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Perspectivas para el desarrollo de un accionamiento eléctrico automatizado.
Los detalles del desarrollo de la civilización moderna, especialmente en los últimos diez años, cambian nuestras vidas cardinalmente. Dos tendencias merecen la mayor atención.
El primero es el rápido desarrollo de todo lo relacionado con la tecnología informática. Esta no es solo una computadora en cada hogar y lugar de trabajo, no solo Internet y “juguetes”. Si miras más de cerca, entonces todos hemos sido rehenes de la tecnología informática durante mucho tiempo. Casi cualquier dispositivo ahora tiene un chip de control en su composición, que, en principio, es la misma computadora pequeña. Este es un televisor, una lavadora, un teléfono móvil, una cámara y un llavero para el automóvil, y el automóvil en sí ...
Ahora en mi oficina en el trabajo alrededor de 60! Control de CPU ... ¡Esto ya es muy serio! Si el microprocesador solía costar decenas y cientos de dólares, ¡ahora puede comprar un chip de control por menos de un dólar!
La segunda tendencia es un aumento en el costo de la energía y todo lo relacionado con la industria minera. Todos los recursos han subido de precio en diez años. Entonces, en 1998 compramos 1 litro de gasolina número 95 por 2 rublos y 15 kopeks, y ahora pagamos casi 22 rublos (el artículo fue escrito a principios de 2008), y ahora nadie cuenta ni un centavo ... Como antes de la denominación ...
Todo esto es directamente relevante para el accionamiento eléctrico automatizado, que está integrado en nuestras vidas y es la base de la producción. Ahora es simplemente económicamente factible automatizar cualquier accionamiento eléctrico, es decir, computarizado. Esto no es un homenaje a la época, con un deseo irresistible de meter todo el microprocesador. Lo más importante es que sea capaz de ahorrar significativamente energía. La automatización, con este enfoque, vale la pena en un año, y a veces más rápido.
Además de esto, un accionamiento eléctrico automatizado tiene una serie de ventajas significativas:
- Mejora de las cualidades del consumidor (compare al menos una lavadora moderna con la que tenía hace veinte años);
- la regulación de la velocidad, la aceleración y las intensidades de frenado le permite simplificar, es decir, reducir el costo de la parte mecánica, establecer modos suaves para todas las mecánicas, reducir las corrientes de arranque y operación, extender la vida útil de las partes mecánicas y eléctricas;
- la posibilidad y viabilidad de hacer un sistema de control de accionamiento distribuido; - integración de unidades eléctricas en la red con un servidor de recopilación y análisis de datos con posibilidad de acceso remoto.
Ahora analicemos la situación actual con el motor eléctrico. Está determinado en gran medida por las condiciones históricas. Actualmente, el accionamiento eléctrico se está construyendo con la separación del convertidor de energía eléctrica y el sistema de control en partes de alta y baja corriente. Actualmente, el sistema de control con mayor frecuencia se refiere a un controlador digital. Los primeros en este grupo aparecieron autos eléctricos. La preparación para su creación fue toda la historia de la electricidad. Resultó que el controlador industrial de control estaba "conectado" al sistema convertidor-motor (P-D) (ver Fig. 1).
Si el mecanismo tiene varias unidades, aparece otro controlador industrial ... Este enfoque tiene varias desventajas:
- alto costo del sistema;
- las retroalimentaciones "pasadas" a través del controlador industrial dan retrasos significativos;
- un intento de reducir el precio del producto conduce a una automatización "heterogénea", con una diferencia en las interfaces y un aumento en el retraso de tiempo; A menudo sucede así: un mecanismo que tenía un disco no regulado se complementa con uno ajustable, es más fácil ...
Por ejemplo, la coordinación de los mecanismos de una línea se realiza a la antigua, a través de la mecánica. Resulta una unidad muy costosa y muy "complicada" con una gran cantidad de interfaces, lo que conlleva costos adicionales para la puesta en marcha. Y si ocurre una falla (falla) en dicho sistema, entonces habrá aún más problemas. La integración de tales sistemas para el monitoreo general es una tarea muy difícil. Todo esto se puede comparar con la integración en un grupo de trabajo de computadoras de diferentes fabricantes, con diferentes velocidades, con varias interfaces de red y varios estándares de red.
Ahora volvamos a las perspectivas de un accionamiento eléctrico automatizado. La tesis principal es la creación de un sistema de control distribuido, con precios mínimos y una forma simple y comprensible de integrar estos discos en una red común.
Todo se parece al desarrollo de las computadoras personales. Cualquier convertidor de frecuencia moderno tiene un procesador. ¿Por qué necesito un controlador industrial adicional? Estos son costos, un aumento en el tiempo de respuesta del sistema y un deterioro en la confiabilidad. Y solo los inversores de los fabricantes modernos están hechos como una "caja negra", y realizan la única tarea: convertir la señal de entrada a la frecuencia y voltaje apropiados. Convir ofrece alternativas. No configuramos el controlador industrial. Las retroalimentaciones necesarias se realizan en el inversor. El inversor también tiene un programa de control para resolver todos los problemas tecnológicos. El inversor tiene una interfaz CAN-open incorporada para integrar dicho nodo en la red (ver. Fig. 2).
En principio, dicho nodo puede funcionar de forma independiente, la red sirve para ingresar la configuración y recopilar información sobre el trabajo. Por lo tanto, obtenemos un sistema de control de un solo procesador con la máxima velocidad, fiabilidad y precio mínimo. Para combinar las unidades y coordinar su trabajo, solo queda conectarlas a través del "par trenzado" del bus CAN. Si necesita monitoreo y registro remotos del mecanismo, instalamos un servidor industrial adicional con base de datos SQL e interfaz ethernet. ¡Combinar los nodos de unidades eléctricas distribuidas en una red es gratis!
Ahora consideraremos en detalle las ventajas de dicho sistema. Tenemos varios accionamientos eléctricos automatizados con un sistema de control distribuido, que están conectados en red. Cada unidad individual es prácticamente independiente y puede funcionar incluso si la red está desconectada. Dado que el número de conexiones en el disco es mínimo y el procesador tiene acceso instantáneo a todos los parámetros del nodo, ¡tenemos la máxima velocidad, flexibilidad y confiabilidad! La red está coordinando la operación de los accionamientos eléctricos. Si se trata de una línea automatizada o simplemente de un mecanismo de unidades múltiples, entonces la parte mecánica puede simplificarse y abaratarse enormemente al automatizar la operación de unidades coordinadas.
Se puede usar cualquier panel o computadora CAN para controlar el sistema. Estos dispositivos no realizan tareas de control, pero sirven únicamente para entrada-salida. Si ponemos una computadora, también tenemos la oportunidad de registrar el trabajo. El sistema está construido lo más amigable posible para la comunicación con cualquier programa que controle el trabajo de producción, por ejemplo, 1C. Dado que el accionamiento eléctrico en dicho sistema es, de hecho, automatizado, debido a esto, los algoritmos de ahorro de energía se utilizan en la mayor medida posible. Además, las cargas eléctricas y mecánicas de choque son limitadas.
La vida no se detiene. La tecnología de fabricación se está desarrollando rápidamente. Y debemos reconocer claramente que la piedra angular en estos procesos es un accionamiento eléctrico automatizado.
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