Khi nào và tại sao Ổ đĩa DC vẫn quan trọng trong tự động hóa hiện đại

Tự động hóa hiện đại không được xác định bởi tuổi của mỗi động cơ trong nhà máy. Dây chuyền sản xuất có thể kết hợp động cơ DC hiện có với bộ điều khiển kỹ thuật số, chẩn đoán hiện đại và mạng công nghiệp. của ABBTổng quan kỹ thuật DCS880-Sminh họa sự kết hợp đó, mặc dù chức năng phụ thuộc vào cấu hình đã chọn.

Câu hỏi hữu ích hơn là liệu hệ thống được lắp đặt có thể đáp ứng yêu cầu sản xuất tiếp theo một cách an toàn và tiết kiệm hay không. Bài viết này tập trung vào các bộ truyền động công nghiệp dành cho động cơ DC có chổi than, không phải bộ điều khiển động cơ không chổi than hoặc bus DC bên trong của bộ truyền động biến tần AC.

Tại sao ổ đĩa DC vẫn quan trọng trong tự động hóa hiện đại

Bộ truyền động DC vẫn quan trọng khi động cơ còn hoạt động tốt và hệ thống lắp đặt cơ khí phù hợp có thể đáp ứng các yêu cầu sản xuất mà không cần thay thế hoàn toàn. Việc nâng cấp kiểm soát có mục tiêu có thể bảo toàn những tài sản đó trong khi cải thiện khả năng tích hợp. Siemens ghi lại các phương án hiện đại hóa nhằm giữ lại các động cơ DC, hệ thống cơ khí và hệ thống cáp hiện có, tùy thuộc vào khả năng tương thích của ứng dụng.

Điều đó không có nghĩa là giữ lại mọi thành phần cũ. Tách tình trạng của bộ điều khiển điện tử khỏi tình trạng của động cơ, sau đó hỏi xem liệu một trong hai có giới hạn quy trình hay không.

Ba tình huống xứng đáng có những phản ứng khác nhau. Việc cài đặt ổn định, có thể hỗ trợ có thể cần được bảo trì liên tục. Một động cơ phù hợp với bộ điều khiển lỗi thời có thể biện minh cho việc hiện đại hóa. Động cơ bị hỏng hoặc nhiệm vụ sản xuất thay đổi đáng kể có thể biện minh cho việc thay thế hoàn toàn.

Bảo tồn khả năng hữu ích, không phải những giả định lỗi thời.Một máy quen thuộc không tự động phù hợp với mục tiêu thông lượng cao hơn và bộ chuyển đổi mới không tự thiết lập được sự phù hợp đó.

Hãy sử dụng bài viết này để hiểu các ranh giới kỹ thuật đằng sau việc lưu giữ. Để biết quy trình làm việc chi tiết của dự án, hãy tiếp tục tới CHENTUO'sHướng dẫn trang bị thêm ổ đĩa DC, bao gồm việc giữ, thay thế và chuyển đổi một hệ thống đã cài đặt.

Ổ đĩa DC hoạt động như thế nào?

Trong động cơ DC có chổi than, chổi than và cổ góp truyền dòng điện tới phần ứng quay. Thiết kế kích thích riêng biệt cũng có cuộn dây kích từ được cung cấp độc lập. Bộ chuyển đổi công nghiệp có thể sử dụng bộ chỉnh lưu điều khiển do AC cung cấp; các cách sắp xếp khác sử dụng máy băm do DC cung cấp.

Một mối quan hệ mô-men xoắn đơn giản hóa là:

T ≈ k × Φ × Iₐ

Ở đây, T là mômen điện từ, k là hằng số động cơ, Φ là từ thông và Iₐ là dòng điện phần ứng. Với từ thông gần như không đổi, mô men quay theo dòng điện phần ứng. của MITGhi chú máy DCgiải thích các mối quan hệ cơ bản giữa dòng điện, trường, tốc độ và điện áp được tạo ra.

Dưới tốc độ cơ bản, điện áp phần ứng thường là biến điều khiển tốc độ chính trong khi từ trường vẫn ở gần trạng thái định mức. Trên tốc độ cơ bản, động cơ trường-dây quấn phù hợp có thể làm suy yếu trường. Giảm từ thông giúp mở rộng phạm vi tốc độ, nhưng nó cũng làm giảm mô-men xoắn có sẵn ở dòng điện phần ứng nhất định.

