de l'algorithme, une évaluation de la convergence des procédures de minimisation de la fonction objectif, définie comme une intégrale de la valeur absolue de l'erreur, est donnée. Il est démontré que ces algorithmes PSO fournissent la convergence nécessaire et une efficacité de calcul élevée lors de l'optimisation de diverses structures de contrôleurs PID utilisés dans les systèmes de stabilisation du rotor dans les directions radiale et axiale.
Actuellement, la méthode de l'essaim de particules est également utilisée dans des problèmes d'optimisation des paramètres de conception des machines électriques.
Ainsi, afin d'augmenter la précision des calculs de liaison de flux, ainsi que d'optimiser les principaux paramètres de conception et de fonctionnement d'un moteur synchrone avec aimants permanents et suspension magnétique du rotor, une nouvelle technique de modélisation a été développée basée sur des méthodes d'optimisation d'un essaim de particules et des moindres carrés de vecteurs supports. Au cours de la simulation, l'angle du rotor, le courant de travail de l'enroulement et la force de suspension sont spécifiés et la liaison de flux est déterminée. Les relations entre les paramètres initiaux et déterminés sont dérivées. Avantages confirmés nouvelle technique en termes de précision et de rapidité des calculs par rapport à l'approche traditionnelle précédemment utilisée.
L'un des domaines dans lesquels la méthode par essaim de particules est devenue assez largement utilisée est l'optimisation de la conception des moteurs électriques à interrupteur utilisés dans les systèmes d'entraînement électriques modernes. Par exemple, on sait que la segmentation des pôles magnétiques est efficace et d'une manière simple pour réduire le couple dû aux interférences de champs harmoniques apparaissant dans de puissantes machines synchrones à aimants permanents. Pour résoudre ce problème, il est nécessaire d’appliquer des méthodes d’optimisation multicritères. Une approche possible et fastidieuse consiste à sélectionner la largeur et le décalage optimaux des segments magnétiques à l’aide de la méthode des éléments finis. Les travaux proposent une nouvelle stratégie plus économique basée sur l'utilisation d'un modèle semi-analytique du couple électromagnétique résultant de l'action d'interférences de champs harmoniques, ainsi que sur l'optimisation multicritère de la conception de la machine à l'aide de la méthode de l'essaim de particules. L'efficacité de la méthode proposée est démontrée par comparaison caractéristiques techniques deux prototypes de machines synchrones à pôles segmentés à deux et trois blocs d'aimants permanents par pôle, optimisés par la méthode des essaims de particules, présentant les caractéristiques des moteurs à aimants permanents à aimants permanents optimisés par la méthode des éléments finis.
Lorsque nous recherchons de nouvelles approches pour optimiser le contrôle des entraînements électriques, nous ne nous limitons pas à imiter des volées d’oiseaux et des essaims d’insectes. Les algorithmes efficaces d’optimisation de la population incluent également des algorithmes qui imitent le comportement de certaines bactéries. Ainsi, la technologie innovante de contrôle intelligent d'un moteur à réluctance commutée utilisant ce qu'on appelle est considérée. Algorithme de recherche de nourriture bactérienne intelligent (SBFA), qui simule le comportement chimiotactique des bactéries - leur mouvement le long d'un gradient de concentration de nutriments. Les possibilités d'utilisation de l'algorithme SBFA pour optimiser les systèmes de contrôle adaptatif sont discutées. L'efficacité de la méthodologie proposée est illustrée par l'exemple d'optimisation du régulateur de vitesse proportionnel-intégral d'un entraînement électrique à réluctance commutée avec un moteur de 4 kW et une configuration 8/6. Les erreurs de vitesse minimale et l'ondulation du couple sont utilisées comme fonction d'optimisation multi-objectifs, et un processeur de signal numérique TMS320F2812 est utilisé comme plate-forme pour la mise en œuvre de l'algorithme de contrôle.
De manière générale, la bibliographie d'articles scientifiques consacrés à l'optimisation des systèmes de contrôle des entraînements électriques à l'aide d'algorithmes de population imitant le comportement des êtres vivants s'élève à des centaines de publications rien que ces dernières années. Des résultats inspirants ont été obtenus, qui laissent espérer que dans un avenir proche, les principes théoriques considérés deviendront une pratique quotidienne et permettront d'atteindre une nouvelle étape auparavant inaccessible dans le développement de l'automatisation industrielle et des transports.

