В этой статье Александр Ярошенко, практикующий электрик и электротехник, расскажет о системе на основе преобразователя частоты, которую он самостоятельно спроектировал. Если вы в первый раз на страницах авторского блога «СамЭлектрик.ру», то специально для вас Александр дополнительно сообщает, что кроме прочего он занимается консультациями и проектированием различного электрооборудования. Сегодня одним из таких примеров проектирования электрической схемы для автоматизации ворот Александр Ярошенко и делится с читателями.
Суть системы управления воротами
Ко мне обратился читатель с просьбой помочь в создании устройства, способного открывать/закрывать ворота (это может быть штора, занавес — не важно). Двигатель перемещает каретку, которая в нужных местах активирует нужные концевые. Далее будет очень подробно.
По итогам работы я составил:
- ТЗ,
- инструкцию по настройке и эксплуатации шкафа управления,
- схему электрическую с таблицей настроек ПЧ,
- список комплектующих со ссылками.
Теперь мне нужен человек в Москве, разбирающийся в сборке и пусконаладке электрошкафов, содержащих:
- ПЧ,
- БП,
- реле (4 шт),
- разъемы (5 шт).
В итоге нужно смонтировать «под ключ» систему, содержащую:
- электрошкаф с разъемами,
- кабели с разъемами,
- электродвигатель с тормозом,
- концевые выключатели.
ТЗ на разработку шкафа управления двигателем
Общее описание
Шкаф управления включает в себя преобразователь частоты (ПЧ), органы управления и индикации, клеммы (разъемы) подключения. Вход питания — 3 фазы 380 В, к выходу подключается асинхронный электродвигатель мощностью 2,2 кВт.
Описание устройства шкафа
Основа шкафа — ПЧ. На передней панели шкафа расположены органы управления и индикации:
- Замок с ключом, блокирующий возможность включения.
- Кнопка «Питание», которую нужно нажать после подачи питания или отжатия кнопки «Аварийный стоп» (не реализовано, т.к. при Аварийном стопе нужно управляемое торможение, а при установке контактора, который будет рвать силу, двигатель будет останавливаться на выбеге).
- Индикатор готовности к работе «Питание».
- Кнопка «Аварийный стоп» (грибок) с фиксацией (мгновенная остановка).
- Кнопка «Вперед».
- Кнопка «Стоп» (плавная остановка).
- Кнопка «Назад».
- Регулятор (потенциометр) скорости двигателя.
Внешнее оборудование (концевые выключатели):
- «Медленно вперед».
- «Вперед».
- «Авария вперед».
- «Медленно назад».
- «Назад».
- «Авария назад».
Все подключения — через разъемы типа «Хартинг».
Описание работы шкафа
Для начала работы необходимо привести шкаф в рабочее состояние при помощи замка и кнопки «Аварийный стоп», нажать кнопку «Питание», загорится зеленый индикатор. Затем нажать кнопку «Вперед» (или «Назад»), двигатель начнет разгон, и в течение 2-3 с выйдет на скорость, установленную регулятором.
По достижении концевого выключателя «Медленно вперед» скорость уменьшается до 5 % от установленной. Через небольшое время механизм достигает концевого «Вперед», и двигатель останавливается.
Нажать кнопку «Назад», двигатель и механизм начнут движение аналогично, но в обратном направлении. Для остановки двигателя в движении нажать «Стоп» или «Аварийный стоп».
Чтобы устранить аварийные ситуации, связанные с «проскакиванием» рабочих концевых, имеются аварийные концевые «Авария вперед», «Авария назад». Активация этих концевых мгновенно останавливает двигатель и отключает силовое питание. Затем требуется вмешательство технического персонала для ремонта и нажатия кнопки «Байпас авария», спрятанной внутри шкафа. Нажатие этой кнопки позволяет нажать кнопку «Питание», начать движение и вывести механизм из аварийной зоны.
Инструкция по настройке и эксплуатации шкафа управления
Общее описание
Шкаф управления (ШУ) включает в себя преобразователь частоты (ПЧ), органы управления и индикации, клеммы (разъемы) подключения. Вход питания — 3 фазы 380 В, к выходу подключается асинхронный электродвигатель мощностью 2,2 кВт.
При помощи органов управления на передней панели ШУ двигатель приводится в движение «Вперед» («Влево») и «Назад» («Вправо»), и останавливается.
Описание устройства шкафа
Основа шкафа — ПЧ Delta VFD-EL либо аналогичный. На передней панели шкафа расположены органы управления и индикации:
- Кнопка S1 «Аварийный стоп» (грибок) с фиксацией (мгновенная остановка).
