ABB北京傳動部方案模板

□XXXXXXXXXXXXXXX技術方案ABBDrives

目錄\o"CurrentDocument"引言 4\o"CurrentDocument"編寫目的 4背景 4定義 4\o"CurrentDocument"參考資料 4\o"CurrentDocument"概述 5\o"CurrentDocument"改造范圍 5\o"CurrentDocument"改造要求 5\o"CurrentDocument"生產工藝簡介 5\o"CurrentDocument"系統(tǒng)方案說明 5\o"CurrentDocument"數(shù)字傳動控制器的構成及功能 6主控制板SDCS—CON—2 7控制和通訊板(Controlandcommunicationboard)SDCS-AMC-DG 7電源板SDCS—POW—1 7功率單元 7功率接口板 7數(shù)字1/0接口板SDCS—IOB-23 8模擬1/0接口板5口?5—1。8—3 8基本軟件功能 8技術指標 10\o"CurrentDocument"可編程邏輯控制器(AC80^q構成和功能 10可編程的邏輯控制器 11靈活的1/0配置 11多種控制配置 12良好的人機接口 12開放的通訊 13\o"CurrentDocument"系統(tǒng)軟件說明 13\o"CurrentDocument"設備選型. 13\o"CurrentDocument"傳動裝置: 13\o"CurrentDocument"控制系統(tǒng): 13其它 14\o"CurrentDocument"設計聯(lián)絡及資料交接 14\o"CurrentDocument"質量保證及考核方法 14\o"CurrentDocument"設計分工 14\o"CurrentDocument"培訓 14\o"CurrentDocument"調試及服務 15\o"CurrentDocument"交貨期 15\o"CurrentDocument"本方案的有關說明 15總體說明 15附圖附表 15引言編寫目的本技術方案面向XXXXXXXXXXO它用于準確、清晰、完整地描述XXXXX項目中用戶的技術要求，并給出該項目的技術設計方案，以便與設備XXXXXXXXXX共同討論和技術交流。背景本技術方案為北京ABB電氣傳動系統(tǒng)有限公司根據(jù)XXXXXXXXXX提供的XXXXXX等文件編寫而成。定義列出本技術方案中用到的專門術語的定義。AC80 AdvantController80，高性能的可編程邏輯控制器，主要用于面向傳動的控制。BA AF100上的總線管理器。AF100AdvantFieldbUS100,ABB公司的高速串行通信總線，通信速率為1.5Mb∕SoDriveBUS 高速通信總線，用于AC80和傳動單元之間的通信。PanelLink ModbUS低速串行總線，主要用于AC80和控制盤CDP80和打印機之間的信息交換。DCS600 ABB公司直流系統(tǒng)傳動產品。參考資料在本技術方案中所引用的參考資料：DCA600系列直流傳動系統(tǒng)（產品樣本）DCA600直流傳動系統(tǒng)描述DCA600直流傳動軟件說明DCA600直流傳動安裝手冊AC80用戶手冊概述為了提高質量、降低能耗和擴大品種規(guī)格，**********即將對XXXXX進行改造，同時在此次改造中新增XXXXXX。改造范圍本次XXXXX改造范圍包括：?XXXXXX(XXX)電機參數(shù)為：型號：額定功率：額定電壓：額定電流：勵磁電壓： 勵磁電流：改造要求?XXXXXXXX根據(jù)上述改造要求，北京ABB電氣傳動系統(tǒng)有限公司將采用ABB最新一代的全數(shù)字直流傳動產品DCA600和與之配套的電機等構成完整的控制系統(tǒng)，去實現(xiàn)XXXXX的控制。本次改造，提高XXXXXXXX的XXXXX的生產能力、可靠性和穩(wěn)定性及系統(tǒng)的可維護性，從而達到提質降耗的目的。