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Dessin. Unité de commande électronique EP vannes d'arrêt et de régulation ESD-VT G

Actuellement, il existe un besoin important de modernisation des entraînements électriques (ED) vannes d'arrêt usage industriel général. En 2007, à ces fins, la société EleSy a lancé une série de blocs électroniques ESD-VTG (Fig. 1), conçus pour contrôler les vannes électroniques d'arrêt et de régulation de différents types (vannes à tiroir et à coin, vannes à bille, vannes papillon etc.).

La nouvelle unité de commande a été initialement développée pour moderniser les vannes d'arrêt électriques précédemment utilisées, qui disposaient d'une ressource limitée de la part des éléments du mécanisme à came pour régler les micro-interrupteurs électromécaniques de déplacement. La technologie de réglage et de configuration des fins de course est également extrêmement peu pratique d'un point de vue opérationnel, nécessitant l'ouverture du couvercle de l'interrupteur, ainsi que le réglage manuel des cames et de la flèche du pointeur. La précision de la configuration de tels dispositifs électroniques est faible et leur intégration dans un système de contrôle de processus moderne doté d'interfaces numériques est problématique. Dans un entraînement électrique modernisé, une nouvelle unité de commande est installée pour remplacer l'ancienne. Dans ce cas:

il devient possible d'intégrer l'entraînement électrique dans le système de contrôle de processus via l'interface série RS-485 ;
lorsque l'ED est équipé d'un capteur de position électronique, qui garantit une précision de positionnement élevée, il est possible d'ajuster rapidement les positions finales de l'élément d'arrêt de la vanne de différentes manières, y compris sans allumer le moteur et sans déplacer la vanne d'arrêt élément;
L'entraînement électrique est équipé d'un embrayage électronique à limitation de couple bidirectionnel ; cet embrayage offre la possibilité de travailler « à l'arrêt » avec un couple donné, l'identification du couple d'entraînement lors du déplacement en fonction des valeurs des courants moteurs et de la tension du réseau, ainsi que le réglage différentes significations restrictions de couple en fonction du sens de déplacement de l'entraînement électrique et de la position de la vanne d'arrêt ;
L'unité fournit indépendamment l'ensemble des algorithmes nécessaires à la protection du moteur et des vannes, éliminant ainsi le besoin d'installer des systèmes de relais externes complexes.

A noter que le capteur électronique permet de contrôler la position de la liaison de sortie de l'entraînement électrique, y compris en l'absence de tension secteur, et ne nécessite pas de batterie pour fonctionner dans ce mode. L'ED sur la vanne est configuré sans pénétrer à l'intérieur de l'unité en configurant les paramètres dans les registres de configuration depuis le poste de contrôle local à l'aide de boutons de commande ou d'un panneau de commande infrarouge.

Un système de menu hiérarchique développé, une description verbale intuitive des paramètres en russe, affichée sur un écran alphanumérique à deux lignes, rendent la configuration aussi simple que l'utilisation. téléphone mobile. L'unité électronique surveille les paramètres d'entrée contre le dépassement de la limite maximale et les réglages incorrects.

Au cours du processus de configuration, il est possible de définir en plus l'algorithme de fonctionnement de l'entraînement électrique, les valeurs des valeurs limites de couple en fonction de la position de l'élément d'arrêt de la vanne, de bloquer les algorithmes des protections sélectionnées, de configurer entrée/sortie à distance selon un algorithme spécifié par l'utilisateur. Il est également possible de définir un tel mode pour régler les interrupteurs de fin de course dans lesquels vous devez déplacer la vanne d'arrêt. Il est possible de définir des modes d'arrêt lorsque la limite de compactage ou une position finale spécifiée est atteinte, ainsi qu'un mode de couple « choc » lors du démarrage de l'ouverture.

L'unité dispose d'un système d'enregistrement des événements qui suit et stocke dans une mémoire non volatile les commandes, les accidents et les états ED (les 300 derniers événements) indiquant l'horodatage de l'occurrence. Les informations enregistrées par ce système permettent de restaurer les causes des situations problématiques.

L'unité dispose d'une interface RS-485 fonctionnant selon le protocole ModBus RTU. L'interface discrète vous permet d'émettre des commandes « Fermer », « Ouvrir », « Stop » en utilisant des signaux de tension 220 AC ou 24 DC. L'heure du signal de réponse est réglée dans les registres de configuration du bloc. Le dispositif électronique produit des signaux discrets sur la position de la vanne « Ouverte », « Fermée », etc.