Sự khác biệt này có ý nghĩa quan trọng khi nhà máy yêu cầu sản lượng cao hơn. Hỏi xem sự thay đổi có yêu cầu tốc độ cao hơn, mô-men xoắn lớn hơn hay cả hai. Đừng cho rằng việc tăng tham chiếu tốc độ sẽ duy trì khả năng mô-men xoắn ban đầu.

Thiết bị phản hồi tốc độ có thể giúp bộ điều khiển khắc phục sự khác biệt giữa tốc độ yêu cầu và tốc độ thực tế, trong khi quy định hiện tại quản lý dòng điện phần ứng. Tuy nhiên, động cơ và thiết bị dẫn động phải duy trì hoạt động phù hợp trong phạm vi hoạt động đề xuất. Giới hạn làm mát, tốc độ tối đa, dòng điện và chuyển mạch yêu cầu xác minh-cụ thể về thiết bị.

Bộ truyền động DC tái tạo: Khi phanh trả lại năng lượng

Động cơ tạo ra năng lượng điện khi năng lượng cơ học điều khiển nó và mômen điện từ cản trở chuyển động quay. Tuy nhiên, việc tạo ra động cơ không tự động có nghĩa là năng lượng sẽ quay trở lại nguồn cung cấp.

Tùy thuộc vào kiến ​​trúc, năng lượng phanh có thể trở thành nhiệt trong điện trở, được tái sử dụng thông qua hệ thống điện tương thích hoặc quay trở lại nguồn cung cấp thông qua phần cứng chuyển đổi phù hợp. của ABBhướng dẫn phanh điệngiải thích những con đường năng lượng khác nhau này.

Đối với các bộ truyền động DC tái tạo, hãy xác minh cách bố trí bộ chuyển đổi thực tế và dòng điện cho phép. Chỉ riêng nhãn góc phần tư không phải là thông số kỹ thuật phanh hoàn chỉnh.

Để đánh giá, hãy ghi lại thời gian phanh, tần số chu kỳ, quán tính tải và vị trí đo. So sánh năng lượng ròng ở cùng ranh giới điện trong các chu kỳ sản xuất tương đương. Chỉ số công suất âm ngắn gọn ở động cơ không phải là bằng chứng về mức tiết kiệm hàng năm cụ thể.

Ổ đĩa DC cho thiết bị cũ: Nơi duy trì có ý nghĩa

Lập luận duy trì mạnh mẽ nhất bắt đầu từ các yêu cầu vận hành, không phải nhãn hiệu ngành. Siemens ghi lại các chức năng của máy cuộn, bộ truyền động phân đoạn và chia sẻ tải trong danh mục DC của mình. Đây là những ví dụ về các chức năng ứng dụng được hỗ trợ, không phải bằng chứng cho thấy DC là lựa chọn tốt nhất cho mọi máy như vậy.

Sử dụng các câu hỏi sau để kiểm tra cài đặt hiện có:

Hãy coi đây là những gợi ý đánh giá chứ không phải là tiêu chí chấp nhận chung. Kỹ sư chịu trách nhiệm phải xác định các sai lệch cho phép dựa trên các yêu cầu thực tế về sản phẩm, quy trình và máy móc.

Một gói bằng chứng hữu ích giúp phân biệt việc chạy ổn định với việc tăng tốc, giảm tốc và các hiện tượng bất thường. Xem xét các điều kiện vận hành được phê duyệt khắt khe nhất, không chỉ sản phẩm dễ dàng nhất mà máy xử lý.

Ví dụ: đề xuất duy trì có thể yêu cầu hiệu suất được ghi lại trên phạm vi sản phẩm đầy đủ theo lịch trình trước khi được phê duyệt. Đó là cơ sở vững chắc hơn tuyên bố rằng cỗ máy luôn hoạt động tốt. Nó cũng xác định các điều kiện sẽ kích hoạt một đợt xem xét khác khi sản xuất thay đổi.

Ổ đĩa DC và Ổ đĩa AC: So sánh hệ thống hoàn chỉnh

So sánh bộ chuyển đổi DC tương thích với động cơ chổi than được giữ lại với bộ truyền động AC và động cơ AC phù hợp. Không so sánh việc lắp đặt DC được điều chỉnh cẩn thận với phương pháp điều khiển AC đơn giản nhất. của ABBTài liệu Kiểm soát mô-men xoắn trực tiếpmô tả khả năng kiểm soát tốc độ và mô-men xoắn đòi hỏi khắt khe có sẵn trong các hệ thống AC hiện đại.