生產工藝簡介XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX系統(tǒng)方案說明在本方案提供的XXXXX自動化控制系統(tǒng)為一分散式自動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包^BB專門為傳動系統(tǒng)而設計的高性能可編程控制器AC80)以及具有明確定義功能和接口的數(shù)字傳動控制器DCA600。AC80控制器適用于交、直流傳動，是一個具有全部軟件和硬件設備的控制器，用于處理應用中的特殊功能。一個AC80通過光纖分配器NDBU-95可連接1?12個數(shù)字傳動控制器。數(shù)字傳動控制器不能編程，但可以通過設置參數(shù)來選擇不同的工作方式和各種功能。電機控制程序設置在數(shù)字傳動控制器中，通過AC80給出的速度或力矩給定進行控制。XXXXXX直流傳動控制系統(tǒng)是一個多機控制系統(tǒng)。在本控制系統(tǒng)中，XXXXXX使用XX個AC80,第一個AC80通過光纖分配器連接到用于控制XXXX的數(shù)字傳動控制器；第二個AC80通過光纖分配連接到用于控制XXXX的數(shù)字傳動控制器；而XXXXXX上的XX個可編程控制器AC80通過ABB公司的高速串行通信總線AF100相互連接構成系統(tǒng)，以此來協(xié)調各傳動裝置的控制。每個AF100總線由總線管理器（BA）和XX個AC80構成，總線管理器為AF100總線上的主機，對總線進行控制；而AC80為AF100總線上的從機，AC80之間的數(shù)據(jù)交換或AC80與上位機控制系統(tǒng)之間的通信通過AF100來完成。DrivebusDrivebusXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXMODBUSMnnRiiQ在本技術方案中，XXXXXX上的所有傳動設備均采用ABB的DCA600系列直流傳動裝置，其運行方式：XXXX均為可逆系統(tǒng)；XXXX均為不可逆系統(tǒng)。XXXX的兩臺電機同軸連接，故控制其兩臺電機的DCA600傳動裝置實現(xiàn)主/從控制，使精軋機組的兩臺電機保持負載的平衡。數(shù)字傳動控制器的構成及功能數(shù)字傳動控制裝置主要由熔斷隔離開關、接觸器（空氣斷路器）、進線電抗器、DCS600變流器單元（包括內裝式磁場或外裝式磁場、I/O接口板、以及控制電源供電部分。DCS600變流器單元采用可控硅三相全控橋反并聯(lián)邏輯無環(huán)流結構，實現(xiàn)6脈沖兩象限或四象限運行。標準變流器由主控板、AMC板、電子部分的供電電源、晶閘管元件或晶閘管橋組、功率接口板、功率單元溫度檢測器和變流器風機等部分組成。二極管勵磁單元（最大電流6A）、全數(shù)字半控橋勵磁單元（最大電流16A）等也可置于變流器單元中。傳動控制裝置的交流供電電壓為AC220V?1000V，直流輸出電流范圍為25?5150A（S4900KW）°并且在整個電流范圍內，其功率器件為單只晶閘管不串聯(lián)不并聯(lián)。大大提高了變流器功率部分的帶載能力和可靠性。主控制板SDCS-CON-2該控制板包括80186EM微處理器和ASIC(應用專用集成電路)電路DC94L01,時鐘頻率為16MHz。應用專用集成電路ASIC主要用于完成：與控制盤的通訊依5485);與勵磁單元通訊(RS485);測量、監(jiān)控；看門狗功能、A/D和D/A轉換控制；晶閘管觸發(fā)脈沖產生等測量及控制功能?？刂瓢錝DCS-CON-2還包含8路不隔離的數(shù)字輸入端、7路光耦隔離輸出、5路模擬輸入包括碼盤接口、2路模擬輸出和1路電流實際值輸出，并且還具有模擬測速機接口?？刂坪屯ㄓ嵃?Controlandcommunicationboard)SDCS-AMC-DC該板必須與灌裝S15.xxx軟件的DCS600變流器模塊一起使用。它所完成的主要功能：-速度調節(jié)器和其附加功能的控制和調節(jié)在SDCS-AMC-DC板中完成，由其產生的轉矩給定送至控制板CON-2與速度相關的應用控制程序可以在SDCS-AMC-DC板中編程。與控制板CON-2雙向傳輸數(shù)據(jù)，并且將CON-2傳輸來的實際值送往上位控制系統(tǒng)。