En option pour les unités de contrôle électroniques, le consommateur peut acheter une télécommande infrarouge pour configurer l'unité et lire les données qui y sont stockées : le journal des événements et les paramètres de réglage. L'utilisation d'une télécommande à échange bidirectionnel permet de transférer un fichier de paramètres de configuration préparé sur un ordinateur personnel vers des appareils électroniques installés sur site, réduisant ainsi le temps de configuration. En lisant le journal des événements de l'unité à l'aide de la télécommande, il peut être visualisé sur l'écran de l'ordinateur pour évaluer l'activité. personnel de service et le bon fonctionnement de l'appareil électronique, l'état du réseau électrique, etc. Le fichier journal des événements peut être envoyé via un ordinateur personnel connecté à Internet au service après-vente EleSy pour recevoir des conseils sur les situations problématiques.

Un régulateur de tension à thyristor (TRV) est utilisé comme interrupteur d'alimentation dans l'unité, qui détermine les petites dimensions, la haute fiabilité et le faible coût de l'alimentation électrique.

L'unité faisant partie d'un entraînement électrique asynchrone à thyristors remplit les fonctions suivantes : y protection contre les courants de court-circuit ; y limiter les courants moteurs au niveau maximum admissible ; y protection thermique du moteur contre les surcharges ; y formation des impulsions de couple de démarrage nécessaires pour vaincre les forces de frottement sec, de coincement, etc. ; y limiter le moment de mouvement, ce qui permet d'éviter la défaillance des éléments mécaniques de l'entraînement électrique ; y travailler l'emphase tout en maintenant un moment donné.

Répondre à ces exigences dans le système TRN-AD est compliqué par la nature semi-contrôlée des thyristors, la distorsion non sinusoïdale des courants du stator du moteur et le manque de méthodes de contrôle du couple en ajustant l'angle d'ouverture des thyristors.

Différents types de boîtes de vitesses peuvent être utilisés en EP. Les exigences concernant les limitations de couple de l'entraînement électrique sont remplies en tenant compte des propriétés de la boîte de vitesses et, en premier lieu, le coefficient de transfert de couple Km doit être pris en compte. Comme l'ont montré des études, le coefficient Km dans les boîtes de vitesses varie considérablement selon le mode de fonctionnement. Par exemple, pour une boîte de vitesses avec un rapport de démultiplication Kr = 220, utilisée en électronique de vannes, les valeurs évoluent comme suit : y travail à l'arrêt au démarrage avec application par choc du couple : Km = 0,8 Kr. ; y travail à l'arrêt au démarrage avec application douce du couple : Km = 0,65 Kr ; y travail en mouvement : Km = 0,9 Кр× f(Мc), où Мc est le moment de résistance ; y passage du mode conduite au mode arrêt : Km = 0,95 Kr.

Ainsi, l'algorithme de contrôle de la motorisation électrique doit prendre en compte le caractère non linéaire de ses éléments (IM, TPH, boîte de vitesses). Etant donné que le coefficient Km des différentes boîtes de vitesses peut présenter quelques différences (en raison de l'imperfection des technologies de fabrication de ses éléments), il est nécessaire de prévoir la possibilité d'une adaptation appropriée du système de contrôle. Pour résoudre ce problème lors de la création d'une unité de contrôle électronique, l'algorithme présenté sur la Fig. 3 sous forme de graphique. Les nœuds du graphique montrent les modes de fonctionnement logiques du système de contrôle sous la forme d'états fixes, où il existe sa propre logique de fonctionnement, un modèle de processus et des critères pour atteindre l'objectif fixé du mode. Les lignes du graphique montrent les conditions et les directions des transitions lorsque des événements se produisent dans le système qui déterminent un changement de régime. Désignations des événements sur les flèches :

ordre de bouger ;
présence d'un court-circuit de phase ;
présence d'un court-circuit linéaire ;
minuterie de test de court-circuit de phase ;
minuterie de test de court-circuit linéaire ;
pas de minuterie de mouvement ;
achèvement de la procédure relative au moment d'impact ;
le nombre de tentatives d'application du couple d'impact est nul ;
dépasser le moment du mouvement;
le régime moteur est supérieur à la moitié du régime nominal ;
ordre d'arrêter, atteignant la position cible ;
pas de minuterie de mouvement.