- Замок с ключом S3 , блокирующий возможность включения.
- Кнопка S5 «Вперед» («Влево»).
- Кнопка S2 «Стоп» (плавная остановка).
- Кнопка S6 «Назад» («Вправо»).
- Регулятор R1 (потенциометр) скорости двигателя.
Индикация на панели управления ШУ:
- HL1 — 380 V,
- HL2 — 24 V,
- HL3 — движение вперед,
- HL4 — движение назад,
- HL5 — движение медленно (вперед или назад),
- HL6 — влево лимит (остановка по концевому «Вперед» («Влево»)),
- HL7 — вправо лимит (остановка по концевому «Назад» («Вправо»)),
- HL8 — аварийное торможение (авария перемещения, нажатие концевых «Авария вперед» или «Авария назад»),
- HL9 — двигатель заторможен (питание на тормоз не подано, двигатель не вращается).
Внешнее оборудование (концевые выключатели):
- «Медленно вперед»,
- «Вперед»,
- «Авария вперед»,
- "Медленно назад","Назад",
- «Авария назад».
Предусмотрено подключение одного внешнего ПУ, управление с которого можно производить дистанционно одновременно с ШУ. При отсутствии внешнего ПУ в гнездо для его подключения необходимо подключить разъем-заглушку с перемычкой (подробнее — в схеме).
Все подключения — через разъемы типа «Хартинг».
Описание работы шкафа
Для начала работы необходимо подать питание и привести шкаф в рабочее состояние, загорятся белые индикаторы «380 В» и «24 В». Если «24 В» не горит, проверить положение ключа, состояние кнопки «Аварийный стоп», концевых аварийного торможения («Авария вперед, назад»). Затем установить регулятор скорости, нажать кнопку «Вперед» (или «Назад»), двигатель начнет разгон и в течение 2-3 с выйдет на скорость, установленную регулятором.
По достижении концевого выключателя «Медленно вперед» скорость уменьшается до 10...20 % от номинальной (зависит от настроек ПЧ). Через небольшое время механизм достигает концевого «Вперед», и двигатель останавливается. Нажать кнопку «Назад», двигатель и механизм начнут движение аналогично, но в обратном направлении.
Для остановки двигателя в движении нажать «Стоп», двигатель плавно остановится в течение 2-3 с, загорится красный индикатор торможения HL9, двигатель заблокируется механическим тормозом. Остановка двигателя от концевых «Вперед»/«Назад» происходит идентично.
Для реверса в движении нажать «Стоп» и кнопку обратного движения. Одновременное нажатие кнопок «Вперед» и «Назад» невозможно, так же, как и реверс без нажатия кнопки «Стоп».
В случае аварийной ситуации нажать кнопку «Аварийный стоп». При этом двигатель быстро остановится (0,1-1 с, зависит от настроек ПЧ и текущей скорости), индикатор «24 В» потухнет. После устранения аварийной ситуации отжать кнопку «Аварийный стоп» и продолжить работу в обычном режиме.
В случае выключения питания главным выключателем двигатель теряет управление и питание от ШУ, и его останов зависит только от механического тормоза.
Внимание!
Двигатель после нормальной или аварийной остановки блокируется механическим тормозом. Если тормоз отсутствует, неисправен или не подключен, то после остановки двигателя или выключения питания состояние привода определяется только внешними условиями.
Чтобы устранить аварийные ситуации, связанные с «проскакиванием» рабочих концевых нормального останова «Вперед» и «Назад», имеются аварийные концевые «Авария вперед», «Авария назад». Активация этих концевых работает так же, как нажатие кнопки «Аварийный стоп». Затем требуется вмешательство квалифицированного технического персонала для ремонта и нажатия кнопки «Байпас авария» S7, установленной внутри шкафа. Нажатие этой кнопки позволяет начать движение кнопками «Вперед» или «Назад» и вывести механизм из аварийной зоны.
Схема на двух листах — силовая часть и часть управления:
Список комплектующих
Список составлен в Excel, даны ссылки для примера. Нужно будет закупать в соответствии со списком. Возможно понадобится подбор аналогов. Нужен анализ качества, параметров и функциональности по каждому пункту.
Если после прочтения вышеизложенного у вас в голове сложилась понятная картина, то есть смысл узнать чуточку больше — нужен человек в Москве, который смог бы воплотить в жизнь систему, спроектированную мною. Подробности в конце оригинальной статьи на сайте «СамЭлектрик.ру».
Автор: Александр Ярошенко/«СамЭлектрик.ру»
