ABB北京傳動部方案模板

1、頁腳 xxxxxxxxxx xxxxx技術(shù)方案 ABB Drives 目錄 1引言4 1.1編寫目的4 1.2背景4 13定義4 14參考資料4 2. 概述5 21改造圍5 22改造要求5 3. 生產(chǎn)工藝簡介5 4系統(tǒng)方案說明5 4.1數(shù)字傳動控制器的構(gòu)成及功能6 4. 1. 1 主控制板 SDCS-C0N-27 4. 1. 2控制和通訊板(Control and communication board)SDCS-AMC-DC7 4. 1.3電源板 SDCS-POW-17 4. 1. 4功率單元7 4. 1.5功率接口板7 4. 1. 6數(shù)字I/O接口板SDCS-IOB-238 4. 1 7模

2、擬I/O接口板SDCS-IOB-38 4. 18基本軟件功能8 4. 19技術(shù)指標10 4. 2可編程邏輯控制器(AC80)的構(gòu)成和功能10 4. 2.1可編程的邏輯控制器11 4. 2. 2靈活的I/O配置11 4. 2. 3多種控制配置12 4. 2.4良好的人機接口 12 4. 2. 5開放的通訊錯誤！未指定書簽。 4.3系統(tǒng)軟件說明13 5設(shè)備選型.13 51傳動裝置：13 頁腳 5. 2控制系統(tǒng)：14 5. 3其它14 6. 設(shè)計聯(lián)絡(luò)及資料交接14 7. 質(zhì)量保證及考核方法14 8. 設(shè)計分工14 9. 培訓15 10. 調(diào)試及服務(wù)15 11. 交貨期15 12. 本方案的有關(guān)說明1

3、5 12.1總體說明15 12. 2附圖附表15 頁腳 1. 引言 Z 1編寫目的 本技術(shù)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(shù)要 求，并給出該項目的技術(shù)設(shè)計方案，以便與設(shè)備XXXXXXXXXX共同討論和技術(shù)交流。 1.2背景 本技術(shù)方案為ABB電氣傳動系統(tǒng)根據(jù)XXXXXXXXXX提供的XXXXXX等文件編寫而成。 L3定戈 列出本技術(shù)方案中用到的專門術(shù)語的定義。 AC 80 Advant ControIler 80,髙性能的可編程邏輯控制器, 主要用于面向傳動的控制。 BA AF 100上的總線管理器。 AF 100 Advant Fieldbu

4、s 100, ABB公司的高速串行通信總線, 通信速率為1. 5Mb/S0 DriveBus 髙速通信總線，用于AC 80和傳動單元之間的通信。 Panel Link Modbus低速串行總線，主要用于AC 80和控制盤CDP 80和打印機 之間的信息交換。 DCS600 ABB公司直流系統(tǒng)傳動產(chǎn)品。 Z 4參考資料 在本技術(shù)方案中所引用的參考資料： 1. DCA600系列直流傳動系統(tǒng)（產(chǎn)品樣本） 2. DCA600直流傳動系統(tǒng)描述 3. DCA600直流傳動軟件說明 4. DCA600直流傳動安裝手冊 5. AC 80用戶手冊 頁腳 2. 概述 為了提高質(zhì)量、降低能耗和擴大品種規(guī)格，XXXX

5、XXXXXX即將對XXXXX進行改造，同時在此 次改造中新增XXXXXXo 2. 1改造圍 本次XXXXX改造圍包括： 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： 2. 2改造要求 XXXXXXXX 根據(jù)上述改造要求，ABB電氣傳動系統(tǒng)將采用ABB最新一代的全數(shù)字直流傳動產(chǎn)品DCA600 和與之配套的電機等構(gòu)成完整的控制系統(tǒng)，去實現(xiàn)XXXXX的控制。 本次改造，提髙XXXXXXXX的XXXXX的生產(chǎn)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(zhì)降耗的目的。 3. 生產(chǎn)工藝簡介 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 4. 系統(tǒng)方案

6、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)包括ABB專門為傳 動系統(tǒng)而設(shè)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 DCA600o 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(shè)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112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(shè)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(shè)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。 頁腳 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，XX

7、XXXX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(gòu)成系統(tǒng)，以此來協(xié)調(diào)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(gòu)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。 AF100 mx wxx nxx xnx xnx xm xnx

8、xnxxnx xx xvtx xra xx xxvt xxvr xxyx 在本技術(shù)方案中，XXXXXX上的所有傳動設(shè)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。 4. 1數(shù)字傳動控制器的構(gòu)成及功能 數(shù)字傳動控制裝置主要由熔斷隔離開關(guān)、接觸器（空氣斷路器）、進線電抗器、DCS600變流 器單元（包括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

9、結(jié)構(gòu)，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AC220V1000V,直流輸出電流圍為255150A（64900KW）。并且在整個電 流圍，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。 頁腳 4.1.1 主控制板 SDCS-C0N-2 該控制板包括80186EM微處理器和ASIC(應用專用集成電路)電路DC94L

10、01,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(RS485)；與勵磁單元通訊 (RS485)；測量、監(jiān)控；看門狗功能、A/D和D/A轉(zhuǎn)換控制；晶閘管觸發(fā)脈沖產(chǎn)生等測量及 控制功能。 控制板SDCS-C0N-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。 4.1. 2 控制和通訊板(Control and communication board)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(diào)節(jié)器

11、和其附加功能的控制和調(diào)節(jié)在SDCS-AMC-DC板中完成，由其產(chǎn)生的轉(zhuǎn) 矩給定送至控制板CON-2 -與速度相關(guān)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4Mb)。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(diào)試和維護工具。 4.1.3 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U5VAC或230

