インテリジェントな電気ドライブ。 ESD-VTG 制御ユニットに基づく遮断弁のインテリジェントな電気駆動 インテリジェントなバルブ駆動

インテリジェントなデジタル電気ドライブを開発するための基本的な前提条件

電気駆動装置用のインテリジェント制御システムの基礎を形成するデジタル システムの加速開発の始まりは、1971 年の最初のマイクロプロセッサの出現と考えるべきです。 それ以来、この業界は急速な発展を遂げ、今日まで続いています。
近年、マイクロプロセッサ技術やパワーエレクトロニクスの進歩により、組み込み機器が実用化されています。 マイクロプロセッサシステム、IGBT トランジスタ、デジタル機器を直接制御するための高性能マイクロコントローラー システム、および電気ドライブの動的プロセスをリアルタイムで制御できるインテリジェント パワー モジュール IPM。

最新のマイクロコントローラーには、直接デジタル制御機能が組み込まれており、開発されたアーキテクチャーとコマンド システムによって区別され、動的システムを制御する際の最も一般的な問題を高速コード レベルで解決できます。 最新の電気ドライブのデジタル制御システムで使用される新しいアプローチには、次のものがあります。
— 従来のカウンタから、比較/キャプチャチャネルが組み込まれたユニバーサルカウンタ/タイマのセットへ、さらにマルチチャネルイベントプロセッサへの移行。
— 最大 20 ~ 50 kHz の周波数での高速出力チャンネルの利用可能性。
— 幅広いクラスのフィードバック センサー (パルス、誘導、ホール素子など) とインターフェースするための、入力マルチチャンネル パルス シーケンスの高精度タイミング処理。
— 最大 100 kHz 以上の周波数での高速入力機能の利用可能性。
— 最も一般的なフィードバック センサー (特に、 光学センサー規定);
— 電源スイッチの直接制御および位置/速度識別機能の利用可能性。
— フロント、センター、ベクトル PWM 変調モードでインバータ スイッチ、アクティブ整流器、DC-DC コンバータを直接デジタル制御する機能を内蔵した統合マルチチャネル PWM ジェネレータの作成。
— イベントプロセッサとマルチチャネルPWMジェネレータを1つに統合 ユニバーサルデバイス— イベントマネージャー;
— 「アクティブ整流器 - インバーター - モーター」および「DC-DC コンバーター - インバーター - モーター」のシステムに従ってドライブを直接デジタル制御するため、およびデュアルモータードライブを制御するためのデュアルイベントマネージャーを備えたマイクロコントローラーの作成。
— アナログデジタルコンバータの速度の大幅な向上(変換時間はチャネルあたり最大 100 ns)、ADC 起動プロセスと他の周辺デバイス、特に PWM ジェネレータの動作との自動同期。
複数のチャネル (最大 16) を介した ADC への変換プロセスの自動パイプライン
— 直流制御および直接トルク制御機能のサポート。
電気ドライブのデジタル制御のリストされた機能は、マイクロプロセッサ技術の開発の加速と相まって、革新的な技術の開発と実装、および電気ドライブ制御システムの合成のための現代の数学的手法の使用にとって好ましい環境を生み出します。

