Emotron - jebov pohony s frekvennmi mnii

logo Emotron

Problematikou aplikac frekvennch mni u pohon jeb se firma Emotron zabv ji od roku 1990. Bhem tto doby bylo vyvinuto ji nkolik typovch ad frekvennch mni, vybavench specilnm jebovm softwarem. Dky svm dlouholetm zkuenostem dnes pat firma Emotron AB ke svtov pice v tomto oboru.

Pro ely regulace otek jebovch pohon jsou pmo ureny vektorov frekvenn mnie s pmm zenm momentu, typov ady EMOTRON VFX 2.0.
Tyto mnie jsou pak zpravidla vybaveny Jebovou sadou 2.0. Ta obsahuje jebovou kartou CRANE 2.0, jebov interface CI a kartu pro pipojen inkrementlnho snmae otek ENCODER 2.0.
Frekvenn mnie v tto konfiguraci funguj jako autonomn systm zen jebovho pohonu. To znamen, e krom standardnch funkc zen rychlosti zajiuj tak logick vazby vstup, ovldn brzdy a kontroluj stav pohonu.

Vhody frekvennch mni u jebovch pohon:

Jeb veer
  • Velk spory nejen elektrick energie, ale i spory z hlediska opoteben mechanick sti pohonu - pevodovky, brzdy i jebu jako celku
  • Plynul regulace otek od nulovch a do maximlnch bez redukce momentu motoru.
  • Nepetrit diagnostika motoru.
  • Veker ovldac prvky (ovlda, koncov a zpomalovac vypnae apod.) se pipojuj pmo k jebovmu interface na rovni 220VAC, pop. 24VDC.
  • Dky jebov kart, kter zabezpeuje komplexn logiku zen pohonu, nejsou dal pomocn a blokovac rel ji potebn.
  • Monost aplikace i s pvodnmi kroukovmi motory nebo s motory s vsuvnou kotvou.
  • Bezpenost provozu.
  • Zkladem bezpen funkce pohonu jebu je odborn navren celho systmu pohonu, tj. pevodovka - brzda - motor - frekvenn mni.

Vnitn dc logika a software frekvennch mni VFX 2.0 jsou navreny tak, aby bylo mono pout frekvenn mnie k zen zdvihu i bez pouit zptnovazebnho snmae otek. Zde pouit vektorov zen zajiuje maximln zbrov moment pi optimlnm toivm magnetickm poli motoru. Integrovan proudov zen, inn pi nich frekvencch zaruuje udren maximln zte i pi nulovch otkch motoru.

Speciln jebov software umouje optimln ovldn brzdy. Vnitn bezpenostn logika dv brzd pohonu zdvihu povel volno a tehdy, pokud je zarueno, e jak frekvenn mni, tak i pipojen motor jsou bez poruchy. Pi jakkoliv porue pohonu dojde okamit ke spadnut brzdy (v souladu s normou SN).

Provozn bezpenost u zdvihu s mnii VFX je dky ve uvedenmu bezpenostnmu konceptu vy ne u klasickch pohon s kroukovmi motory.

Speciln aplikace

  • Beztahov regulace: odstrann pen mostovch jeb.
  • zen pohon drapku: automatick zen soubhu a koordinace obou motor zdvihu u pohonu drapku.
  • Synchronn provoz dvou jeb.
Jeb drapk

Pklady aplikac viz Reference.

Elektronick nkolky pro mostov jeby

Oblast pouit

Systm ESK - Elektronick nkolky vyvinula firma Emotron a je uren pro mostov nebo portlov jeby, u kterch dochz k jejich pen a tm k nadmrnmu opoteben nkolk pojezdovch kol (obr.1) a tak i samotn kolejnice. Toto se stv zejmna u jeb, kter maj vt rozpt mostu, men tuhost konstrukce nebo tak v ppadech jejich nesymetrickho zaten. Jeho provozovnm pak rostou nklady na opravy a drbu. Podcenn tohoto negativnho jevu me tak ohrozit i bezpenost provozu.

obr.1: Ukzka opoteben nkolku z dvodu pen jebu
Obr.1: Ukzka opoteben nkolku z dvodu pen jebu.