Le respect des exigences de protection contre les courants de court-circuit est réalisé en appliquant des impulsions de test préliminaires aux thyristors avec de grands angles d'ouverture φ (170° pour déterminer un court-circuit de phase et 120° pour un court-circuit linéaire). A la fin du test, le couple d'arrêt spécifié au démarrage est traité ; dans ce cas, l'angle d'ouverture des thyristors est formé en fonction de la limite de couple spécifiée et de la tension actuelle du réseau. En l'absence de mouvement, le contrôle est transféré à l'algorithme « Impact », qui génère une impulsion de couple due à l'angle d'ouverture nul des thyristors avec contrôle du nombre de démarrages de cet algorithme et retour ultérieur à l'angle d'ouverture précédent du thyristors. Au début du mouvement, l'angle d'ouverture des thyristors tend vers une valeur minimale (algorithme « Motion »), et le calcul du couple de charge est effectué sous forme de tableau en fonction de la tension du réseau, du courant moteur et du facteur de puissance. Dans ce mode, le moteur fonctionne dans une section linéaire de la caractéristique mécanique et fournit un régime proche du régime nominal. Si le couple dépasse la valeur spécifiée, le contrôle est transféré à l'algorithme « Stop » avec une modification progressive de l'angle d'ouverture des thyristors, ce qui entraîne une diminution de la vitesse, un « relâchement » de la boîte de vitesses et la possibilité de contrôler selon le tableau qui « forme » le couple au démarrage. Si le mouvement du moteur électrique ne reprend pas dans un délai spécifié, un signal d'alarme est généré concernant le dépassement du couple de charge et le moteur est arrêté.

En conclusion, il convient de noter que pour une étude plus détaillée des capacités d'une telle signature électronique, il est possible de l'obtenir sur le site Internet www.elesy.ru simulateur logiciel de vannes d'arrêt ES avec une unité de commande électronique ESDVTG. Ce produit logiciel est le modèle le plus proche possible d'un véritable entraînement électrique avec une unité de commande ESD-VTG. Il existe également des simulateurs pour d'autres unités de contrôle électroniques produits par EleSy. Ce modèle est construit à partir de : y un logiciel réel chargé dans unité électronique ESD-VTG ; y des systèmes d'équations différentielles pour modéliser le fonctionnement d'un moteur asynchrone triphasé à rotor à cage d'écureuil ; y principes de fonctionnement du TRN pour une charge triphasée sans borne zéro ; y la possibilité de créer un contrôle « virtuel » via une interface série. A l'aide du simulateur proposé, l'utilisateur a la possibilité de simuler le fonctionnement de l'électronique de la vanne d'arrêt (en tenant compte du schéma de charge, de l'état du réseau électrique, des connexions réalisées sur les parties d'interface et de puissance de l'unité, etc. .).

Dessin. Unité de commande électronique EP vannes d'arrêt et de régulation ESD-VT G

Actuellement, il existe un besoin important de modernisation des entraînements électriques (ED) des vannes d'arrêt à usage industriel général. En 2007, à ces fins, la société EleSy a lancé une série d'unités électroniques ESD-VTG (Fig. 1), conçues pour contrôler des vannes électroniques d'arrêt et de régulation de différents types (vannes à tiroir et à coin, vannes à bille, vannes papillon, etc.).

il devient possible d'intégrer l'entraînement électrique dans le système de contrôle de processus via l'interface série RS-485 ;
lorsque l'ED est équipé d'un capteur de position électronique, qui garantit une précision de positionnement élevée, il est possible d'ajuster rapidement les positions finales de l'élément d'arrêt de la vanne de différentes manières, y compris sans allumer le moteur et sans déplacer la vanne d'arrêt élément;
L'entraînement électrique est équipé d'un embrayage électronique à limitation de couple bidirectionnel ; cet accouplement offre la possibilité de travailler « à l'arrêt » avec un couple donné, l'identification du couple d'entraînement lors du déplacement en fonction des valeurs des courants moteurs et de la tension du réseau, ainsi que le réglage de différentes valeurs de limitation du couple en fonction sur le sens de déplacement de l'entraînement électrique et la position de l'élément d'arrêt ;
L'unité fournit indépendamment l'ensemble des algorithmes nécessaires à la protection du moteur et des vannes, éliminant ainsi le besoin d'installer des systèmes de relais externes complexes.

Un système de menu hiérarchique développé, une description verbale intuitive des paramètres en russe, affichée sur un écran alphanumérique à deux lignes, rendent la configuration aussi simple que l'utilisation d'un téléphone mobile. L'unité électronique surveille les paramètres d'entrée contre le dépassement de la limite maximale et les réglages incorrects.