電気駆動装置のインテリジェント制御システムで使用されるいくつかの数学的手法とアプローチ

最新の電気ドライブの合成における緊急の問題の 1 つは、最適な制御システムの構築です。 最適な制御を合成する問題を定式化する場合、制御オブジェクトの方程式に加えて、制御、位相ベクトル、および境界条件に関する指定された制限を条件として、有限時間内に達成する必要がある最適性基準が選択されます。
特定の目的関数は、最適性の基準として機能します (たとえば、最大のパフォーマンス、最小のエネルギー消費の達成など)。
この問題を解決するために、さまざまなアプローチが知られています。 最も一般的なのは、いわゆる勾配法です。この方法では、ターゲット関数が動的システムのいくつかの状態変数 (F(x1,x2, ... xn)) の関数として表現されます。
勾配法アルゴリズムによれば、最適値に向かう移動方向を決定するには、次の偏導関数を見つける必要があります。 δF/δx2;…δF/δxn、これは勾配ベクトルを決定し、その減少方向にステップを踏みます。 各最適化ステップで、勾配計算手順が繰り返されます。 その結果、終点では関数 F(x1,x2, … xn) の値が極値に達し、勾配の値がゼロ値に達します。
実際に勾配法を実装する場合、品質汎関数のタイプの正当性、各反復のステップ長、モーション軌跡が極小点に陥る確率、および極小点を見つける問題の解決に関連して多くの疑問が生じます。世界的な極値。
最新のコンポーネントとマイクロプロセッサ技術を使用して構築されたデジタル システム制御システムへの移行により、技術的な限界により以前は実現できなかった電気ドライブを制御するための新しい技術への移行が可能になりました。 このような技術には、人工知能の要素を備えた電気駆動システムの合成が含まれており、変化する外部環境への生物の適応という点で生物自然の発達を広く利用しています。
最近、生物の挙動のシミュレーションに基づいて動的システムの制御を最適化するための多くのアルゴリズムが提案されています。 国内文献では母集団アルゴリズムとして知られるさまざまな検索確率アルゴリズムが普及しています。 これらはヒューリスティック アルゴリズムのクラスに属しており、大域的な解への収束は理論的に証明されていませんが、数値実験に基づくと、ほとんどの場合、かなり良好な結果が得られることが示されています。
母集団アルゴリズムは次のように分類されます。
- 遺伝的アルゴリズムを含む進化的アルゴリズム。
— 野生動物にヒントを得た人口アルゴリズム。
- アルゴリズムからインスピレーションを得た 無生物の自然;
— 人間社会からインスピレーションを得たアルゴリズム。
— 他のアルゴリズム。
さらに、進化的アルゴリズムには次のものが含まれます。
-遺伝的アルゴリズム、
-進化戦略、
-進化的プログラミング、
- 差分進化のアルゴリズム (Differentialevolution)、
-遺伝子プログラミング。
進化アルゴリズムは、生物学的進化の一般原則 (個体の選択、突然変異、生殖) に基づいており、ファジー ロジック、ニューラル ネットワーク、確率論的推論、信頼のネットワークなど、いわゆるソフト コンピューティングの広範なテクノロジの一部です。人工知能を備えたシステムの合成において、独立して、またはさまざまな組み合わせで使用されます。
電気駆動システムの合成に広く使用されている最適化アルゴリズムには、生きた自然からインスピレーションを得た個体群アルゴリズムがあり、目的関数の極値を見つけるために勾配計算を必要としません (粒子群、アリのコロニー、および蜂の群アルゴリズム)。
このようなアルゴリズムの核心は、鳥の群れや魚の群れの集団行動、あるいはアリのコロニーやミツバチの群れの行動を模倣します。 群れ内の各個体の行動のアルゴリズムは、次の原則に基づいて実装できます。
1)移動するとき、群れの最も近い個体との衝突を避けたいという欲求。
2) 群れの中で近くを移動する個体の速度を考慮した速度の選択。
3) 最近隣との距離を最小限に抑える。
これらの原理は、最も一般的な数学的手法の 1 つである、いわゆる粒子群法で使用されています。これは、もともと鳥の群れの振り付けをシミュレートするために開発され、その後、動的システムの最適化の問題を解決するために開発されました。 粒子群法を使用した最適化アルゴリズムを図 1 に示します。

図1。 粒子群最適化アルゴリズム
各瞬間において、粒子は状態空間内で特定の位置と速度ベクトルを持ち、それは次の式に従って反復ごとに変化します。
vi= ω∙ vi+a1∙ rnd()∙(pbesti - xi) + a2∙rnd()。 (gbesti - xi)、
どこ:
a1、a2 は一定の加速度です (アルゴリズムの収束速度はこれらのパラメーターの選択によって異なります)。
pbesti t は、粒子によって見つかった最良の点です。
gbesti は、システムのすべての粒子が通過する最良の点です。
xi は粒子の現在位置です。
rnd() – 0 から 1 までの乱数を返す関数。

