Drukuj

Falowniki Vacon 100 HVACWymagania stawiane dzisiejszym przetwornicom częstotliwości powodują, że oferta przetwornic tzw. ogólnego przeznaczenia musi być uzupełniana o konstrukcje specjalizowane, przeznaczone dla bardzo konkretnych zastosowań i branż.

Jedną z takich branż jest gwałtownie rozwijający się rynek automatyki budynkowej, a wraz z nim napęd elektryczny AC. Aby spełnić oczekiwania użytkowników, konstruktorzy Vacona stworzyli dedykowaną do aplikacji HVAC (Heating Ventilation Air Condi-tioning - ogrzewanie, wentylacja i klimatyzacja) serię przemienników częstotliwości Vacon 100 HVAC. Seria ta łączy w sobie: wysoką jakość wykonania, funkcjonalność, odpowiednie dla wymagań HVAC wyposażenie sprzętowe i programowe oraz niezawodność z bardzo atrakcyjną ceną.


Konstrukcja

Seria Vacon 100 HVAC dostępna jest dla mocy od 0,55 kW do 160 kW (inne serie moc do 5 MW) na napięcia 220, 400, 480 V, sieci IT i TN. Obecnie seria 100 HVAC dostępna jest w sześciu wielkościach mechanicznych o stopniach ochrony IP21, IP54 (seria 100X - IP66).

Projektując p.cz. Vacon 100 HVAC, przyjęto zasadę stworzenia urządzenia kompletnego, jeśli chodzi o wyposażenie, wymagania użytkownika, ale również wymagania restrykcyjnych norm i przepisów UE z zakresu bezpieczeństwa i kompatybilności elektromagnetycznej EMC. Każdy przemiennik Vacon 100 HVAC posiada wewnętrzny przeciwzakłóceniowy filtr RFI wysokich częstotliwości, który pozwala na instalację przemiennika w budynkach użyteczności publicznej, np. sklepy, hotele, szpitale, gdzie wymagania, co do kompatybilności EMC są znacznie wyższe w porównaniu do zastosowań przemysłowych. Dzięki temu możliwość zakłócania przez przemiennik urządzeń towarzyszących (sterowniki PLC, pomiary, RTV, komputery itp.) zostaje ograniczona do minimum. Do zachowania kompatybilności EMC nie jest potrzebne żadne wyposażenie dodatkowe (seria Vacon 100 HVAC spełnia normę PN-EN 61800-3 kategoria C1 i C2 oraz posiada wszelkie niezbędne certyfikaty i świadectwa dopuszczające do pracy). Dla redukcji harmonicznych prądu i napięcia generowanych przez przemiennik do sieci zasilającej zastosowano wewnętrzny dławik. Redukcja harmonicznych zmniejsza straty cieplne transformatorów, generatorów, kabli zasilających i poprawia warunki zasilania innych urządzeń pracujących w tej samej sieci.

Filtr RFI oraz dławik umieszczono w module mocy, który wykonany jest ze stali (separacja części mocy od części sterującej), co dodatkowo redukuje zakłócenia promieniowane. Dzięki takiej konstrukcji dla poprawy ekranowania zakłóceń radiowych przemienniki Vacon 100 HVAC nie muszą być instalowane w stalowych szafach, co często jest koniecznością w przypadku innych urządzeń tego typu. Dla poprawnego podłączenia ekranów kabli silnikowych przemiennik wyposażono w obejmy kablowe 360° - nie ma konieczności kupowania drogich, specjalnych dławików kablowych EMC. W porównaniu do dobrze już znanej serii Vacona NX przekonstruowano również główne obwody siłowe przemiennika Vacon 100 HVAC. Zastosowano optymalizowane dla Vacona moduły tranzystorów mocy IGBT firmy Semicron z nowej serii o obniżonych stratach. W obwodzie szyny DC do magazynowania energii wykorzystano specjalne, suche kondensatory. Kondensatory w Vacon 100 HVAC nie wymagają formowania po długotrwałym braku napięcia, z upływem czasu nie tracą pojemności, nie wyciekają, nie są toksyczne dla środowiska oraz mają o ok. 80% mniejsze straty. Do chłodzenia przemiennika użyto nowego typu wentylatorów, których pobór mocy jest mniejszy od dotychczasowego o ok. 20-60%. Aby poprawić odporność przemiennika na trudne warunki pracy, np. dużą wilgotność, zapylenie, agresywne środowisko, wszystkie karty elektroniki p. cz. Vacon 100 HVAC są w standardzie lakierowane. Dla szybkiego odłączenia zasilania od przemiennika na wejściu przemiennik może być wyposażony w rozłącznik.

