Лаборатория автоматизированного электропривода Кафедра «Микропроцессорные средства автоматизации» Электротехнический факультет

Контактная информация:

Адрес: 614013, г. Пермь, ул. Профессора Поздеева, д.7, ауд. 05

Телефон/факс: +7 (342) 2-391-821

E-mail: zav@msa.pstu.ac.ru

Руководитель центра: заведующий кафедрой МСА, доцент, к.т.н. Петроченков А.Б.

Основные направления научных исследований, проводимых на оборудовании центра/лаборатории

исследование статических и динамических характеристик электропривода при имитации момента статической нагрузки на валу двигателя в соответствии с заданной диаграммой;
проведение сравнительного анализа систем управления электроприводом в различных режимах работы;
синтез и анализ систем управления электроприводом постоянного и переменного тока.

Перечень услуг, оказываемых центром/лабораторией

Проектирование автоматизированных систем управления электроприводом постоянного и переменного тока на базе оборудования Siemens.
Проведение курсов повышения квалификации по настройке, наладке и программированию оборудования Siemens для систем автоматизации технологических процессов.

Оборудование лаборатории:

В состав лабораторного комплекса входят три лабораторных стенда:

1) Стенд «преобразователь частоты (ПЧ) – асинхронный двигатель (АД)»;

____________________________________________________________________________________________

2) Стенд «преобразователь частоты – синхронный двигатель (СД)»;

____________________________________________________________________________________________

3) Стенд «тиристорный преобразователь (ТП)– двигатель постоянного тока (ДПТ)»

____________________________________________________________________________________________

Рабочая станция и персональные компьютеры стендов соединены в одну сеть. Имеется возможность управлять процессом проведения лабораторных исследований и обработкой результатов с компьютера или с интерактивной доски. Интерактивная доска работает вместе с компьютером и видеопроектором, представляя собой единый комплекс.

Оборудование стендов (ПЧ-АД, ПЧ-СД, ДПТ) предназначено для выполнения следующих задач:

– ввод и распределение трехфазного переменного тока напряжением 380В, 50Гц;
– регулирования частоты вращения оборотов электродвигателей с помощью частотных преобразователей;
– отображения состояния работы электродвигателей с помощью панели оператора из комплекта преобразователя частоты;
– управления электроприемниками;
– защита электроприемников от перегрузок и токов короткого замыкания.

Конструктивно каждый стенд (ПЧ-АД, ПЧ-СД, ДПТ) выполнен в виде модулей одностороннего обслуживания, состоящих из: шкафа «Ш» и панели «П» (каркасы производства фирмы «Rittal»).

Электропитание стендов предусматривается от одного источника электроэнергии 380 В, 50 Гц. Вся применяемая коммутационная аппаратура производства фирмы «Siemens». Ввод кабелей осуществляется снизу через вводные кабельные панели. Подключение кабелей осуществляется к клеммам соответствующих клеммных групп. Электропроводка внутри шкафов и панелей проложена в закрытых пластмассовых вентилируемых кабельных коробах и в оплетке для кабелей и проводов из материала, не поддерживающего горение.

Лабораторный комплекс предназначен для исследования и настройки систем управления электрического привода постоянного и переменного тока.

Структурная схема стендов на примере стенда ПЧ-АД

В состав лабораторной установки входят:

а) Электромашинный агрегат;
б) Панель оператора;
в) Шкаф управления электрического привода.

а) Электромашинный агрегат представляет собой соединенные на одном валу три электрические машины:
– машину постоянного тока (220В, 100Вт);
– трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (380В, 1,5кВт);
– трехфазный синхронный двигатель (380В, 1,52 кВт).

б) В панель оператора установлен промышленный компьютер SIMATIC Panel PC 577C. SIMATIC Panel PC 577C может использоваться в автоматизации производства, а также в автоматизации технологических процессов. Устройство было сконструировано для установки в контрольных шкафах и пультах, 19 дюймовые шкафы/стойки, и поворотные рукава (стрелы). Благодаря небольшой глубине монтажа (83 мм для 15" Touch) , он может использоваться в ограниченном объеме.

в) Шкаф управления электрического привода включает в себя такие органы управления как: Универсальный программируемый контроллер SIMATIC S7-300, преобразователь частоты SinamicsS110, преобразователь частоты SinamicsS120, микропроцессорный преобразователь SIMOREG DC MASTER, устройство плавного пуска асинхронных электродвигателей DANFOSS MCD201, универсальный преобразователь SIMEAS.