Systm ESK ve spoluprci s frekvennmi mnii zabrauje vzniku tohoto pen a tm prodluuje ivotnost pojezdovch kol i kolejnic a jednoznan pispv ke zven bezpenosti a spolehlivosti jebu. Je-li tento systm dobe navren a optimln nastaven, je pak jzda jebu velice plynul, rovnomrn a bez dotek nkolk s kolejnic. Jako vedlej efekt zde meme pozorovat i snen hlunosti jebu, kter bylo dve vyvolno jeho penm, co me bt tak jedna z vhod, obzvl᚝ v ppadech, kdy se jeb nachz v blzkosti obytnch prostor.

Princip Elektronickch nkolk

Systm Elektronickch nkolk je tvoen temi zkladnmi stmi (obr.2):
1. st men (snmae vzdlenosti)
2. st regulace (programovateln automat)
3. st zen otek pohon (frekvenn mnie)

Pomoc ty snma je plynule mena bon vzdlenost od hlavy kolejnice. Snmae jsou umstny na vechny tyi rohy mostu jebu, tak aby se men vzdlenost co nejvc ztotoovala se vzdlenosti jebovho kola, resp. nkolku od kolejnice.
Regulan obvod (programovateln automat) pak vyhodnocuje tyto tyi signly a uruje tak optimln osu jzdy. Tato osa by mla vst soubn s jebovou drhou a leet v jej ose.
Tento princip vypad velmi jednodue, ale jsou zde dal okolnosti, kter maj na toto negativn vliv: nerovnomrn zaten mostu jebu, nerovnost jebov drhy, rozdln tec momenty jednotlivch kol/pevodovek, nerovnomrn opoteben pojezdovch kol, povtrnostn vlivy u venkovnch jeb, atd.
Otky pohon pojezd prav a lev strany jsou pak zeny frekvennmi mnii pomoc vstupnch signl z regultoru, co umouje jejich nezvisl zen rychlost.

Technick realizace

Systm men me pracovat prakticky s jakmkoliv typem snmae. Jako nejvhodnj se vak osvdil snma ultrazvukov. Doke spolehliv pracovat i v tch nejnepznivjch podmnkch, m vhodn mc vzdlenost, dostaten rozlien a dobrou linearitu signlu.

Vlastn regultor sestv z kompaktnho programovatelnho automatu s displejem a klvesnic (obr.2). Tento automat je standardn dodvn ji zabudovan ve skce, kter obsahuje napjec zdroj a svorkovnici pro pipojen vech v/v signl jako jsou vstupy ze snma vzdlenost, smrov a rychlostn povely z pkovho ovldae, zpomalovac a koncov vypnae, dc signly pro pohony atd.
Pro ely oivovn a uvdn zazen do provozu je mono pomoc ovldac klvesnice s displejem provst kompletn parametrizaci a nastaven celho systmu. Vechny signly a men hodnoty jsou hldny a monitorovny, pop. lze tak provdt jejich simulaci.
Pohony pojezd jsou vybaveny standardnmi asynchronnmi motory, kter jsou zeny frekvennmi mnii typov ady Vectorflux VFB/VFX. Vstupy z mni tak ovldaj pslun stykae brzd, kter jsou zde pouze jako parkovac. Tzn. e brzdn pojezdu mostu jebu realizuj samotn mnie pomoc intern brzdn jednotky a externho brzdnho odporu.

obr.2: Princip Elektronickch nkolk
obr.2: Princip Elektronickch nkolk

zen lanovho drapku s frekvennmi mnii

obr.1: Funkn schma zen drapku
 
obr.2: Zjednoduen schma principu zen drapku
obr. 1: Funkn schma zen drapku obr. 2: Zjednoduen schma principu zen drapku

Popis

Elektronick zen je ureno k ovldn ty-lanovho drapku se zavracm a nosnm pohonem. Koordinuje spoluprci obou tchto pohon s ohledem na vekerou s tmto souvisejc ovldac logiku, zen a blokovn. Dky tomu se pak drapkov jeb jev z pohledu jebnka jako normln bn zdvih, kde se jen zadvaj povely "nahoru / dol" a "otevt / zavt". Pro innost drapku jsou potebn tyto zkladn povely:

  • drapk - nahoru (vtinou 4 stupn)
  • drapk - dol (vtinou 4 stupn)
  • drapk - otevt
  • drapk - zavt

Vechny tyto povely jsou zadvny pmo pkovm ovldaem. Samozejm e je mono tyto funkce libovoln kombinovat: pi zvedn nebo spoutn meme drapk otevrat nebo zavrat. Oteveme-li drapk jen sten, meme ho tak v tomto stavu libovoln zvedat nebo spoutt. Integrovan polohov regulace toti zajiuje, aby nosn a zavrac lana byli vi sob vdy ve sprvnm pomru.

Run provoz drapku

Nosn i zavrac pohon jsou vybaveny pepnaem volby provozu "automat / run". Za normlnch podmnek jsou oba tyto pepnae v poloze "automat". Jakmile se jeden z tchto pepna (nebo i oba souasn) pepne do polohy "run", je elektronick regulace drapku vyazena z innosti. Takt povely "otevt / zavt" pestanou bt aktivn. Oba pohony pak mohou jezdit nezvisle na sob, ale polohov regulace a synchronizace tchto pohon je vyazena a nejsou vyrovnvny otkov diference.

Nastaven poloh drapku

Jako prvn krok pi oivovn elektronick regulace drapku je nutno nastavit koncov polohy drapku (pozice "oteveno" a "zaveno") a uloit je do pamti dcho regultoru. K tomuto elu je stanoven pesn postup operac, kter se provdj pomoc ovldacho panelu "Power-Panel PP41". Po nastaven tchto poloh je drapk pipraven ke zkuebnmu provozu, bhem kterho se pak provede kompletn "odladn" pohon.
Ve uveden postup se doporuuje provst pouze po njakch mechanickch zmnch nebo po uplynut delho asu provozovn.

Kompenzace moment obou pohon

Synchronn regulace obou pohon zajiuje, aby podl zatovacch moment na oba pohony pi zvedn nebo spoutn se zavenm drapkem, byl vdy rovnomrn. Optimln rozloen zaten obou pohon se pohybuje mezi 40 a 60%. M-li bt drapk vdy dokonale zaven, mus bt moment zavracho pohonu vdy o nco vt ne pohonu nosnho.

Sledovn lan pi nabrn materilu

Drapk si mus "umt nabrat" materil. Za tmto elem vyuv sv vlastn hmotnosti. Nosn lana pitom nesmj drapk nadzvedvat, pitom ale mus zstat neustle napnut, aby nemohlo dojt k jejich uvolnn na lanovm bubnu. Lana obou pohon jsou tedy navjena na lanov buben se stle stejnm diferennm momentem. Proto zavrac pohon (pi zavenm drapku) pi zvedn nebo spoutn mus vdy trochu "pedbhat" pohon nosn.

Automatick pechod ze zaven ke zvedn

Pro optimln vyuit asovho intervalu manipulace s drapkem je douc, aby se ihned po nabracm pelo do fze zvedn. Je-li dn povel na zaven souasn s povelem pro zvedn, drapk se zave a ihned zane zvedat. Je ale tak mon nastavit tento pechod tak, e drapk zane zvedat a pitom zstane jet pooteven pod uritm hlem. Zdvih se pomalu rozjdt a a po plnm zaven drapku se rozjede na max. rychlost. Tmto zpsobem zen je docleno minimlnho trhnut pi rozbhu a mechanick st pohon nen zatovna vc, ne je nutn.

Zobrazovn poruchovch stav

Bhem provozu drapkovho jebu me obas dojt k uritm poruchovm stavm. Toto je signalizovno souasnm bliknm dvou signlek - "drapk oteven" a "drapk zaven". Druh resp. pinu poruchy je mono odest bu z displeje frekvennho mnie nebo z panelu programovatelnho automatu.