 

Funkcjonalność

Decentralizacja sterowania budynków wyposażonych w BMS (Building Management System) spowodowała przeniesienie wielu funkcji sterowania, które do tej pory obsługiwał główny sterownik (komputer) budynku do małych, lokalnych sterowników rozproszonych lub z ich pominięciem - bezpośrednio do napędu. Postępująca integracja i miniaturyzacja układów elektronicznych, rozwój oprogramowania oraz ciągły spadek ceny umożliwiły skonstruowanie przemiennika o dużych możliwościach z zachowaniem przystępnej ceny. Przemiennik nie musi być już tylko elementem wykonawczym, realizującym podstawowe funkcje sterowania silnikiem, ale staje się lokalną wyspą sterującą, która realizuje obsługę elementów automatyki lokalnej (czujników, siłowników, zaworów, transmisji danych itd.). Dzięki temu oprogramowanie oraz infrastruktura głównego systemu sterującego mogą być tańsze, prostsze w instalacji, bardziej przejrzyste i łatwiejsze w uruchomieniu.

Funkcjonalność - komunikacja

Dziś praktycznie każdy nowoczesny budynek biurowy, handlowy, hotel posiada sterowanie oparte o magistralę komunikacyjną z określonym protokołem. Wychodząc naprzeciw tym wymaganiom, konstruktorzy w standardzie wyposażyli przemiennik Vacon 100 HVAC w komplet interfejsów komunikacyjnych. Dla RS485 są to Modbus RTU, BACnet oraz protokół N2, dla sieci Ethernet IP są to Modbus/TCP oraz BACnet/IP. W opcji dostępne są również protokoły CAN, De-viceNet, LonWorks i inne - rzadziej spotykane w zastosowaniach budynkowych. Sterowanie sieciowe znacznie upraszcza instalację i uruchomienie przemienników oraz ogranicza koszty związane z instalacją kabli i prowadzeniem tras kablowych, dając podczas eksploatacji niewspółmiernie większe możliwości (np. diagnostyczne) w porównaniu do standardowego sterowania analogowo-cyfrowego, które oczywiście w Vacon 100 HVAC jest również dostępne.

Funkcjonalność - wyspa sterująca

Nowoczesny budynek to setki czujników analogowych (np. temperatura, ciśnienie, poziom) i cyfrowych dwustanowych (np. położenie klap, zaworów). Aby te wszystkie czujniki podłączyć do BMS, należało prowadzić kilometry kabli analogowo/cyfrowych lub zastosować koncentrator I/O połączony z BMS magistralą komunikacyjną. Vacon 100 HVAC pozwala na bezpośrednie podłączenie tych czujników do swoich wejść I/O. Przemiennik traktowany jest jako koncentrator, konwerter i transmiter sygnałów. Obsługa sygnałów dodatkowych może, ale nie musi, wpływać na podstawowe zadanie przemiennika, czyli sterowanie silnikiem. W ten sposób można znacznie zredukować koszty kabli, dodatkowego wyposażenia (mi-nisterowniki, wyspy I/O) oraz instalacji. Ilość we/wy może być dostosowana do wymagań poprzez zastosowanie dodatkowych, opcjonalnych kart I/O, które mogą być instalowane w 2 dodatkowych slotach przeznaczonych na karty rozszerzeń. Komunikacja nie musi odbywać się tylko w jednym kierunku. System BMS może również za pomocą protokołu komunikacyjnego sterować wyjściami analogowymi i cyfrowymi przemiennika, do których będą podłączone elementy wykonawcze, np. zawory, klapy, grzałki i inne, nawet wtedy, gdy przemiennik akurat nie steruje silnikiem.

