لأجهزة التحكم في المحركات ACS800 و DCS800 | 15 فولت / 24 فولت تيار مستمر | تفاضلي وذو طرف واحد | قنوات A/B/Z | بحد أقصى 200 كيلو هرتز | IP20 | عزل 1.5 كيلو فولت | الفتحة 1 / الفتحة 2 | رقم القطعة 3AFE64610805
يعد التحكم في محركات التيار المتردد ذات الحلقة المفتوحة كافيًا للعديد من التطبيقات. المراوح والمضخات وأنظمة النقل البسيطة - لا تحتاج هذه إلى معرفة مدى سرعة دوران عمود المحرك بالضبط. ولكن في اللحظة التي يتطلب فيها العمل تنظيمًا دقيقًا للسرعة تحت أحمال متغيرة، أو حركة يتم التحكم فيها بالموضع، أو مزامنة متعددة المحركات المنسقة، فإن تشغيل الحلقة المفتوحة ينفد من القدرة بسرعة.
إغلاق الحلقة يتطلب تغذية راجعة. تغذية راجعة حقيقية على مستوى العمود. وحدة ABB RTAC-01 هي وحدة الخيار التي توفرها لمنصات محركات ABB ACS800 و DCS800 - بطاقة واجهة مدمجة تترجم خرج النبضات الخام لمشفر تزايدي قياسي إلى بيانات السرعة والموضع التي تحتاجها البرامج الثابتة للتحكم في المحرك لتنفيذ تحكم متجه حقيقي بالحلقة المغلقة.
تركيب وحدة RTAC-01 مباشرة في فتحة لوحة RMIO الخاصة بالمحرك أو على محول وحدة الإدخال/الإخراج الخارجي AIMA-01 على سكة DIN، تسد الفجوة بين المشفر المادي على عمود المحرك وذكاء التحكم داخل المحرك - مع توفيرات لأنواع المشفرات التفاضلية وذات الطرف الواحد، وجهد إمداد قابل للاختيار، وعزل كهربائي يحمي دوائر المنطق الحساسة للمحرك من الاضطرابات من جانب المجال.
| المعلمة | القيمة |
|---|---|
| رقم القطعة | RTAC-01 (3AFE64610805) |
| الشركة المصنعة | ABB |
| الوظيفة | وحدة واجهة مشفر النبضات |
| المحركات المتوافقة | ACS800 (برنامج التطبيق ASXR7000 أو أحدث)، DCS800 |
| قنوات إدخال المشفر | A، B، Z (A+/A-، B+/B-، Z+/Z-) |
| أنواع واجهة الإشارة | تفاضلي (دفع-سحب)، ذو طرف واحد (دفع-سحب)، جامع مفتوح، باعث مفتوح |
| جهد الإمداد للمشفر | 15 فولت تيار مستمر (افتراضي) أو 24 فولت تيار مستمر - قابل للاختيار بواسطة وصلة توصيل |
| الحد الأقصى لطاقة الخرج | 5 واط |
| الحد الأقصى لتردد الإدخال | 200 كيلو هرتز |
| دقة تغذية السرعة | 0.00305% (15 بت) |
| دقة تغذية السرعة | 50 جزء في المليون |
| استهلاك الطاقة من المحرك | 55 مللي أمبير (من 250 مللي أمبير المتاحة) |
| العزل | 1.5 كيلو فولت تيار متردد (منطق/طاقة إلى الأرض، اختبار لمدة دقيقة واحدة) |
| الحد الأقصى لطول الكابل - دفع-سحب تفاضلي | 300 متر |
| الحد الأقصى لطول الكابل - دفع-سحب ذو طرف واحد | 200 متر |
| الحد الأقصى لطول الكابل - جامع مفتوح/باعث مفتوح | 100 متر |
| التركيب | الفتحة 1 أو الفتحة 2 على لوحة RMIO؛ أو محول AIMA-01 |
| موصل 38 سنًا | يتصل تلقائيًا بالإشارة والطاقة عند الإدخال |
| نطاق معرف العقدة (وضع AIMA-01) | 16-31 (المحدد S1، المواضع 0-F؛ افتراضي: 0 = معرف العقدة 16) |
| مصابيح تشخيص LED | CHA (أخضر)، CHB (أخضر)، WD/INIT (أصفر) |
| أبعاد الوحدة | 95 مم × 34 مم × 20 مم |
| درجة الحماية | IP20 |
| درجة حرارة التشغيل | 0 درجة مئوية إلى +40 درجة مئوية |
الوظيفة الأساسية لوحدة RTAC-01 هي ترجمة تيار النبضات التربيعي لمشفر تزايدي قياسي إلى التغذية الراجعة التي تستخدمها البرامج الثابتة للتحكم في المحرك في ACS800. فيزيائيًا، تحتوي الوحدة على كتلتين طرفيتين على واجهتها: X1 لتوصيلات طاقة المشفر (مع وصلة اختيار الجهد لخرج 15 فولت أو 24 فولت) و X2 لتوصيلات إشارة المشفر - الأزواج التفاضلية لقنوات A و B و Z.