Yuhui Shi と Russell Eberhart によって慣性係数と呼ばれる係数 ω は、探索の幅と、見つかった準最適解への注意のバランスをとります。
ω >1 の場合、粒子の速度は増加し、粒子はばらばらに飛び、空間をより徹底的に探索します。 そうしないと、粒子の速度は時間の経過とともに減少します。
ベクトル v の方向を計算した後、粒子は点 x= x + v に移動します。
特定の粒子によって達成される最良の極値と、群れ内の最も最適な粒子に関する情報に基づきます。
必要に応じて、各パーティクルの最適ポイントの値がすべてのパーティクル全体に対して更新され、その後、このサイクルが繰り返されます。
粒子群法を使用した最適化アルゴリズムを完了するための条件として、次の条件を選択できます。極値の探索は、解が改善されない一定の反復回数に達すると終了します。
現在、粒子群法に基づくインテリジェント制御法は、従来の最適化法に代わる重要な手段となっています。
たとえば、バルブ電気駆動制御システムに関連して、電流高調波を抑制し電気駆動の効率を高めるためにパッシブ フィルターのパラメーターを最適化できる粒子群法に基づく簡略化されたアルゴリズムが提示されています。 このアルゴリズムは、次の 3 種類の負荷を持つ同期電気駆動システムのパッシブ フィルターの設計に適しています。 一定速度と可変トルク。 可変速度と可変トルクを備えています。 この手法を適用した結果、ネットワーク上の電流と電圧の高調波成分の影響を低減することができました。 交流電気駆動の効率も向上します。
アクティブ磁気軸受 (AMP) の制御を最適化する問題を解決する際に、古典的な粒子群最適化 (PSO) アルゴリズムの 2 つの修正が比較されました。 収縮因子アプローチによるアルゴリズム (CFA-PSO) 両方のバージョンのアルゴリズムのコンピューター シミュレーションの結果に基づいて、誤差の絶対値の積分として定義される目的関数を最小化するための手順の収束の評価が与えられます。 これらの PSO アルゴリズムは、ローター安定化システムで使用される PID コントローラーのさまざまな構造を半径方向および軸方向に最適化する際に、必要な収束と高い計算効率を提供することが示されています。
現在、粒子群法は電気機械の設計パラメータを最適化する問題にも使用されています。
したがって、鎖交磁束計算の精度を高めるだけでなく、同期モータの主な設計と動作パラメータを最適化するために、 永久磁石ローターの磁気サスペンションとそのモデリングのための新しい技術が、粒子の群れとサポートベクトルの最小二乗法を最適化する方法に基づいて開発されました。 シミュレーション中に、ローター角度、動作巻線電流、およびサスペンション力が指定され、鎖交磁束が決定されます。 初期パラメータと決定されたパラメータの間の関係が導出されます。 確認された特典 新しい技術以前に使用されていた従来のアプローチと比較して、計算の精度と速度の点で優れています。
粒子群法が非常に広く使用されるようになった分野の 1 つは、最新の電気駆動システムで使用されるスイッチ型電気モーターの設計の最適化です。 例えば、磁極分割が有効であることが知られており、 簡単な方法で永久磁石を備えた強力な同期機で発生する高調波磁界干渉によるトルクを軽減します。 この問題を解決するには、複数基準の最適化手法を適用する必要があります。 考えられる時間のかかるアプローチの 1 つは、有限要素法を使用して磁気セグメントの最適な幅とオフセットを選択することです。 この研究では、粒子群法を使用した機械設計の多基準最適化と併せて、高調波磁場干渉の作用から生じる電磁トルクの半解析モデルの使用に基づいた、より経済的な新しい戦略を提案しています。 提案手法の有効性を比較により示す 技術的特徴粒子群法によって最適化され、有限要素法によって最適化された永久磁石永久磁石モーターの特性を備えた、極ごとに 2 ブロックと 3 ブロックの永久磁石を備えたセグメント化された極同期機の 2 つのプロトタイプ。
電気ドライブの制御を最適化するための新しいアプローチを模索するとき、私たちは鳥の群れや昆虫の群れを模倣することに限定されません。 効果的な個体数最適化アルゴリズムには、特定の細菌の動作を模倣するアルゴリズムも含まれます。 そこで、いわゆるスイッチトリラクタンスモータをスマートに制御する革新的な技術が検討されている。 スマート細菌採餌アルゴリズム (SBFA) は、細菌の走化性挙動、つまり栄養濃度勾配に沿った細菌の移動をシミュレートします。 適応制御システムの最適化に SBFA アルゴリズムを使用する可能性について説明します。 提案された方法論の有効性は、4 kW モーターと 8/6 構成を備えたスイッチトリラクタンス電気駆動装置の比例積分速度コントローラーの最適化の例によって示されています。 最小速度誤差とトルクリップルは多目的最適化機能として使用され、制御アルゴリズムを実装するためのプラットフォームとしてTMS320F2812デジタルシグナルプロセッサが使用されます。
一般に、生物の行動を模倣する母集団アルゴリズムを使用した電気駆動制御システムの最適化に特化した科学論文の参考文献は、近年だけでも数百冊に上ります。 刺激的な結果が得られており、近い将来、検討された理論原理が日常的な実践となり、産業および輸送のオートメーションの開発において、これまで到達できなかった新たな段階に到達することが可能になるという期待に根拠を与えるものとなっています。

文学
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描画。 電子制御ユニット EP シャットオフおよびコントロールバルブ ESD-VT G

現在、電気ドライブ (ED) の最新化が非常に必要とされています。 遮断弁一般産業用。 2007 年、これらの目的のために、EleSy 社は、さまざまなタイプの電子遮断弁および制御弁 (スライド弁およびウェッジ弁、ボール弁、 バタフライバルブ等。)。

新しいコントロールユニットは当初、以前に使用されていた電気遮断バルブを最新化するために開発されましたが、電気機械式トラベルマイクロスイッチを設定するためのカム機構の要素のリソースが不足していました。 リミットスイッチを調整および設定するための技術も、操作の観点から非常に不便であり、カムとポインタ矢印を手動で設定するだけでなく、スイッチカバーを開ける必要があります。 このような電子デバイスのセットアップ精度は低く、デジタル インターフェイスを備えた最新のプロセス制御システムへの統合には問題があります。 最新の電気駆動装置では、古い制御ユニットを置き換えるために新しい制御ユニットが取り付けられます。 この場合:

  1. RS-485シリアルインターフェースを介して電気駆動装置をプロセス制御システムに統合することが可能になります。
  2. ED に電子位置センサーが装備されている場合、高い位置精度が保証され、エンジンを始動したりバルブ遮断装置を移動させたりすることなく、さまざまな方法でバルブ遮断要素の最終位置を迅速に調整することができます。要素;
  3. 電気駆動装置には電子双方向トルク制限クラッチが装備されています。 このクラッチは、所定のトルクで「停止時」に動作する機能、モーター電流とネットワーク電圧の値に基づいて移動時の駆動トルクを識別する機能、および設定を提供します。 さまざまな意味電気駆動装置の動作方向と遮断弁の位置に応じたトルク制限。
  4. このユニットは、モーターとバルブを保護するために必要なアルゴリズムのセット全体を独立して提供するため、複雑な外部リレーシステムを設置する必要がありません。

電子センサーを使用すると、主電源電圧がない場合も含めて電気ドライブの出力リンクの位置を制御でき、このモードでの動作にバッテリーは必要ないことに注意してください。 バルブの ED は、制御ボタンまたは赤外線制御パネルを使用してローカル制御ステーションから設定レジスタにパラメータを設定することにより、ユニット内部に侵入することなく設定されます。

開発された階層メニュー システム、英数字 2 行ディスプレイに表示されるロシア語でのパラメーターの直感的な口頭説明により、セットアップが使用と同じくらい簡単になります。 携帯電話。 電子ユニットは、入力パラメータが上限を超えたり、設定が間違っていないか監視します。

セットアッププロセス中に、電気駆動の動作アルゴリズム、バルブ遮断要素の位置に応じたトルク制限値の値を追加設定したり、選択した保護のアルゴリズムをブロックしたり、設定したりすることができます。ユーザー指定のアルゴリズムに従ってリモート入出力を行うこともできます。遮断弁を動かす必要があるリミットスイッチを設定するためのモードを設定することもできます。 締固め限界または指定終了位置に達したときの停止モードや、開き開始時の「ショック」トルクモードを設定することが可能です。

このユニットには、発生のタイムスタンプを示すコマンド、事故、および ED 状態 (最新の 300 イベント) を追跡し、不揮発性メモリに保存するイベント ログ システムが搭載されています。 このシステムによって記録された情報により、問題状況の原因を復元することができます。

このユニットには、ModBus RTU プロトコルを使用して動作する RS-485 インターフェイスが備わっています。 ディスクリート インターフェイスにより、220 AC または 24 DC 電圧信号を使用して「閉じる」、「開く」、「停止」コマンドを発行できます。 応答信号の時間は、ブロックのコンフィギュレーション レジスタに設定されます。 電子デバイスは、バルブ位置「開」、「閉」などに関する離散信号を生成します。

電子制御ユニットのオプションとして、消費者は赤外線リモコンを購入してユニットを設定し、そこに保存されているデータ (イベント ログや設定パラメータ) を読み取ることができます。 双方向交換リモコンを使用することで、パソコンで作成した設定パラメータファイルを現場に設置されている電子機器に転送することができ、セットアップ時間を短縮できます。 リモコンを使用してユニットのイベント ログを読み取ることで、コンピュータ画面上で視覚化してアクティビティを評価できます。 サービス担当者電子機器の正しい動作、電気ネットワークの状態など。 イベント ログ ファイルは、インターネットに接続されたパーソナル コンピュータを介して EleSy サービス部門に送信され、問題状況に関するアドバイスを受けることができます。

サイリスタ電圧レギュレータ (TRV) はユニット内の電源スイッチとして使用され、電源の小型化、高信頼性、低コストを決定します。

サイリスタ非同期電気ドライブの一部としてのユニットは、次の機能を実行します。 y 短絡電流に対する保護。 y モーター電流を最大許容レベルに制限します。 y 過負荷からのモーターの熱保護。 乾燥摩擦、ジャミングなどの力に打ち勝つために必要な始動トルク衝撃の形成。 y 動作モーメントを制限し、電気駆動装置の機械要素の故障を防ぐのに役立ちます。 特定の瞬間を維持しながら強調に取り組みます。

TRN-AD システムでこれらの要件を満たすことは、サイリスタの半制御の性質、モータの固定子電流の非正弦波歪み、およびサイリスタの開き角を調整することによるトルク制御方法の欠如によって複雑になります。

EP ではさまざまなタイプのギアボックスを使用できます。 電気駆動装置のトルク制限に関する要件は、ギアボックスの特性を考慮して満たされます。まず、トルク伝達係数 Km を考慮する必要があります。 研究が示しているように、ギアボックスの Km 係数は動作モードに応じて大きく異なります。 たとえば、バルブ電子機器で使用されるギア比 Kr = 220 のギアボックスの場合、値は次のように変化します。 y 衝撃トルクを加えて始動するときの停止時の動作: Km = 0.8 Kr。 y トルクを滑らかに加えて始動する場合の停止時の動作: Km = 0.65 Kr; y 運動中の仕事: Km = 0.9 Кр× f(Мc)、ここで Мc は抵抗モーメントです。 y 駆動モードから停止モードへの移行: Km = 0.95 Kr。