3個光纖通道(通訊速率4兇0。通道0用于DCS600模塊與上位控制系統(tǒng)(AC80或通過適配模塊與其他控制器)通訊；通道2用于DCS600模塊之間的主/從通訊；通道3用于連接調試和維護工具。電源板SDCS—POW—1該電源板用來為主控板和I/O接口板提供全部所需的直流電壓。通過一組短接線可以選擇輸入電壓為115VAC或230VAC。功率單元例如在DCS602-0520-55裝置中，晶閘管功率單元由6個晶閘管橋組構成四象限功率單元，其晶閘管橋組的額定電流為550A,沖擊電流為7000A,耐壓值為1600V。例如在DCS601-2500-65裝置中，晶閘管功率單元由6個5英寸的晶閘管構成兩象限功率單元，其晶閘管的額定電流為3600A，沖擊電流為43KA,耐壓值為2800V。功率接口板該接口板包括的功能為：-帶脈沖變壓器的觸發(fā)脈沖電路。電樞電流實際值測量，該信號送至控制板。晶閘管過壓保護用RC吸收電路。交流側及直流側電壓測量。散熱器溫度測量。過壓保護及電壓測量電路的熔斷器。數(shù)字I/O接口板SDCS-IOB-23數(shù)字I/O接口板安裝在變流器模塊外，該板覆蓋控制板CON-2中內含的數(shù)字I/O口。該板有8個數(shù)字輸入端和8個數(shù)字輸出端。輸入端可對輸入信號進行濾波，并將輸入信號電隔離，輸入電壓值可通過電阻進行選擇。輸出端包括6個繼電器輸出和2個光耦隔離輸出。當輸入或輸出為高電平時，相應的指示燈閃亮。模擬I/O接口板SDCS-IOB-3模擬I/O接口板安裝在變流器模塊外，該板覆蓋控制板CON-2中內含的模擬I/O口。該板有5個模擬輸入端；1個增量編碼器輸入端；3個模擬輸出端，其中1個為電流實際值專用輸出端；1個電流源給定輸出端和1個電隔離的用于增量編碼器的給定電源?；拒浖δ蹹CS600變流器單元的基本軟件主要由速度控制和轉矩控制兩部分組成。速度控制在控制和通訊板SDCS-AMC-DC中完成，轉矩控制在控制板CON-2中完成。速度控制可從AC80接收速度給定信號和電機的速度反饋信號，從而實現(xiàn)速度環(huán)的高度閉環(huán)控制，產生的轉矩給定送至控制板，另外它還可以從AC80接收轉矩給定信號。根據(jù)控制需要，可在該信號和速度控制器輸出的轉矩信號之間選擇其一作為轉矩給定提供給電流調節(jié)器。轉矩控制從速度控制部分接收轉矩給定信號，將它與勵磁電流進行除法運算后可獲得電流給定信號，這樣在取得電流反饋信號后就可以實現(xiàn)電樞電流環(huán)高動態(tài)性能的閉環(huán)控制。另外與轉矩控制有關的勵磁電流閉環(huán)控制環(huán)節(jié)以及用于弱磁控制的電機反電勢閉環(huán)控制環(huán)節(jié)也設置在轉矩控制部分。并且電樞電流環(huán)和磁場電流環(huán)還具有自動/手動調諧功能，這就使得調試過程方便靈活易于掌握?；拒浖ǎ?傳動邏輯本地/遠程控制選擇啟動/停止順序控制故障處理急停控制－速度控制速度監(jiān)控和速度反饋的處理。可調整的斜率發(fā)生器，AC80也可通過可變斜率的功能定義積分的斜率；如果需要可軟化積分的輸出。速度給定積分器。速度控制器可通過PID閉環(huán)控制。調節(jié)器的設計使它在不同的環(huán)境中均易于調整，從而使調試工作更靈活。－轉矩控制內部/外部轉矩極限限幅。客戶可以選擇電流調節(jié)器的電流極限，也可以配合速度降低電樞電流極限。如果應用需要，也可以通過APC單獨地限制速度調節(jié)器的輸出和外部的轉矩給定。電流給定的處理。電流控制器的PI閉環(huán)控制。勵磁電流和電樞電流控制環(huán)的自動/手動調諧。－磁場控制勵磁電流控制器閉環(huán)控制。自動弱磁。自動/手動磁場換向控制。一EMF控制電機電勢控制器閉環(huán)控制。當需要精確的轉矩控制或需要磁場弱磁時，可以使用EMF調節(jié)器調節(jié)磁場，以使電樞電壓保持所需的值。－監(jiān)測與保護功能--自診斷功能?主控板接通電源后，芯片80186EM將啟動自檢程序。只讀存儲器RAM和閃爍存儲器ROM將被測試。?主控板可監(jiān)測來自電源板的電壓電平。