Để thảo luận về trang bị thêm, hãy đưa ra so sánh xung quanh những gì dự án sẽ bảo tồn hoặc thay đổi:

Không có cột nào xác định người chiến thắng chung cuộc. Sự khác biệt về bảo trì liên quan đến kết cấu động cơ; sự khác biệt về phanh liên quan đến cơ chế chuyển đổi công suất thực tế.

Để so sánh công nghệ rộng hơn, hãy đọcỔ đĩa AC và DC: 8 điểm khác biệt chính. Khi chuyển đổi AC là hướng đã chọn, CHENTUOthể loại ổ tần số thay đổicung cấp điểm khởi đầu cho các yêu cầu về sản phẩm. Đây không phải là danh sách tương thích với động cơ DC.

Hướng dẫn trang bị thêm ổ đĩa DC: Giữ lại, nâng cấp hoặc chuyển đổi?

cácKhung quyết định trang bị thêm CHETUO MOTORbên dưới là công cụ hỗ trợ quyết định biên tập, không phải là hệ thống tính điểm tiêu chuẩn ngành hoặc đã được xác thực. Sử dụng nó để sắp xếp bằng chứng trước khi yêu cầu đề xuất thiết bị.

Đầu tiên hãy thiết lập một cổng an toàn và tương thích. Một yêu cầu bắt buộc chưa được giải quyết sẽ ngừng phê duyệt cho đến khi nó được giải quyết, thay vì được tính trung bình thành một điểm kinh tế hấp dẫn.

Đối với mỗi mục chưa được giải quyết, hãy chỉ định chủ sở hữu và ngày hoàn thành. Giữ thông tin không xác định hiển thị thay vì coi trường trống là phê duyệt.

Phân biệt việc bảo trì liên tục, nâng cấp mô-đun điều khiển, thay thế bộ chuyển đổi hoàn chỉnh và chuyển đổi AC. Siemens'Danh mục hiện đại hóa DCghi lại các ranh giới thiết bị khác nhau, nhưng không thiết lập khả năng tương thích với mọi cài đặt.

Trước khi mua sắm, hãy thống nhất xem ai sở hữu kỹ thuật, lắp đặt, vận hành, đào tạo người vận hành và nghiệm thu cuối cùng. Báo giá thành phần không nên âm thầm trở thành một cam kết cung cấp toàn bộ trang bị bổ sung.

Cách so sánh chi phí vòng đời mà không cần phỏng đoán

Sử dụng cùng một yêu cầu sản xuất và thời gian đánh giá cho mọi lựa chọn. Tài liệu về hệ thống truyền động và động cơ của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ hỗ trợ việc đánh giá tính kinh tế của vòng đời thay vì chỉ riêng giá mua.

Một mô hình thực tế là:

Chi phí vòng đời=chi phí lắp đặt + giá trị hiện tại của chi phí vận hành, bảo trì, thời gian ngừng hoạt động và loại bỏ, trừ đi giá trị hiện tại của giá trị còn lại.

Ghi lại ngày báo giá, tiền tệ, giờ hoạt động, biểu giá năng lượng và các loại trừ. Giữ mức tiêu thụ đo được tách biệt khỏi khoản tiết kiệm ước tính trong tương lai. Sử dụng sản lượng sản xuất tương đương và bao gồm các thiết bị hỗ trợ giống nhau trong mỗi ranh giới đo lường.

Hãy coi những đầu vào không chắc chắn như những kịch bản. So sánh trường hợp cơ bản với việc giao hàng dự phòng bị trì hoãn, thời gian tắt máy lâu hơn hoặc hoạt động bổ sung của động cơ. Mục đích là để xem liệu phương án ưu tiên có thay đổi hay không khi một giả định quan trọng thay đổi.

Tránh tính cùng một khoản lỗ sản xuất hai lần trong thời gian ngừng hoạt động và chi phí khởi động lại. Yêu cầu người đánh giá tài chính của nhà máy phê duyệt phương pháp so sánh trước khi đưa ra con số hoàn vốn.

Đối với đầu vào định giá thiết bị,gửi chi tiết đơn đăng ký của bạn tới CHETUO. Nêu rõ phạm vi yêu cầu và xác nhận xem có bất kỳ đánh giá kỹ thuật nào được đưa vào báo giá hay không.