عند إدخالها في الفتحة 1 أو الفتحة 2 للوحة RMIO الخاصة بـ ACS800، يقوم موصل ذو 38 سنًا تلقائيًا بإجراء جميع توصيلات الإشارة والطاقة بالمحرك. تثبت برغيان الوحدة ميكانيكيًا مع توفير نقطة تأريض لكابل الإدخال/الإخراج في نفس الوقت وربط إشارات GND بين RTAC-01 ولوحة RMIO. هذا الترتيب المدمج للتوصيل الميكانيكي والكهربائي هو تفصيل تصميم عملي: التثبيت الصحيح للبراغي موثق في دليل ABB على أنه ضروري لكل من الامتثال الكهرومغناطيسي وتشغيل الوحدة السليم.
قنوات إشارة المشفر معزولة كهربائيًا عن دوائر المنطق الخاصة بالمحرك، وإمدادات الطاقة، والأرضي، وتم اختبارها عند 1.5 كيلو فولت تيار متردد لمدة دقيقة واحدة. هذا العزل هو ما يسمح بتركيب RTAC-01 في البيئات الصناعية حيث قد يتعرض عمود المحرك - والمشفر المتصل به - لاضطرابات كهربائية قد تصل بخلاف ذلك إلى لوحة RMIO الخاصة بالمحرك مباشرة.
يتم استيعاب أربعة أنواع من مخارج المشفرات المادية:
دفع-سحب تفاضليهو التكوين الأعلى أداءً، ويدعم مسارات الكابلات التي تصل إلى 300 متر. يوفر الزوج التفاضلي (A+/A-، B+/B-، Z+/Z-) رفضًا للضوضاء المشتركة الذي يجعل مسارات الكابلات الطويلة قابلة للتطبيق في البيئات ذات الضوضاء الكهربائية - وهو الوضع الطبيعي في تطبيقات المحركات الصناعية حيث تشترك كابلات المشفر في مسارات الكابلات مع موصلات طاقة المحرك.
دفع-سحب ذو طرف واحديدعم ما يصل إلى 200 متر. يتم استخدام الإشارة الموجبة فقط من كل قناة؛ يتم ترك المدخل السالب غير متصل أو معالجته من خلال التكوين الداخلي للوحدة.
جامع مفتوحوباعث مفتوحيتم دعم المشفرات حتى 100 متر، مع تكوينات مقاومة سحب مناسبة مطلوبة على جانب الوحدة. بالنسبة لمخرجات الباعث المفتوح (المصدرة)، يحدد دليل ABB قيم مقاومة السحب لأسفل بقيمة 1.0-1.5 كيلو أوم عند 0.5 واط للتشغيل بجهد 15 فولت و 1.8-2.2 كيلو أوم عند 0.5 واط للتشغيل بجهد 24 فولت.
الحد الأقصى لتردد الإدخال البالغ 200 كيلو هرتز هو السقف لجميع أنواع المشفرات. بالنسبة لنبضات المشفر المعطاة لكل دورة، يترجم هذا مباشرة إلى أقصى سرعة محرك مدعومة - يصل مشفر 1024 ppr إلى حد 200 كيلو هرتز عند حوالي 11700 دورة في الدقيقة، مما يغطي بشكل مريح معظم تطبيقات المحركات الصناعية.
تستهلك وحدة RTAC-01 55 مللي أمبير من مصدر الطاقة الداخلي للمحرك ACS800 البالغ 250 مللي أمبير لعملها الخاص. عندما يتم استخدام مصدر الطاقة الداخلي للمحرك أيضًا لتشغيل المشفر عبر الوحدة (عبر طرف V OUT على X1)، يجب ألا يتجاوز الاستهلاك الحالي المدمج لوحدة RTAC-01 والمشفر ميزانية 250 مللي أمبير المتاحة للمحرك.
دليل ABB ووثائق المنتج واضحة بشأن هذا القيد: عند تشغيل المشفر بواسطة مصدر الطاقة الداخلي للمحرك، قد لا يتم تثبيت وحدات خيارات إضافية. هذا اعتبار عملي لتكامل النظام لتكوينات الخيارات المتعددة - إذا كان التطبيق يتطلب كل من RTAC-01 ووحدات خيارات أخرى تعمل بالطاقة (مثل ملحق الإدخال/الإخراج الرقمي RDIO-01)، فيجب حساب ميزانية تيار إمداد المشفر قبل الالتزام بالتكوين.