12、VAC。 4.1.4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(gòu)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(gòu)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。 4.1.5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。 頁腳 -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(cè)及直流側(cè)電壓測量。 -散熱器溫度測量。 -過壓保護及電壓測

13、量電路的熔斷器。 4.1.6 數(shù)字 I/O 接口板 SDCS-I0B-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C0N-2中含的數(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。 4.1.7 模擬 I/O 接口板 SDCS-I0B-3 模擬I/O接口板安裝在變流器模塊外，該板覆蓋控制板C0N-2中含的模擬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

14、；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。 4.1.8基本軟件功能 DCS600變流器單元的基本軟件主要由速度控制和轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩控制在控制板C0N-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(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩給定送 至控制板，另外它還可以從AC80接收轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩信號之間選擇其一作為轉(zhuǎn)矩給定提供給電流調(diào)節(jié)器。轉(zhuǎn)矩控制從速度控制部 分接收轉(zhuǎn)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

15、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(zhuǎn)矩控制有關(guān)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(shè)置在轉(zhuǎn)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(diào)諧功能，這就使得調(diào)試過程方便靈活易于掌 握。 基本軟件包括： 傳動邏輯 本地/遠程控制選擇 頁腳 啟動/停止順序控制 故障處理 急?？刂?速度控制 速度監(jiān)控和速度反饋的處理。 可調(diào)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(diào)節(jié)器的設(shè)計使它在不同的環(huán)境中均易于調(diào) 整，從而使調(diào)試工作更靈活。 轉(zhuǎn)矩控

16、制 部/外部轉(zhuǎn)矩極限限幅?？蛻艨梢赃x擇電流調(diào)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(diào)節(jié)器的輸 出和外部的轉(zhuǎn)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(diào)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。 -EMF控制 電機電勢控制器閉環(huán)控制。當需要精確的轉(zhuǎn)矩控制或需要磁場弱磁時，可以使用 EMF調(diào)節(jié)器調(diào)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。

17、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(chǎn)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。 頁腳 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(chǎn)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)榈碗娖健?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

18、饋 信號丟失，失磁，過磁，電機過載，過溫，堵轉(zhuǎn)。 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(diào)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(shù)指標 -靜態(tài)穩(wěn)速精度(相對精度)：采用每轉(zhuǎn)2048個脈沖數(shù)的光碼盤反饋時：0. 006% -動態(tài)穩(wěn)速精度：0. 3%S 動態(tài)電流響應時間：610ms -調(diào)速圍：D=100 -晶閘管變流裝置的功率因數(shù)：0. 95 -晶閘

19、管變流裝置電磁抗擾性：符合EN50082-2標準 4.2可編程邏輯控制器(AC80)的構(gòu)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(shè)計的控制器，如 果過程1/()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(guān)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 頁腳 個AC80可控制12個傳動單元o AC80之間可以通過一個快速的1.5Mbit /S的通信總線 Advant Fieldbus 10

20、0 AF100 LI DriveBos McxiuleBiis Tools Link Fieldbus adapters 一 PROFIBUS MOIXSJS ( RS485 ) ri | 血to | |cg“ol Convartar | 血 I 1 | AMC | j I AWC I |conuoj ccfmolj Inserter I Inverter LI Inverter AF100相互通信或同集中操作控制設(shè)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)

21、信息交換。其特點為： 4. 2.1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黠，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(diào)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，部外部互鎖，速度給定，負載分配功能，要 求的傳動設(shè)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(wù)，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

22、式語言，元素的輸入輸出與其它元素的輸入輸出相連接或 與過程控制綸入輸出相連接就等于完成了編程任務(wù)，因而使編程工作變得簡單而易掌握。 4. 2.2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/O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 頁腳 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-0K2路增量編碼盤輸入/4個DI/4個D0/2路可編程計數(shù)器）和NTAC-02脈沖 編碼盤接口模塊。同時AC80控

23、制器也可以通過Modulebus總線連接S800I/0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/OYOnd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）；A0810（8個A0 口 /020mA）； A0820（4 個 A0 口/-20+20mA 或-10+10V 或-5+5V） ； DI810（16 個 DI 口 /24VDC） ； DI820（8 個 DI 口/120

24、VAC） ；DI821（8 個 DI 口/240VAC） ； D0810（16 個 DO 口 /24VDC 0. 5A） ； D0820（8 個 DO 口/24240V 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。 4. 2.3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112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

25、系統(tǒng)也可以通過相同 的系統(tǒng)設(shè)計原則構(gòu)成相同結(jié)構(gòu)。 4. 2.4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。 -AC80 控制盤 CDP 80 CDP80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(wù)和工程工具 頁腳 在編程PC中預裝Microsoft公司的Windows98, ABB公司的DriveWindow調(diào)試軟件，F(xiàn)CB 編程軟件，并與打印機

26、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(shè)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(diào)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。 4. 2.5開放的通訊 DCS600傳

27、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-80一支持Profibus協(xié)議，可以與SIEMENS公司等PLC通訊。 其他通訊協(xié)議Interbus-S、Modbus+、Device Net 正在開發(fā)過程中。 4.3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。 5. 設(shè)備選型. 根據(jù)以上技術(shù)方案，系統(tǒng)中各設(shè)備選型如下： 5. 1傳動裝置: 傳動部分 序號 設(shè)備型號 描述 數(shù)量 頁腳 5. 2控制系統(tǒng): 傳動部分 序號 設(shè)備型號 描述 數(shù)量 5.3其它 6. 設(shè)計聯(lián)絡(luò)及資料交接 在商務(wù)合同生效后XXX需方向供方交付與設(shè)計有關(guān)的技術(shù)圖纟氏，供方作基礎(chǔ)設(shè)計。在商 務(wù)合同正式生效后XXX雙方在進行設(shè)