Funkcjonalność - kaskada 4 silników

Przykładem wysokiej funkcjonalności przemienników Vacon 100 HVAC w zastosowaniach budynkowych jest możliwość wysterowania przez przemiennik kaskady 4 pomp/wentylatorów z pełną automatyczną zmianą kolejności dołączanych silników w wybranym czasie (dla równomiernego zużycia). Odpowiednia parametryzacja pracy kaskady, m.in. reg. PID, pozwala na minimalizację uderzeń hydraulicznych w rurociągach podczas dołączania kolejnych silników na sieć. Realizacja logiki wielonapędowej zaszyta jest w wewnętrznym sterowniku przemiennika, co pozwala na całkowite zrezygnowanie z zewnętrznego sterownika PLC, sprowadzając koszty nadrzędnego układu sterowania do zera. Opcja pracy w układzie, tzw. Multimaster, zapewnia redundancję napędów z zachowaniem regulacji wydajności.

Funkcjonalność - zegar RTC

Serię Vacon 100 HVAC konstruktorzy w standardzie wyposażyli w rozbudowany zegar czasu rzeczywistego RTC (Real Time Clock). Przemiennik dysponuje trzema niezależnymi zegarami, na które można nałożyć pięć zdarzeń czasowych. Przemiennik może uruchamiać/zatrzymywać się o wybranej godzinie, innej np. w dni robocze, w weekendy, miesiące zimowe czy letnie. Wartości zadane dla regulatorów PID mogą być również zależne od daty i czasu - inne w nocy, inne w dzień. Z przekaźników wyjściowych przemiennika można również korzystać jak z niezależnych przekaźników czasowych, niezwiązanych (lub związanych) z pracą falownika. Zegar czasu pozwala również na precyzyjny stempel czasowy dla usterek zarejestrowanych w historii. Historia usterek może zawierać do 40 kolejno rejestrowanych usterek.

 

Funkcjonalność - rozbudowany panel LCD z j. polskim

Aby obsługa przemiennika była bardziej komfortowa, w serii Vacon 100 HVAC zaprojektowano od podstaw nowy panel komunikacyjny. Panel LCD może wyświetlać jednocześnie wiele linii tekstu (j. polski w opracowaniu), znaków graficznych, jak również tabele i wykresy obrazujące wybrane przez użytkownika parametry pracy przemiennika w postaci ciągłej. Graficzny wyświetlacz pozwala również na przedstawienie użytkownikowi znacznie dokładniej opisanych zdarzeń i znaczeń parametrów. W takich przypadkach nie ma konieczności odszukiwania opisu np. alarmu, parametru lub kodu błędu w DRT urządzenia - dokumentacja techniczna jest w przemienniku i dostępna na panelu. Panel może służyć również do przechowywania kopii parametrów, kopiowania parametrów pomiędzy przemiennikami. Zastosowanie złącza RS485 pozwala na znaczne odstawienie panelu od przemiennika i umieszczenie go np. na zbiorczym pulpicie kontrolno-sterowniczym.
Z poziomu komputera przemiennik jest obsługiwany poprzez bezpłatne oprogramowanie narzędziowe Vacon Live, służące m.in. do parametryzacji, monitoringu (z rejestracją wielu przebiegów różnych parametrów pracy przemiennika), diagnostyki i uruchomienia przemiennika. Adresowanie IP i wejście Ethernet pozwala programem Live programować, monitorować, sterować wieloma przemiennikami 100HVAC podłączonymi do switcha z jednego komputera podłączonego do sieci budynkowej. Na jednym ekranie diagnostycznym można jednocześnie obserwować przebiegi z wielu przemienników analizując ich wzajemne oddziaływania.