الحل للتكوينات المقيدة بالطاقة هو مصدر طاقة خارجي للمشفر. عند استخدام مصدر خارجي، يجب إزالة وصلة اختيار الجهد على كتلة طرفية X1 لفصل مصدر الطاقة الداخلي للمحرك عن طرف V OUT.
تحتوي وحدة RTAC-01 على ثلاثة مصابيح LED تشخيصية توفر حالة مرئية فورية دون الحاجة إلى الاتصال بشاشة معلمات المحرك:
CHA (أخضر)- نشط عندما ينتج المشفر نبضات القناة A. يؤكد نمط الوميض أن المشفر يدور وأن الإشارة يتم استقبالها. يشير مصباح LED المظلم بشكل دائم أثناء دوران المحرك إلى فقدان الإشارة على القناة A - تحقق من اتصال المشفر وسلامة الكابل.
CHB (أخضر)- نفس الوظيفة للقناة B. يؤكد إضاءة وتنشيط كل من CHA و CHB أثناء الدوران استقبال إشارة تربيعية صالحة.
WD/INIT (أصفر)- يعرض حالة تشغيل الوحدة. يذكر دليل ABB أن هذا المصباح مضاء عندما يقوم المحرك بتهيئة الوحدة (أثناء تهيئة التشغيل). قد يشير الإضاءة المستمرة بعد فترة التهيئة إلى مشكلة في الاتصال بين الوحدة ولوحة RMIO الخاصة بالمحرك.
هذه المصابيح هي أول محطة تشخيص عند استكشاف أخطاء تغذية السرعة في تركيب ACS800. إذا لم يُظهر CHA أو CHB أي نشاط على الرغم من تشغيل المحرك، فإن عزل الخطأ مباشر: جهاز المشفر، كابل المشفر، أو وحدة RTAC-01 - بهذا الترتيب.
لا تحتوي وحدة RTAC-01 على واجهة تكوين مستقلة - يتم برمجتها بالكامل من خلال معلمات المحرك ACS800، وتحديداً مجموعات المعلمات 50 و 51 (تكوين التغذية الراجعة) والمجموعة 98 (تكوين وحدة الخيار). تحدد هذه المعلمات عدد نبضات المشفر لكل دورة، ومنطق الاتجاه، وتخبر المحرك بالفتحة التي تحتوي على الوحدة وكيفية تطبيق بيانات التغذية الراجعة على خوارزمية التحكم في المحرك.
سلوك مصباح WD/INIT أثناء التشغيل هو المؤشر المرئي على أن تبادل المعلمات هذا يحدث: يقرأ المحرك هوية الوحدة من خلال الموصل ذي 38 سنًا، ويؤكد التوافق، ويحمل التكوين المناسب. لا توجد مفاتيح دوارة، ولا مفاتيح DIP، ولا أداة تكليف مستقلة - يتم التعامل مع جميع التكوينات من خلال بيئة المعلمات القياسية للمحرك، مما يعني أن تغذية المشفر يتم إعدادها ضمن نفس سير العمل مثل جميع مهام تكليف المحرك الأخرى.
عند تركيب الوحدة على محول وحدة الإدخال/الإخراج الخارجي AIMA-01 بدلاً من تركيبها مباشرة على لوحة RMIO، يجب ضبط محدد معرف العقدة (S1) على عنوان فريد في النطاق 16-31. الموضع الافتراضي 0 يتوافق مع معرف العقدة 16. هذا العنوان العقدة هو ما يسمح للمحرك بتمييز RTAC-01 عن الوحدات الأخرى على نفس المحول.
س 1: هل يمكن استخدام RTAC-01 مع مشفرات تتطلب جهد إمداد بخلاف 15 فولت أو 24 فولت؟
توفر الوحدة إما 15 فولت تيار مستمر (افتراضي، وصلة بين الطرفين 4-5 على X1) أو 24 فولت تيار مستمر (وصلة بين الطرفين 5-6 على X1) للمشفر عبر طرف V OUT الخاص بها. يجب تشغيل المشفرات التي تتطلب جهود إمداد أخرى - مشفرات TTL بجهد 5 فولت هي المثال الأكثر شيوعًا - من مصدر خارجي، مع إزالة الوصلة من طرف X1 الخاص بالوحدة لفصل مصدر الطاقة الداخلي عن V OUT. لاحظ أن RTAC-01 مصممة خصيصًا لمستويات إشارة المشفر بجهد 15 فولت و 24 فولت؛ بالنسبة لمشفرات TTL بجهد 5 فولت، تقدم ABB وحدة RTAC-03، وهي مصممة خصيصًا لواجهة مستوى TTL. توصيل إشارات مشفر TTL بجهد 5 فولت بوحدة RTAC-01 مهيأة لإمداد بجهد 15 فولت أو 24 فولت لن ينتج عنه استقبال إشارة صالح.