Nastaven parametr dcho regultoru drapku

Za normlnch okolnost se provd nastavovn parametr pomoc ovldacho panelu dcho automatu (Power-Panel PP41). Panel obsahuje nkolikadkov displej a ovldac klvesnici. Na displeji jsou zobrazeny veker aktuln data obou pohon. Menu "nastaven" (SetUp-Menu) se aktivuje pomoc funknho tlatka F2 a zadn pstupovho hesla. U vech parametr je pro jejich sna pochopen k dispozici tak npovda.
Nastaven parametr je nutn pouze pi prvnm uvdn zazen do provozu, za normlnch okolnost se provd jejich ppadn kontrola nebo korekce pouze pi potch nebo poruchch.

Jebov sada 2.0

Jebov karta CRANE 2.0

Tato karta je urena pro frekvenn mnie ady Emotron VFX 2.0.

Prakticky jde o modifikaci star jebov CRIO karty, s tm rozdlem, e karta CRANE 2.0 ji nem vstupy pro pipojen zptnovazebnho inkrementlnho snmae otek a vstup pro pipojen PTC - teplotnho snmae motoru. Pro tuto monost slou dal nov karta ENCODER 2.0 a karta PTC/PT100. Tato navc umouje pm pipojen snmae teploty Pt100.

Karta CRANE 2.0 obsahuje speciln jebov software a hardware a byla vyvinuta firmou Emotron speciln pro aplikace frekvennch mni na pohonech jeb.

CRIO karta zajiuje komunikaci a kompletn logiku ovldn jebovho pohonu. Koordinuje souinnost jednotlivch vstupnch povel a signl s ovldnm mni-motor.

Krom t zkladnch zpsob zadvn rychlosti (tystupov ovlda, ttlatkov systm a analogov zadvn), obsahuje karta jet dal vstupy pro zpomalovac a koncov vypnae a pro pipojen termistorovch idel motoru. Samozejmost jsou i relov vstupy, z nich je vdy jeden vyuit pro ovldn mechanick brzdy.

Rychl reverzace, provoz s dvmi parametrovmi sadami, pedmagnetizace motoru pro rychl start, speciln brzdn reimy apod. jsou dal vhody, ktermi CRIO karta disponuje.

Jebov interface CI

Jebov interface CI (Crane Interface) spolupracuje s kartou CRANE 2.0 (u mni Emotron VFX 2.0) nebo s CRIO kartou (u mni Vectorflux VFB/VFX).

CI slou ke galvanickmu oddlen ovldacho napt jebu (vtinou 220VAC) od vnitnho napt (24VDC) jebov karty resp. frekvennho mnie. Tmto je dosaena monost pracovat pmo s ovldacm naptm 220VAC, kter je na jebech standardn k dispozici. Toto een zcela eliminuje monost ruen dcch signl, co je u pohon s frekvennmi velice dleit.

CRIO interface

Karta snmae otek ENCODER 2.0

Tato karta je urena pro frekvenn mnie ady Emotron VFX 2.0.

K ENCODER 2.0 kart me bt pipojen IRC snma s TTL nebo HTL logikou, s vstupem A, A B, B, piem signly A-B jsou posunuty o 90el. Karta zajiuje takt napjen pro snma 24VDC nebo 5VDC.

Zptnovazebn inkrementln snma otek se nejastji pouv u pohon zdvih nebo tak u pohon, kde je nutno zajistit jejich synchronn provoz, jako jsou nap. synchronn provoz dvou jeb, pohony zdvih se dvma motory (traverzov nebo svitkov jeby, pohony lanovho drapku apod.).
Nen-li poadovan minimln rychlost zdvihu men ne 1/10 jmenovit rychlosti, pak se pohony zdvih mohou realizovat i bez pouit inkrementlnho snmae otek.
Je-li poadovan min. rychlost zdvihu men ne 1/10 jmenovitch otek (tzn. frekvence pod 5Hz), doporuuje se motor vybavit IRC snmaem otek. Jedn se zejmna o manipulan jeby, u kterch je kladen draz na pesnost mikrozdvihu (nap. jeby, kter usazuj obrobky s vysokou pesnost do soustruh apod.).

Nutnost pouit zptnovazebnho snmae otek zvis tedy na hodn aspektech a proto je nutn toto konzultovat ji pi zpracovn projektu.