Funkcjonalność - tryb pożarowy

Aby (zgodnie z odpowiednimi przepisami) przemiennik mógł pracować jako napęd pomp pożarowych lub napęd wentylatorów oddymiających, Vacon 100 HVAC w standardzie wyposażony jest w aplikację tzw. trybu pożarowego. Po aktywacji odpowiedniego wejścia przemiennik nie reaguje na występujące usterki, ignoruje wejścia blokujące, a wyjście regulatora PID ustawia się na określoną wartość stałą. Przemiennik pracuje do momentu fizycznego uszkodzenia lub odwołania trybu pożarowego.

Funkcjonalność - dwa regulatory PID

Funkcja podwójnego reg. PID pozwala na wykorzystanie jednego regulatora dla automatycznej regulacji obrotów silnika, podczas gdy drugi regulator może sterować innymi urządzeniami pracującymi w danym obiekcie, niezwią-zanymi bezpośrednio z przemiennikiem, np. automatyczna praca zaworów, kierownic powietrza, utrzymywanie stałej temperatury itp. Sygnały zadające i wartości aktualne mogą pochodzić z wejść analogowych z protokołu komunikacyjnego z panelu, również jako wartości stałe, zmieniane wejściem cyfrowym. Regulatory PID mogą mieć zadeklarowaną tzw. strefę martwą, której szerokość definiuje użytkownik. Np. dla sygnału zadanego 50% ustalamy strefę martwą ±5%. Czyli np. dla przepływu w przedziale od 45 do 55% wyjście regulatora PID przemiennika będzie miało wartość stałą. Pozwala to na zmniejszenie zużycia elementów wykonawczych, np. klapa nie otwiera się i zamyka bezustannie, ale zmienia swoje położenie, gdy sygnał rzeczywisty osiągnie górny lub dolny zakres histerezy sygnału nadzorowanego.

Funkcjonalność - grzanie silnika

Jeśli silnik nie pracuje w sposób ciągły, a przerwy w pracy silnika są długie, może dojść do zawilgocenia uzwojenia silnika i spadku jego rezystancji. Rozruch takiego silnika może doprowadzić do uszkodzenia uzwojeń lub zadziałania zabezpieczeń przemiennika. Aby zapobiec zawilgoceniu, przemiennik może podawać na silnik pewne napięcie o zerowej częstotliwości (silnik się nie obraca). Napięcie powoduje przepływ prądu przez uzwojenie stojana, podgrzewając je. Funkcja załączenia podgrzewania silnika może załączyć się w zależności od nastawionej daty i czasu, wejściem cyfrowym lub poprzez magistralę komunikacyjną.

Inne ciekawe funkcje przemienników 100 HVAC to lotny start z detekcją kierunków wirowania silnika, umożliwiający rozruch silnika będącego w ruchu, bez obawy o zadziałanie zabezpieczeń przeciążeniowych przemiennika, automatyczne uśpienie z ciągłym monitorowaniem wartości rzeczywistej, rozbudowana logika autorestartów po wystąpieniu usterki, przewodnik uruchomienia prowadzący użytkownika przez nastawy najważniejszych parametrów pracy przemiennika (osobny przewodnik uruchomienia dla obsługi reg. PID), autoparametryzacja, autotuning silnika, kasowalne i niekasowalne liczniki czasu pracy, zużycia energii, automatyczne dopasowanie napięcia magnesowania stojana silnika (dopasowanie momentu), zapewniające optymalizację pobieranego prądu - oszczędność energii elektrycznej oraz wiele innych przydatnych funkcji.

Krzysztof Kania pracownik firmy Vacon Sp. z o.o.

 


WebSystem  tel. 048 383.01.44   | wortal-> www.falowniki.pl | forum-> www.falowniki.info | porównaj-> www.falowniki.com.pl