Универсальный программируемый контроллер SIMATIC S7-300

SIMATIC S7-300 – это модульный программируемый контроллер, предназначенный для построения систем автоматизации низкой и средней степени сложности.

Контроллер S7-300 включает в свой состав:
– модуль центрального процессора CPU 315-2 PN/DP;
– блок питания PS 307 AC 230V, DC 24V/5A;
– модуль ввода-вывода дискретных сигналов SM 323: 1х8 DI =24В, 1х8 DO24В/0,5А.

____________________________________________________________________________________________

Преобразователь частоты SinamicsS110

Отличительными особенностями SINAMICS S110 являются его гибкость и универсальность.

Для подключения к системе автоматизации управляющий модуль CU305 SINAMICS S110 имеет встроенный коммуникационный интерфейс PROFIBUS.
Тем самым обеспечивается оптимальная поддержка системы автоматизации SIMATIC S7. Подключение осуществляется через PROFIBUS, а коммуникации с приводом в SIMATIC S7 через стандартные функциональные блоки. Кроме этого, возможна полная интеграция ПО для ввода в эксплуатацию STARTER в ПО программирования SIMATIC STEP 7.

____________________________________________________________________________________________

Преобразователь частоты SinamicsS120

Система приводов SINAMICS S120 предназначена для решения широкого спектра задач в станко- и машиностроении. Основные области применения преобразователей частоты SiemensSINAMICS S120 – это непрерывные и циклические технологические процессы с повышенными требованиями к динамике и качеству регулирования.Метод управления: векторное управление, серворежим, поддержание потока двигателя постоянным (FCC), скалярное управление, квадратичная U/f характеристика, параметрируемаяU/f характеристика.

____________________________________________________________________________________________

Микропроцессорный преобразователь SIMOREG DC MASTER

Микропроцессорный преобразователь SIMOREG DC MASTER серии 6RA70 является полностью цифровым компактным преобразователем с питанием от трехфазной сети и служит для питания якоря и обмотки возбуждения двигателей постоянного тока с регулируемой скоростью.

Достоинства Siemens SIMOREG – полная интеграция в автоматизационный ландшафт, очень быстрый и простой ввод в эксплуатацию, построение полностью по модульному принципу – от стандартных до высокотехнологичных решений, простейшее обслуживание за счет одной концепции задания параметров, однородное построение системы обслуживания, возможность широкого использования в различных областях применения, высокая надежность в работе.

Все настройки производятся через устройство параметризации. Установка параметров может также производиться с помощью персонального компьютера с использованием удобных меню – для быстрого ввода в эксплуатацию, а также для простой визуализации при исполнении SIMOVIS.

____________________________________________________________________________________________

Устройство плавного пуска DANFOSS

Устройство плавного пуска асинхронных электродвигателей DANFOSS MCD201 – это бюджетная серия со встроенным обходным контактором, которая отличается компактностью, экономичностью и простотой монтажа.

Основные области применения: насосное, вентиляционное, дымососное оборудование и т.п. Применение устройств плавного пуска позволяет уменьшить пусковые токи, снизить вероятность перегрева двигателя, обеспечить полную защиту двигателя, повысить срок службы двигателя, устранить рывки в механической части привода или гидравлические удары в трубах и задвижках в момент пуска и останова двигателей.

Особенности DANFOSS MCD201:
– микропроцессорное управление моментом;
– ограничение тока, бросок момента, двойной наклон кривой разгона;
– плавный останов двигателя;
– диагностика состояния, ошибок и сбоев;
– дистанционное управление.

____________________________________________________________________________________________

Измерители качества электроэнергии SIMEAS Q

Измерители качества электроэнергии SIMEAS Q – это компактный недорогой регистратор качества электроэнергии, созданный для полномасштабного контроля качества электроэнергии в соответствии со стандартами EN 50160 и IEC 61000.

Устройства SIMEAS Q устанавливаются в различных точках для записи нескольких измерений требуемых величин для анализа качества электроэнергии. В дополнение ко всем значимым измеренным значениям SIMEAS Q может также записывать системные нарушения при выходе измеряемых величин за предельные значения. Записанные значения могут быть считаны и оценены с помощью ПК.

Передача и архивация данных от нескольких устройств SIMEAS Q выполняется с помощью установленной на ПК программы«SICARO Q Manager», посредством которой передача данных между различными устройствами SIMEAS Q и ПК может быть осуществлена различными способами.