En option pour les unités de contrôle électroniques, le consommateur peut acheter une télécommande infrarouge pour configurer l'unité et lire les données qui y sont stockées : le journal des événements et les paramètres de réglage. L'utilisation d'une télécommande à échange bidirectionnel permet de transférer un fichier de paramètres de configuration préparé sur un ordinateur personnel vers des appareils électroniques installés sur site, réduisant ainsi le temps de configuration. En lisant le journal des événements de l'unité à l'aide de la télécommande, il peut être visualisé sur l'écran de l'ordinateur pour évaluer les activités du personnel de maintenance et le bon fonctionnement de l'électronique, l'état du réseau électrique, etc. Le fichier journal des événements peut être envoyé via un ordinateur personnel connecté à Internet au service après-vente EleSy pour recevoir des conseils sur les situations problématiques.

ordre de bouger ;
présence d'un court-circuit de phase ;
présence d'un court-circuit linéaire ;
minuterie de test de court-circuit de phase ;
minuterie de test de court-circuit linéaire ;
pas de minuterie de mouvement ;
achèvement de la procédure relative au moment d'impact ;
le nombre de tentatives d'application du couple d'impact est nul ;
dépasser le moment du mouvement;
le régime moteur est supérieur à la moitié du régime nominal ;
ordre d'arrêter, atteignant la position cible ;
pas de minuterie de mouvement.

En conclusion, il convient de noter que pour une étude plus détaillée des capacités d'une telle signature électronique, il est possible de l'obtenir sur le site Internet www.elesy.ru simulateur logiciel de vannes d'arrêt ES avec une unité de commande électronique ESDVTG. Ce produit logiciel est le modèle le plus proche possible d'un véritable entraînement électrique avec une unité de commande ESD-VTG. Il existe également des simulateurs pour d'autres unités de contrôle électroniques produits par EleSy. Ce modèle est construit à partir de : y un logiciel réel chargé dans le boîtier électronique ESD-VTG ; y des systèmes d'équations différentielles pour modéliser le fonctionnement d'un moteur asynchrone triphasé à rotor à cage d'écureuil ; y principes de fonctionnement du TRN pour une charge triphasée sans borne zéro ; y la possibilité de créer un contrôle « virtuel » via une interface série. A l'aide du simulateur proposé, l'utilisateur a la possibilité de simuler le fonctionnement de l'électronique de la vanne d'arrêt (en tenant compte du schéma de charge, de l'état du réseau électrique, des connexions réalisées sur les parties d'interface et de puissance de l'unité, etc. .).

Caractéristiques du lecteur électrique intelligent NA

Les variateurs sont conçus en tenant compte des dernières avancées en matière de protection intelligente du variateur et de ses composants individuels, ainsi que de leurs diagnostics à distance et locaux. Aujourd'hui, ils répondent pleinement à toutes les exigences modernes en matière d'équipements de la plupart des secteurs de l'économie nationale.

La partie puissance de l'entraînement électrique est réalisée sur la base de l'entraînement électrique NA. Des fonctions intelligentes supplémentaires sont fournies dans le bloc intelligent, qui est connecté au variateur en tant que bloc fonctionnel séparé.

un. lectures du mode de conduite :

Télécommande - contrôle à distance du variateur
Local - contrôle du lecteur local
Arrêt - arrêt du variateur
Mode de balayage automatique du lecteur automatique (en option dans le positionneur de lecteur PCU)
Set - réglage des paramètres du variateur

b. indications d'état du lecteur :

Ouvert : le lecteur est complètement ouvert
Fermer - l'actionneur est complètement fermé
Courir - le lecteur est en mouvement
Défaut - erreur de lecteur