したがって、電気駆動装置の制御アルゴリズムは、その要素 (IM、TPH、ギアボックス) の非線形性を考慮する必要があります。 異なるギアボックスの係数 Km には多少の違いがある可能性があるため (要素の製造技術の不完全性により)、制御システムに適切に適応できるようにする必要があります。 電子制御ユニットを作成する際にこの問題を解決するには、図に示すアルゴリズムを使用します。 グラフの形で図3に示す。 グラフのノードは、制御システムの動作の論理モードをいくつかの固定状態の形で示します。ここには、独自の動作ロジック、プロセス モデル、モードの設定目標を達成するための基準があります。 グラフの線は、体制の変化を決定するイベントがシステム内で発生したときの遷移の条件と方向を示します。 矢印上のイベントの指定:

  1. 移動するコマンド。
  2. 相短絡の存在。
  3. 線形短絡の存在。
  4. 相短絡テストタイマー。
  5. リニア短絡テストタイマー;
  6. 移動タイマーなし。
  7. 衝撃モーメント手順の完了。
  8. 衝撃トルクを適用する試行回数はゼロです。
  9. 動きの瞬間を超える。
  10. エンジン回転数が定格回転数の半分を超えている。
  11. 目標位置に到達して停止するコマンド。
  12. 移動タイマーはありません。

短絡電流に対する保護の要件を満たすには、大きな開き角 φ (相短絡を判定する場合は 170°、線形短絡を判定する場合は 120°) でサイリスタに予備テスト パルスを印加します。 テストの終了時には、開始時に指定された停止トルクが処理されます。この場合、サイリスタの開き角度は、指定されたトルク制限と現在のネットワーク電圧に従って形成されます。 動きがない場合、制御は「インパクト」アルゴリズムに移され、このアルゴリズムの開始回数の制御とその後のサイリスタの開角ゼロによるトルク パルスが生成され、その後サイリスタの以前の開角に戻ります。サイリスタ。 動作の開始時、サイリスタの開き角は最小値に向かう傾向があり (「動作」アルゴリズム)、負荷トルクの計算はネットワーク電圧、モータ電流、および力率の表関数として実行されます。 このモードでは、エンジンは機械特性の線形セクションで動作し、定格速度に近い速度を提供します。 トルクが指定値を超えると、サイリスターの開き角度が段階的に変化する「停止」アルゴリズムに制御が移行します。これにより、速度が低下し、ギアボックスが「緩和」され、次のような制御が可能になります。始動時のトルクを「形成」するテーブル。 電気モーターの動きが指定された時間内に再開されない場合、負荷トルクの超過に関するアラーム信号が生成され、エンジンがオフになります。

結論として、このような電子署名の機能をより詳細に調べるには、Web サイトで電子署名を入手できることに注意してください。 www.elesy.ru電子制御ユニット ESDVTG を備えた電子遮断バルブのソフトウェア シミュレータ。 このソフトウェア製品は、ESD-VTG コントロール ユニットを備えた実際の電気ドライブに可能な限り近いモデルです。 EleSy が製造した他の電子制御ユニット用のシミュレータもあります。 このモデルは以下に基づいて構築されています。 y 実際のソフトウェアにロードされています。 電子ユニット ESD-VTG; y かご型回転子を備えた非同期三相モーターの動作をモデル化するための微分方程式系。 y ゼロ端子のない三相負荷に対する TRN の動作原理。 y シリアルインターフェイス経由で「仮想」コントロールを作成する機能。 提案されたシミュレータを使用すると、ユーザーは遮断弁電子機器の動作をシミュレートする機会が得られます(負荷図、電気ネットワークの状態、ユニットのインターフェースおよび電源部分への接続などを考慮) 。)。

描画。 電子制御ユニット EP シャットオフおよびコントロールバルブ ESD-VT G

現在、一般産業用遮断弁の電気駆動装置(ED)の最新化が大きなニーズとなっています。 2007 年、これらの目的のために、EleSy 社は、さまざまなタイプの電子遮断および制御バルブ (スライド バルブおよびウェッジ バルブ、ボール バルブ、バタフライ バルブ、等。)。

新しいコントロールユニットは当初、以前に使用されていた電気遮断バルブを最新化するために開発されましたが、電気機械式トラベルマイクロスイッチを設定するためのカム機構の要素のリソースが不足していました。 リミットスイッチを調整および設定するための技術も、操作の観点から非常に不便であり、カムとポインタ矢印を手動で設定するだけでなく、スイッチカバーを開ける必要があります。 このような電子デバイスのセットアップ精度は低く、デジタル インターフェイスを備えた最新のプロセス制御システムへの統合には問題があります。 最新の電気駆動装置では、古い制御ユニットを置き換えるために新しい制御ユニットが取り付けられます。 この場合:

  1. RS-485シリアルインターフェースを介して電気駆動装置をプロセス制御システムに統合することが可能になります。
  2. ED に電子位置センサーが装備されている場合、高い位置精度が保証され、エンジンを始動したりバルブ遮断装置を移動させたりすることなく、さまざまな方法でバルブ遮断要素の最終位置を迅速に調整することができます。要素;
  3. 電気駆動装置には電子双方向トルク制限クラッチが装備されています。 このカップリングは、特定のトルクで「停止時に」動作し、モーター電流と主電源電圧の値に基づいて移動時の駆動トルクを識別し、トルクを制限するためのさまざまな値を設定する機能を提供します。電気駆動装置の移動方向と遮断要素の位置によって異なります。
  4. このユニットは、モーターとバルブを保護するために必要なアルゴリズムのセット全体を独立して提供するため、複雑な外部リレーシステムを設置する必要がありません。

電子センサーを使用すると、主電源電圧がない場合も含めて電気ドライブの出力リンクの位置を制御でき、このモードでの動作にバッテリーは必要ないことに注意してください。 バルブの ED は、制御ボタンまたは赤外線制御パネルを使用してローカル制御ステーションから設定レジスタにパラメータを設定することにより、ユニット内部に侵入することなく設定されます。

開発された階層メニュー システム、英数字 2 行ディスプレイに表示されるロシア語でのパラメーターの直感的な口頭説明により、携帯電話を使用するのと同じくらい簡単にセットアップが行えます。 電子ユニットは、入力パラメータが上限を超えたり、設定が間違っていないか監視します。

セットアッププロセス中に、電気駆動の動作アルゴリズム、バルブ遮断要素の位置に応じたトルク制限値の値を追加設定したり、選択した保護のアルゴリズムをブロックしたり、設定したりすることができます。ユーザー指定のアルゴリズムに従ってリモート入出力を行うこともできます。遮断弁を動かす必要があるリミットスイッチを設定するためのモードを設定することもできます。 締固め限界または指定終了位置に達したときの停止モードや、開き開始時の「ショック」トルクモードを設定することが可能です。

このユニットには、発生のタイムスタンプを示すコマンド、事故、および ED 状態 (最新の 300 イベント) を追跡し、不揮発性メモリに保存するイベント ログ システムが搭載されています。 このシステムによって記録された情報により、問題状況の原因を復元することができます。

このユニットには、ModBus RTU プロトコルを使用して動作する RS-485 インターフェイスが備わっています。 ディスクリート インターフェイスにより、220 AC または 24 DC 電圧信号を使用して「閉じる」、「開く」、「停止」コマンドを発行できます。 応答信号の時間は、ブロックのコンフィギュレーション レジスタに設定されます。 電子デバイスは、バルブ位置「開」、「閉」などに関する離散信号を生成します。

電子制御ユニットのオプションとして、消費者は赤外線リモコンを購入してユニットを設定し、そこに保存されているデータ (イベント ログや設定パラメータ) を読み取ることができます。 双方向交換リモコンを使用することで、パソコンで作成した設定パラメータファイルを現場に設置されている電子機器に転送することができ、セットアップ時間を短縮できます。 リモコンを使用してユニットのイベント ログを読み取ることで、コンピュータ画面上で視覚化して、保守要員の活動や電子機器の正しい動作、電気ネットワークの状態などを評価できます。 イベント ログ ファイルは、インターネットに接続されたパーソナル コンピュータを介して EleSy サービス部門に送信され、問題状況に関するアドバイスを受けることができます。

サイリスタ電圧レギュレータ (TRV) はユニット内の電源スイッチとして使用され、電源の小型化、高信頼性、低コストを決定します。

サイリスタ非同期電気ドライブの一部としてのユニットは、次の機能を実行します。 y 短絡電流に対する保護。 y モーター電流を最大許容レベルに制限します。 y 過負荷からのモーターの熱保護。 乾燥摩擦、ジャミングなどの力に打ち勝つために必要な始動トルク衝撃の形成。 y 動作モーメントを制限し、電気駆動装置の機械要素の故障を防ぐのに役立ちます。 特定の瞬間を維持しながら強調に取り組みます。

TRN-AD システムでこれらの要件を満たすことは、サイリスタの半制御の性質、モータの固定子電流の非正弦波歪み、およびサイリスタの開き角を調整することによるトルク制御方法の欠如によって複雑になります。