س 2: ما هو الحد الأقصى لطول كابل المشفر عند استخدام RTAC-01 مع مشفر دفع-سحب تفاضلي؟
يحدد دليل مستخدم ABB RTAC-01 الحد الأقصى لطول الكابل البالغ 300 متر لتوصيلات المشفرات التفاضلية دفع-سحب. يمثل هذا أفضل قدرة لمسار الكابل وينطبق فقط عند استخدام كابل مزدوج مجدول محمي بشكل صحيح، مع تأريض الدرع عند طرف SHLD الخاص بالوحدة (براغي التأريض على الوحدة). المسارات الأطول ذات التدريع الهامشي، أو التوجيه المتوازي بالقرب من كابلات المحركات عالية التيار، تقلل من هامش الضوضاء الفعال حتى ضمن طول الكابل المحدد. للتطبيقات المتطلبة بالقرب من محركات التردد المتغير، يعد فصل الكابلات وممارسة التدريع السليمة هما المحددان الرئيسيان لجودة إشارة المشفر الموثوقة على مسافات الكابلات الطويلة.
س 3: يبقى مصباح WD/INIT مضاءً بعد التشغيل ويظهر المحرك خطأ. ما الذي يجب فحصه أولاً؟
يضيء مصباح WD/INIT أثناء تسلسل التهيئة عندما يقوم المحرك بتهيئة الوحدة عبر الموصل ذي 38 سنًا. إذا ظل مضاءً بعد فترة بدء التشغيل العادية، فإن الاتصال بين المحرك والوحدة لم يكتمل بنجاح. الأسباب الأكثر شيوعًا ميكانيكية: الوحدة ليست مثبتة بالكامل في الفتحة (لم تقفل مشابك التثبيت)، لم يتم شد البرغيين بالكامل (مما يؤثر على توصيلات GND وأداء EMC)، أو تم إدخال الوحدة في الفتحة الخاطئة (تحقق مقابل وثائق المحرك لإصدار ACS800 المستخدم). إذا تم تأكيد التثبيت الميكانيكي، تحقق من أن إصدار برنامج التطبيق الخاص بـ ACS800 هو ASXR7000 أو أحدث، حيث أن الإصدارات السابقة لا تدعم RTAC-01. أخيرًا، تحقق من أن معلمات المحرك في المجموعة 98 مهيأة للتعرف على الوحدة في الفتحة الصحيحة.
س 4: هل يمكن تركيب RTAC-01 في ACS800 يحتوي بالفعل على وحدات خيارات أخرى في كلتا الفتحتين؟
تشغل وحدة RTAC-01 إحدى فتحتي الخيارات (الفتحة 1 أو الفتحة 2) على لوحة RMIO الخاصة بـ ACS800. إذا كانت كلتا الفتحتين مشغولتين بالفعل بوحدات خيارات أخرى، فيمكن تركيب RTAC-01 بدلاً من ذلك على محول وحدة الإدخال/الإخراج AIMA-01، والذي يتم تركيبه على سكة DIN ويتصل بالمحرك عبر كابل منفصل. عند استخدام AIMA-01، يجب ضبط محدد معرف العقدة على RTAC-01 على عنوان فريد. بالإضافة إلى ذلك، يجب التحقق من ميزانية مصدر الطاقة البالغة 250 مللي أمبير المشتركة بين جميع وحدات الخيارات: إذا كان استهلاك RTAC-01 البالغ 55 مللي أمبير، جنبًا إلى جنب مع متطلبات التيار للخيارات المثبتة الأخرى والمشفر نفسه، يقترب من حد 250 مللي أمبير، يلزم مصدر مشفر خارجي.
س 5: هل RTAC-01 متوافقة مع كل من سلسلتي محركات ACS800 و DCS800؟
نعم. تم تحديد وحدة RTAC-01 بواسطة ABB للاستخدام مع كل من منصة محركات التيار المتردد ACS800 ومنصة محركات التيار المستمر DCS800. تتطلب توافق ACS800 إصدار برنامج التطبيق ASXR7000 أو أحدث. بالنسبة لتركيبات DCS800، يجب التحقق من إصدار البرنامج الثابت المطبق مقابل وثائق نظام DCS800. إجراء التركيب المادي - الفتحة 1 أو الفتحة 2 على لوحة RMIO، اتصال تلقائي بـ 38 سنًا، تثبيت برغيين وتأريض - هو نفسه لكلا عائلتي المحركات. تتم البرمجة من خلال مجموعات معلمات المحرك المعنية، مع اختلاف أرقام المعلمات المحددة بين بيئات البرامج الثابتة لـ ACS800 و DCS800.