當電源電壓將至門檻電壓以下時，就會通過硬件產生一個主復位，顯示一個電源中斷信息，同時抑制觸發(fā)脈沖。?檢測與變流器主控板連接的各種I/O接口板。?故障通過主控板的數(shù)碼管顯示。--監(jiān)視器（看門狗）功能主控板包括有一個內部監(jiān)視器，監(jiān)視器對控制板上的程序運行進行控制。當軟件運行狀況不正常時，該監(jiān)視器將被觸發(fā)與此同時產生下列保護動作：FPROM的編程電壓被強制降低。晶閘管的觸發(fā)脈沖被強制推至逆變極限并將其封鎖。數(shù)字信號輸出端被強制變?yōu)榈碗娖?。模擬信號輸出端被強制變?yōu)?V。--故障保護功能電機故障：電樞過流，電樞電流波形畸變，電樞過壓，電機超速，測速反饋信號丟失，失磁，過磁，電機過載，過溫，堵轉。電源故障：主電源欠壓，輔助電源欠壓，電源相序錯誤。變流器故障：晶閘管過溫。變流器的基本軟件還包含一個故障記錄存儲器，它可以實時記錄100個故障信號其信號可通過AC80控制盤和裝于PC機上的調試/維護工具軟件來顯示，能從最后一個故障向前查詢至第一個故障，并且故障信號均由文字方式顯示，特別易于故障的查找和處理。4.1.9技術指標－靜態(tài)穩(wěn)速精度（相對精度）：采用每轉2048個脈沖數(shù)的光碼盤反饋時：0.006%一動態(tài)穩(wěn)速精度：0.3%S一動態(tài)電流響應時間：6~10ms—調速范圍：D=100－晶閘管變流裝置的功率因數(shù)：0.95—晶閘管變流裝置電磁抗擾性：符合EN50082—2標準可編程邏輯控制器4C80）的構成和功能在DCS600MultiDrive中AC80控制器是可選件，對于大的應用控制系統(tǒng)，AC80可以提供一個簡單易行的方案去滿足各種需求。AC80是專門為實現(xiàn)傳動特殊功能而設計的控制器，如果過程I/O功能也被需要，AC80還提供靈活的I/O配置去處理特殊的過程控制。與應用有關的控制功能在可編程邏輯控制器AC80中編程。AC80通過光纖分配器同傳動裝置通信，一個AC80可控制12個傳動單元。AC80之間可以通過一個快速的1.5Mbit6的通信總線AF100PiHdbiis.相互通信或同集中操作控制設備通信?？偩€是由總線管理器板BA控制。系統(tǒng)控制圖如下:邏輯控制器AC80具有對各傳動裝置的控制、監(jiān)視和保護的功能，同時在AC80上附加通訊適配模塊可以完成與上位監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息交換。其特點為：可編程的邏輯控制器可編程邏輯控制器AC80是一個帶有所有軟件和硬件的控制器，其CPU為16位的微處理器，25MHz主頻。AC80的用戶程序是通過功能塊語言來編制的，它主要是以一個圖形符號（PC元素）表示一個標準功能，例如與門、時間延遲、位移寄存器、PID調節(jié)器等，把這些PC元素匯編起來實現(xiàn)DCS600的區(qū)域起動和停機邏輯，內部外部互鎖，速度給定，負載分配功能，要求的傳動設定，記錄器和系統(tǒng)通信。功能塊可以混合成宏塊以完成特定的應用任務，如:主/從分配控制、機械制動控制、操作盤控制等。這種匯編語言的每個功能塊都可看成有輸入輸出且以功能元素形式出現(xiàn)的積木式語言，元素的輸入輸出與其它元素的輸入輸出相連接或與過程控制輸入輸出相連接就等于完成了編程任務，因而使編程工作變得簡單而易掌握。靈活的I/O配置可編程邏輯控制器AC80通過DDCS協(xié)議可以與最多8個特殊I/0裝置連接，它們用光纖以4Mbit/s的傳輸速度通訊。特殊I/O裝置有掃描時間2ms,具有中斷功能的快速I/O模塊NBIO-21（2個AI/2個AO/3個DI4/2個DO）和NBIO-31（3個DI/2個DO）；還有增量碼盤計數(shù)器模塊NPCT-01（2路增量編碼盤輸入/4個DI/4個DO/2路可編程計數(shù)器）和NTAC-02脈沖編碼盤接口模塊。