Kịch bản trang bị thêm minh họa: Giả định và sự đánh đổi

Hãy xem xét một đường dây quấn giả định được lên lịch để nâng cấp bộ điều khiển. Giả sử hồ sơ kiểm tra của nó hỗ trợ việc giữ lại động cơ, khớp nối và hộp số. Mục tiêu của dự án là cải thiện khả năng tích hợp chứ không phải tăng sản lượng cơ khí.

Phạm vi đề xuất thay thế bộ chuyển đổi và cập nhật trao đổi dữ liệu PLC. Việc xem xét vẫn phải thiết lập khả năng tương thích phản hồi, yêu cầu phanh, khả năng bảo vệ, sự phù hợp của tủ và tiêu chí chấp nhận.

Kết quả theo kế hoạch là khả năng hiển thị dữ liệu vận hành tốt hơn trong khi vẫn duy trì được phạm vi sản xuất đã được phê duyệt. Giả định không tiết kiệm năng lượng, cải thiện sản lượng hoặc giảm thời gian ngừng hoạt động.

Bây giờ hãy thay đổi một giả định: nhà máy muốn có nhiều loại sản phẩm hơn đòi hỏi các điều kiện vận hành khác nhau. Đề nghị giữ lại ban đầu không còn đủ bằng chứng. Đánh giá lại động cơ và truyền động cùng nhau, đồng thời so sánh chuyển đổi AC khi thích hợp.

Đây không phải là nghiên cứu điển hình về khách hàng của CHENTUO. Mục đích của nó là để chứng minh lý do tại sao đề xuất trang bị thêm cần xác định cả những thay đổi và những gì vẫn còn hạn chế. Bất kỳ kết quả nào được khách hàng công bố đều cần có hồ sơ thử nghiệm thực tế và sự cho phép.

Lựa chọn, tích hợp và danh sách kiểm tra bảo trì ổ đĩa DC

Bắt đầu với cấu hình đã cài đặt hoàn chỉnh. Ghi lại mô hình bộ chuyển đổi, phần ứng động cơ và xếp hạng trường, sắp xếp phản hồi, nhiệm vụ, nguồn cung cấp, vỏ bọc và môi trường. Không phê duyệt sự thay thế chỉ từ sức mạnh danh nghĩa. Tài liệu DCS880 của ABB minh họa tại sao cấu hình lại quan trọng: các tùy chọn góc phần tư, kích thích trường và khả năng giao tiếp là những cân nhắc lựa chọn riêng biệt.

Tích hợp cũng cần một phạm vi xác định. Yêu cầu kỹ sư ánh xạ các lệnh, thông tin trạng thái, xử lý lỗi, tham chiếu và hành vi khởi động lại giữa biến tần, PLC và HMI. Yêu cầu các cài đặt đã được phê duyệt, bản sao lưu, bản vẽ sửa đổi và hồ sơ nghiệm thu khi bàn giao.

Sử dụng danh sách kiểm tra kế hoạch này để phân chia trách nhiệm:

Việc thay thế bộ điều khiển không loại bỏ việc bảo trì liên quan đến động cơ chổi than. Tuân thủ các hướng dẫn sử dụng hiện hành và bằng chứng về tình trạng thay vì chỉ định một khoảng thời gian bảo dưỡng cho mỗi lần lắp đặt.

Đối với các hệ thống được kết nối, hãy kiểm soát quyền truy cập từ xa và ghi lại các thay đổi được ủy quyền. Hướng dẫn bảo mật công nghệ vận hành của NIST khuyến nghị hạn chế quyền truy cập từ xa ở những nhu cầu chính đáng và xóa quyền truy cập khi không còn cần thiết.

Việc lắp đặt, bảo trì và vận hành điện phải do nhân viên có trình độ chuyên môn thực hiện. Chỉ báo về động cơ, lệnh phần mềm hoặc bảng điều khiển đã dừng không phải là bằng chứng về việc cách ly năng lượng-nguy hiểm. Áp dụng các quy trình của cơ sở và các yêu cầu hiện hành của địa phương; CCOHS cung cấp giải thích về các nguyên tắc khóa máy.

Câu hỏi thường gặp

 

 

Khi nào bạn nên thay thế ổ đĩa DC?