Avec. indications de position de fonctionnement du variateur 0 - 100%

d. numéro d'erreur du lecteur

Fonctions de conduite intelligente

Diagnostic de la bonne rotation des phases et élimination de leur décalage ;
Contrôler le sens de déplacement du variateur sans lancer de fils d'installation ;
Possibilité de paramétrer les modes de fonctionnement du variateur - à-coups et maintien ;
Réglage du sens de déplacement du variateur en cas de perte du signal de commande ;
Sélection de la méthode d'arrêt de l'entraînement lorsque les positions finales sont atteintes - lors de l'atteinte de la position finale ou en cas de dépassement du couple ;
Vérification du temps de fonctionnement du variateur en fonction de la ressource « ouverture-fermeture » ;
Vérifier l'état du potentiomètre de mesure ;
Mode d'étalonnage automatique de la course d'entraînement ;
Sélection des signaux sortants parmi les types présentés ou définition de vos propres valeurs ;
Installation et réglage des « zones mortes » de la course d'entraînement - protection contre « l'effet marteau » ;
Réglage et ajustement de l'heure de passage de la « zone morte » - report de certains signaux pour cette heure ;
Fournir un signal sur la position du variateur après le traitement du signal « défaut » ;
Définir et ajuster les points de début et de fin du signal analogique ;

Options d'unité intelligente disponibles dans le menu (lors de l'utilisation de PMU)

	Mode marche-arrêt	CPT (capteur de courant)	PCU (positionneur)
Contrôle PH (contrôle de phase)
Direct (direction du mouvement)
Pouce/maintien
Esd dir (mouvement en cas d'absence de signal de commande)
Contrôle TQ (méthode d'arrêt lorsque l'on atteint des positions extrêmes)
Cycle (vérifier le nombre de cycles)
Vérification PIU (vérification du potentiomètre)
Balayage automatique (mode d'étalonnage automatique)
Sel d'entrée (réglage des signaux de sortie)
Jeu d'entrées (réglage des signaux sortants hors du menu)
Bande morte (réglage de la zone morte)
Temporisation (réglage du temps de retard du signal)
Entrée F/A (fournissant un signal sur la position de l'actionneur après un signal de défaut)
Cl out Set (réglage du signal sortant sur « 0 »)
Op out set (réglage « 100 » du signal sortant)

La conception des connexions électriques, séparées en une unité séparée, avec des schémas de connexion électriques installés en usine, ne permet pas à l'humidité atmosphérique et à la poussière de pénétrer à l'intérieur du variateur. Cela augmente cycle de vie variateur et le fonctionnement de chacun de ses composants pendant toute la durée de vie du variateur.

Schéma électrique du bornier

	Description

Tension d'alimentation U, V, W	Tension triphasée 380 V 50 Hz.



Bornes d'entrée	Télécommande - Fermé
	Télécommande - Ouvrir
	Télécommande - Arrêt
	Télécommande - ESD
	Télécommande - Automatique
	Télécommande ACCOM
	Télécommande DCCOM
	Entrée à distance 4-20 mA(+)
	Entrée à distance 2-20 mA(-)
Bornes de sortie	Tension intégrale 24VDC(+)
	Tension intégrée 24VDC(-)
	Moniteur COM	Max. Par exemple. 250 VCA 5A
	Moniteur marche/arrêt
	Surveiller à distance
	Défaut COM	Max. Par exemple. 250 VCA 5A


	Course de travail du COM	Max. Par exemple. 250 VCA 5A
	Course de travail vers Fermé
	Avancement des travaux jusqu'à l'ouverture
	Fermeture complète de COM	Max. Par exemple. 250 VCA 5A
	Fermeture NC complète
	Fermeture complète NON
	Ouverture totale de COM	Max. Par exemple. 250 VCA 5A
	Ouverture totale NC
	Ouverture totale NON
	Sortie à distance 4-20 mA (+)
	Sortie à distance 4-20 mA (-)

Schémas de connexion électrique

NA 301 (type marche-arrêt)
NA 302 (type CPT)
NA 303 (type PCU)

Le protocole Profibus haut débit fonctionne via le port RS485 sur 2 fils schéma électrique. Jusqu'à 126 variateurs inclus peuvent être connectés via un réseau avec un répéteur approprié. En l'absence de répéteur (répéteur), seuls 32 appareils peuvent être connectés.

Vitesse de transmission et longueur du câble.

Maître GSD-FAIL : installation du programme

Spécification de l'interface de la carte Profibus DP

Signaux de commande et retour:

signaux de commande : valeur de position (00-FF, 256 étapes)
signal de retour : valeur de position (00-FF, 256 étapes)

Spécification générale du Profibus DP :

Protocoles de communication : Profibus DP conforme aux normes CEI 61158 et 617
support de transmission : paire torsadée, câble en cuivre blindé, conforme à la norme EN50170.

Interface Profibus DP : EIA-485 (RS485).

Numéro d'appareil : 32 appareils sans répéteur, 126 appareils avec répéteur. Température de fonctionnement(-10 +70°C).