同時AC80控制器也可以通過ModUlebUS總線連接S800I/O模塊，客戶根據(jù)應用需要選擇不同點數(shù)、不同電壓、不同用途的I/O模塊，AI810（8個AI口/0~20mA或0~10V）；AI820（4個AI口/-20~+20mA或-10~+10V或-5~+5V）；AI830（8個AI口/專用于電阻輸入測溫元件）；AI835（8個AI口/專用于電壓mV輸入的測溫元件）；AO810（8個AO口/0~20mA）；AO820（4個AO口/-20~+20mA或-10~+10V或-5~+5V）；DI810（16個DI口/24VDC）；DI820（8個DI口/120VAC）；DI821（8個DI口/240VAC）；DO810（16個DO口/24VDC@0.5A）；DO820（8個DO口/24~240V@3A）。每個控制器AC80在Modulebus總線上最多連接24個I/O模塊，即最多配置384個DI/DO信號或192個AI/AO信號。多種控制配置小型傳動系統(tǒng)一在小型傳動系統(tǒng)中，一個AC80可連接1?12個數(shù)字傳動控制器。小型傳動系統(tǒng)的形式可以用于主/從應用控制。大型傳動系統(tǒng)一通過一條通信總線，例如：AF100總線，將AC80相互連接建立大型系統(tǒng)。公共控制功能可以分配到各個節(jié)點上，即使非常復雜的系統(tǒng)也可以通過相同的系統(tǒng)設計原則構成相同結構。良好的人機接口邏輯控制器AC80具有多種鏈型通訊接口，可以與傳動裝置、AC80控制盤和PC機通信，且具有與AF100總線通訊的接口，通過匹配不同的區(qū)域總線適配器可以與其它上位控制系統(tǒng)通信。一AC80控制盤CDP80CDP80控制盤提供了下列信息和功能：信號的顯示 可顯示傳動中每一個信號量的值故障記錄器內容顯示本地和遠程操作控制具體的操作可參看標準操作盤手冊。－服務和工程工具在編程PC中預裝MicroSoft公司的Windows98,ABB公司的DriveWindow調試軟件，F(xiàn)CB編程軟件，并與打印機相連，在編程PC中完成：通過軟件FCB完成工藝試驗程序的編制和修改，下裝程序到AC80。通過DriveWindow軟件來監(jiān)視給定值和實際值，控制和顯示DriveWindow中的數(shù)據(jù)記錄器，顯示和清除故障記錄器，并打印數(shù)據(jù)記錄器中的數(shù)據(jù)曲線。通過軟件DriveWindow可實時檢測在傳動值，設定傳動中的參數(shù)和其他值，控制和顯示DriveWindow數(shù)據(jù)收集器?？蓪斍皽y量配置和屏幕上的圖形顯示保存到磁盤文件中，顯示或清除傳動錯誤收集器。上調傳動參數(shù)，修改參數(shù)值，保存/恢復參數(shù)到/從磁盤文件并下裝參數(shù)。并打印相應的文件和數(shù)據(jù)收集器中數(shù)據(jù)曲線。開放的通訊DCS600傳動系統(tǒng)中的應用控制器AC80具有廣泛的通訊能力，通過選擇不同的區(qū)域總線適配器AC80可以與許多廠家的上位系統(tǒng)或PLC通訊。例如：區(qū)域總線適配器NPBA-80—支持ProfibUS協(xié)議，可以與SIEMENS公司等PLC通訊。其他通訊協(xié)議Interbus-S、Modbus+、DeviceNet…正在開發(fā)過程中。系統(tǒng)軟件說明說明在應用控制器AC80中所要完成的工藝控制程序。設備選型.根據(jù)以上技術方案，系統(tǒng)中各設備選型如下:傳動裝置:傳動部分序號設備型號描述數(shù)量控制系統(tǒng):傳動部分序號設備型號描述數(shù)量其它設計聯(lián)絡及資料交接在商務合同生效后XXX內需方向供方交付與設計有關的技術圖紙，供方作基礎設計。在商務合同正式生效后XXX內雙方在北京進行設計聯(lián)絡及技術交接。并在合同生效后XXX內供方向需方提供基礎設計圖紙（包括原理圖，裝置面板示意圖，軟件框圖，材料清單，柜子外形圖）供其審核。需方在合同生效后XXX內將審核后的圖紙返還給供方，供方在合同生效后XXX內將最終的設計圖紙交給需方。在設備及系統(tǒng)總體調試后供方向需方提供系統(tǒng)圖，接線圖，裝配圖，技術說明書，裝置軟硬件手冊，調試安裝手冊等，軟件程序（分為磁盤形式和書面打印形式）。質量保證及考核方法技術標準：以供方提供的產品樣本中的技術數(shù)據(jù)為準。供方