Hãy xem xét việc thay thế khi có lỗi, các biện pháp điều khiển không được hỗ trợ, các bộ phận quan trọng không có sẵn hoặc các yêu cầu về quy trình bị thay đổi khiến việc tiếp tục vận hành là không thể chấp nhận được. Xác định xem sự cố có liên quan đến bộ điều khiển, động cơ hay hệ thống hoàn chỉnh hay không trước khi chọn ranh giới thay thế. Hướng dẫn trang bị thêm chi tiết được liên kết ở trên cung cấp quy trình đánh giá rộng hơn.

AC VFD có thể giữ cùng một động cơ DC được chải không?

AC VFD thông thường không phải là sự thay thế trực tiếp cho bộ điều khiển động cơ DC có chổi than. Kiến trúc đầu ra và điều khiển thông thường của nó phục vụ động cơ AC. Coi việc chuyển đổi DC sang AC như một dự án hệ thống, bao gồm động cơ, phản hồi, bảo vệ, phanh và khả năng tương thích cơ học.

Mỗi ổ đĩa có trả lại năng lượng phanh cho nguồn cung cấp không?

Không. Động cơ có thể tạo ra trong khi hệ thống tiêu tán năng lượng thay vì trả năng lượng về nguồn điện. Xác nhận phần cứng chuyển đổi năng lượng và đường năng lượng được phép trước khi chỉ định tái tạo hoặc ước tính năng lượng có thể phục hồi.

Thiết bị DC hiện đại có thể giao tiếp với PLC không?

Có, các nền tảng được ghi lại cung cấp khả năng kết nối mạng công nghiệp. Tuy nhiên, giao thức, bộ điều hợp, chương trình cơ sở và dữ liệu trao đổi chính xác phải được xác minh cho cấu hình đã chọn. Tuyên bố kết nối cấp độ gia đình-không phải là một thiết kế tích hợp hoàn chỉnh.

Thông tin gì là cần thiết cho một báo giá trang bị thêm?

Chuẩn bị nhận dạng ổ đĩa và động cơ, dữ liệu phần ứng và trường, chi tiết phản hồi, nhiệm vụ ứng dụng, yêu cầu phanh, bản vẽ và cửa sổ tắt máy. Đối với nguồn cung ứng quốc tế, cũng nêu rõ điểm đến, nguồn cung cấp địa điểm, số lượng và ngày giao hàng được yêu cầu. Xác định thông tin còn thiếu thay vì thay thế các giả định.

Hệ thống nên được bảo trì thường xuyên như thế nào?

Sử dụng sách hướng dẫn sử dụng động cơ và bộ chuyển đổi, môi trường vận hành, nhiệm vụ và lịch sử tình trạng. Giữ các nhiệm vụ vận động tách biệt khỏi các nhiệm vụ truyền động điện tử. Những thay đổi về nhiệt độ, sự nhiễm bẩn, tình trạng chổi than hoặc tần suất lỗi phải được đội bảo trì có trách nhiệm xem xét nhanh chóng.

Chọn bước tiếp theo cho hệ thống ổ đĩa hiện tại của bạn

Bộ truyền động DC vẫn đáng được đánh giá khi chúng bảo toàn được động cơ phù hợp và khả năng máy đã được chứng minh. Hiện đại hóa sẽ giải quyết được một vấn đề đã xác định trong khi vẫn tôn trọng giới hạn vận hành của mọi thứ được giữ lại. Trường hợp điều kiện đó không thể được đáp ứng, hãy so sánh một sự thay thế hoàn chỉnh.

CHENTUO, Công ty TNHH Công nghệ Chentuo Thâm Quyến, cung cấp các sản phẩm tự động hóa công nghiệp bao gồm PLC, HMI, mô-đun PLC và bộ biến tần. Danh mục sản phẩm của công ty bao gồm các thương hiệu như Siemens, ABB, Allen-Bradley, Mitsubishi, Omron và Schneider.

Gửi mô hình ổ đĩa hiện có, bảng tên động cơ, yêu cầu ứng dụng và các hạn chế tắt máy thông quaMẫu báo giá CHENTUO. Yêu cầu xác nhận tính khả dụng chính xác của mô hình, phạm vi đề xuất và các loại trừ. Bất kỳ trách nhiệm kỹ thuật, lắp đặt hoặc vận hành thử nào tại địa điểm đều phải được thỏa thuận riêng thay vì được đảm nhận từ danh sách sản phẩm.

Tư vấn miễn phí