EP ではさまざまなタイプのギアボックスを使用できます。 電気駆動装置のトルク制限に関する要件は、ギアボックスの特性を考慮して満たされます。まず、トルク伝達係数 Km を考慮する必要があります。 研究が示しているように、ギアボックスの Km 係数は動作モードに応じて大きく異なります。 たとえば、バルブ電子機器で使用されるギア比 Kr = 220 のギアボックスの場合、値は次のように変化します。 y 衝撃トルクを加えて始動するときの停止時の動作: Km = 0.8 Kr。 y トルクを滑らかに加えて始動する場合の停止時の動作: Km = 0.65 Kr; y 運動中の仕事: Km = 0.9 Кр× f(Мc)、ここで Мc は抵抗モーメントです。 y 駆動モードから停止モードへの移行: Km = 0.95 Kr。

したがって、電気駆動装置の制御アルゴリズムは、その要素 (IM、TPH、ギアボックス) の非線形性を考慮する必要があります。 異なるギアボックスの係数 Km には多少の違いがある可能性があるため (要素の製造技術の不完全性により)、制御システムに適切に適応できるようにする必要があります。 電子制御ユニットを作成する際にこの問題を解決するには、図に示すアルゴリズムを使用します。 グラフの形で図3に示す。 グラフのノードは、制御システムの動作の論理モードをいくつかの固定状態の形で示します。ここには、独自の動作ロジック、プロセス モデル、モードの設定目標を達成するための基準があります。 グラフの線は、体制の変化を決定するイベントがシステム内で発生したときの遷移の条件と方向を示します。 矢印上のイベントの指定:

  1. 移動するコマンド。
  2. 相短絡の存在。
  3. 線形短絡の存在。
  4. 相短絡テストタイマー。
  5. リニア短絡テストタイマー;
  6. 移動タイマーなし。
  7. 衝撃モーメント手順の完了。
  8. 衝撃トルクを適用する試行回数はゼロです。
  9. 動きの瞬間を超える。
  10. エンジン回転数が定格回転数の半分を超えている。
  11. 目標位置に到達して停止するコマンド。
  12. 移動タイマーはありません。

短絡電流に対する保護の要件を満たすには、大きな開き角 φ (相短絡を判定する場合は 170°、線形短絡を判定する場合は 120°) でサイリスタに予備テスト パルスを印加します。 テストの終了時には、開始時に指定された停止トルクが処理されます。この場合、サイリスタの開き角度は、指定されたトルク制限と現在のネットワーク電圧に従って形成されます。 動きがない場合、制御は「インパクト」アルゴリズムに移され、このアルゴリズムの開始回数の制御とその後のサイリスタの開角ゼロによるトルク パルスが生成され、その後サイリスタの以前の開角に戻ります。サイリスタ。 動作の開始時、サイリスタの開き角は最小値に向かう傾向があり (「動作」アルゴリズム)、負荷トルクの計算はネットワーク電圧、モータ電流、および力率の表関数として実行されます。 このモードでは、エンジンは機械特性の線形セクションで動作し、定格速度に近い速度を提供します。 トルクが指定値を超えると、サイリスターの開き角度が段階的に変化する「停止」アルゴリズムに制御が移行します。これにより、速度が低下し、ギアボックスが「緩和」され、次のような制御が可能になります。始動時のトルクを「形成」するテーブル。 電気モーターの動きが指定された時間内に再開されない場合、負荷トルクの超過に関するアラーム信号が生成され、エンジンがオフになります。

結論として、このような電子署名の機能をより詳細に調べるには、Web サイトで電子署名を入手できることに注意してください。 www.elesy.ru電子制御ユニット ESDVTG を備えた電子遮断バルブのソフトウェア シミュレータ。 このソフトウェア製品は、ESD-VTG コントロール ユニットを備えた実際の電気ドライブに可能な限り近いモデルです。 EleSy が製造した他の電子制御ユニット用のシミュレータもあります。 このモデルは以下に基づいて構築されています。 y ESD-VTG 電子ユニットにロードされた実際のソフトウェア。 y かご型回転子を備えた非同期三相モーターの動作をモデル化するための微分方程式系。 y ゼロ端子のない三相負荷に対する TRN の動作原理。 y シリアルインターフェイス経由で「仮想」コントロールを作成する機能。 提案されたシミュレータを使用すると、ユーザーは遮断弁電子機器の動作をシミュレートする機会が得られます(負荷図、電気ネットワークの状態、ユニットのインターフェースおよび電源部分への接続などを考慮) 。)。

インテリジェント電動NAドライブの特長

ドライブは、ドライブとその個々のコンポーネントのインテリジェントな保護、およびリモートおよびローカル診断の最新の進歩を考慮して設計されています。 現在、それらは国家経済のほとんどの部門からのそのような機器に対する最新の要件をすべて完全に満たしています。

電気駆動のパワー部分はNA電気駆動をベースに作られています。 追加のインテリジェント機能は、別個の機能ブロックとしてドライブに接続されるインテリジェント ブロックで提供されます。

a. ドライブモードの読み取り値:

  • リモート - ドライブのリモートコントロール
  • ローカル - ローカルドライブ制御
  • オフ - ドライブ停止
  • 自動 - ドライブ自動スキャン モード (PCU のオプション - ドライブ ポジショナ)
  • Set - ドライブパラメータの設定

b. ドライブのステータス表示:

  • オープン - ドライブが完全に開いています
  • 閉じる - アクチュエータが完全に閉じています
  • 実行 - ドライブが動作中です
  • 障害 - ドライブエラー

と。 ドライブの動作位置の表示 0 ~ 100%

d. ドライブエラー番号

スマートドライブ機能

  1. 正しい位相回転を診断し、それらの不一致を除去します。
  2. 取り付けワイヤーを投げることなく、ドライブの移動方向を制御します。
  3. ドライブの動作モードを設定する可能性 - 揺動と保持。
  4. 制御信号が失われた場合のドライブの移動方向を設定します。
  5. 最終位置に到達したとき、またはトルクを超えたときにドライブを停止する方法を選択します。
  6. 「開閉」リソースに基づいてドライブの動作時間を確認します。
  7. 測定ポテンショメータの状態を確認します。
  8. ドライブストロークの自動校正モード。
  9. 提示されたタイプから発信信号を選択するか、独自の値を設定します。
  10. ドライブストロークの「デッドゾーン」の設置と調整 - 「ハンマー効果」からの保護。
  11. 「デッドゾーン」を通過する時間を設定および調整します - この時間のためにいくつかの信号を延期します。
  12. 「障害」信号が処理された後、ドライブの位置に関する信号を提供します。
  13. アナログ信号の開始点と終了点の設定と調整。

メニューで利用可能なスマートユニットオプション(PMU使用時)

オンオフモード

CPT(電流センサー)

PCU(ポジショナー)

PHチェック(位相チェック)

ダイレクト(進行方向)

インチ/ホールド

Esd dir (制御信号がない場合の動作)

TQチェック(極限位置到達時の停止方法)

サイクル(サイクル数を確認)

PIUチェック(ポテンショメータチェック)

オートスキャン(自動校正モード)

Input sel(出力信号の設定)

入力設定(メニュー以外から送信信号を設定)

デッドバンド(不感帯設定)

タイムディレイ(信号の遅延時間の設定)

入力 F/A (障害信号後のアクチュエータの位置に関する信号を提供)

Cl out Set(送信信号を「0」に設定)

オプアウトセット(送信信号の設定「100」)

電気接続の設計は、別個のユニットに分離され、電気接続図が工場で取り付けられるため、大気中の湿気や埃がドライブ内に侵入することはありません。 これは増加します ライフサイクルドライブの耐用年数全体を通じて、ドライブとその各コンポーネントのパフォーマンスを維持します。

端子台の電気図

端子台番号

説明

電源電圧 U、V、W

電圧 三相380V 50Hz。

入力端子

リモコン - 閉じた状態

リモコン - 開く

リモコン - 停止

リモコン - ESD

リモコン - 自動

リモコン AC COM

リモコン DC COM

リモート入力 4-20mA(+)

リモート入力 2-20mA(-)

出力端子

積算電圧 DC24V(+)

積算電圧 DC24V(-)

COMモニター

最大。 例えば。 AC250V 5A

モニターのオン/オフ

遠隔監視

COMの欠陥

最大。 例えば。 AC250V 5A

COMの作動ストローク

最大。 例えば。 AC250V 5A

閉までの作業ストローク

オープンまでの作業進捗状況

COMの完全閉鎖

最大。 例えば。 AC250V 5A

フルNCクローズ

フルクローズ いいえ

COMの全面開通

最大。 例えば。 AC250V 5A

全開NC

全開NO

リモート出力 4-20mA(+)

リモート出力 4-20mA(-)

電気接続図
  1. NA 301(オンオフタイプ)
  2. NA302(CPTタイプ)
  3. NA303(PCUタイプ)

高速 Profibus プロトコルは 2 線式 RS485 ポート経由で動作します 電気図。 適切なリピーターを備えたネットワーク経由で、最大 126 台のドライブを接続できます。 リピータ(中継器)がない場合、接続できるデバイスは 32 台までです。

通信速度とケーブルの長さ。

GSD-FAIL マスター: プログラムのインストール

Profibus DP カードインターフェース仕様

コマンド信号と フィードバック:

  • 指令信号:位置値(00~FF、256ステップ)
  • フィードバック信号:位置値(00~FF、256ステップ)

Profibus DP の一般仕様:

  • 通信プロトコル: IEC 61158 および 617 に準拠した Profibus DP
  • 伝送媒体: ツイストペア、シールド銅ケーブル、EN50170 に準拠。

プロフィバス DP インターフェイス: EIA-485 (RS485)。

デバイス数: リピータなしのデバイス 32 台、リピータありのデバイス 126 台。 動作温度(-10+70℃)。