ACSM1 ABB  pretenduje do miana najbardziej uniwersalnych na rynku. Mogą one sterować pracą zarówno silników asynchronicznych jak i synchronicznych, w otwartej lub zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego. Dzięki temu użytkownik może wykorzystać jeden rodzaj napędu dla różnych typów silników elektrycznych określając tylko, jakie jest w danej aplikacji wymagane sprzężenie zwrotne.

Nowe, specjalistyczne napędy maszyn serii ACSM1 dostępne są dla zakresu mocy od 0,75 do 160 kW. Opierają się one o typową technologię wykorzystywaną w przemiennikach częstotliwości, ale dzięki zastosowaniu bardzo zaawansowanych algorytmów sterowania pozwalają osiągać wyniki znane do tej pory tylko dla serwonapędów.

Docelowymi użytkownikami nowych napędów są konstruktorzy maszyn i integratorzy zaawansowanych, precyzyjnych układów sterowania. Zakres aplikacji w których mogą być zastosowane ACSM1 jest niezwykle szeroki - znakomicie sprawdzą się w maszynach włókienniczych, ciągarkach/nawijarkach kabli, przenośnikach, w urządzeniach transportowych, w zautomatyzowanych magazynach, czy w układach cięcia w locie lub systemach wałów elektrycznych. W każdej z tych aplikacji ACSM1 mogą pracować jako sterowane prędkością lub momentem napędy serwo, współpracujące z nadrzędnym sterownikiem PLC lub w zdecentralizowanym układzie sterowania.


Powstanie przemienników częstotliwości serii ACSM1 to efekt czterech lat intensywnej pracy inżynierów Działu Rozwoju w fabryce ABB w Helsinkach (Finlandia). Podczas trwania tego projektu dogłębnie przeanalizowano i zoptymalizowano wszystkie aspekty nowego produktu, począwszy od technologii wytwarzania poszczególnych komponentów, poprzez opracowanie nowej konstrukcji i skończywszy na dalszym udoskonaleniu technologii napędów prądu przemiennego. Innowacje, które miały kluczowy wpływ na projektowanie nowego napędu to:

• Bezpośrednie Sterowanie Momentem (DTC)
• Szerszy wybór interfejsów sprzężenia zwrotnego
• Rozwój interfejsów magistral komunikacyjnych
• Przyjazna dla użytkownika, modułowa budowa
• Lepsza wydajność całego systemu napędowego
 

Bezpośrednie Sterowanie Momentem (DTC)

W ciągu ostatnich 10 lat, opracowane przez ABB
sterowanie DTC (Bezpośrednie Sterowanie Momentem)
osiągnęło powszechne uznanie wśród użytkowników
napędów w aplikacjach przemysłowych stając się wzorem
dla przemienników częstotliwości o najwyższych
parametrach pracy. Teraz DTC wykorzystano do
spełnienia wysokich wymagań producentów maszyn.
Sterowanie DTC dostosowano teraz do precyzyjnego
sterowania indukcyjnymi, synchronicznymi i
asynchronicznymi serwosilnikami przy zastosowaniu różnorodnych układów sprzężenia zwrotnego. DTC zapewnia bardzo szybką realizację pętli sprzężenia zwrotnego regulacji momentu, dzięki czemu uzyskuje się czasy zmiany momentu w zamkniętej pętli regulacji rzędu 62.5 do 250 µs. Są to osiągi zarezerwowane dla typowych aplikacji serwonapędów.
Rys. 1. ACSM1 w rozmiarze obudowy B.
Producenci maszyn często wymagają różnorodnych metod pozycjonowania i synchronizacji, włączając w to zcentralizowane jak i rozproszone systemy pozycjonowania. Specjalistyczne napędy maszyn ABB
zapewniają możliwość budowy obu rodzajów systemu. Z czasem reakcji 500 µs dla pozycjonowania i synchronizacji napędy ABB są odpowiednim rozwiązaniem dla większości bardzo wymagających aplikacji. Obsługa sygnałów zadawania jest konfigurowalna i zapewnia czasy od 250 µs dla optymalnych osiągów.

DTC - podstawowe cechy

Specjalistyczne napędy maszyn zachowują kluczowe cechy znane z innych produktów ABB takie jak sterowanie DTC oraz optymalizacja strumienia dla zapewnienia oszczędności energii. Czasem w złożonych aplikacjach jak np. maszyna papiernicza, tego typu funkcje nie są wymagane w napędzie głównym, jednak nie oznacza to, że ten sam produkt nie może być wykorzystany również w pomocniczych układach napędowych takich jak pompy czy wentylatory. Zaletą takiego rozwiązania dla użytkownika jest jednakowy interfejs sterowania, wspólne części zamienne, dokumentacja i szkolenia. Tradycyjne serwonapędy często nie są w stanie zapewnić takiej unifikacji, ponieważ ze względu na wymagany sygnał sprzężenia zwrotnego nie mogą sterować tradycyjnymi napędami pomp i wentylatorów.

W specjalistycznych napędach maszyn serii ACSM1 została zaimplementowana również funkcja lotnego startu. Zapewnia ona znakomite parametry pracy w układach otwartej jak i zamkniętej pętli regulacji poprawiając dodatkowo jakość i szybkość rozruchu. Ponadto, dzięki lepszej jakości regulacji momentu napęd szybciej odzyskuje pełną sterowalność po powrocie napięcia zasilającego. Lotny start jest istotny w ciągłych procesach produkcyjnych, gdy nawet krótka przerwa pracy może spowodować duże straty dla użytkownika.
Specjalistyczne napędy maszyn ABB posiadają wbudowane biblioteki różnorodnych bloków funkcyjnych filtrów. Filtry programowe są używane do dostrojenia sterowania silnikiem lub procesem w celu eliminacji lub redukcji mechanicznych wibracji oraz stabilizacji sygnału zadawania prędkości, momentu z zewnętrznego systemu.

Szeroki wybór interfejsów sprzężenia zwrotnego
Pomimo tego, że ACM1 zapewniają bardzo dobrą jakość regulacji pracując w układach z otwartą pętlą regulacji, to ze względu na uniwersalność zastosowania produktu,
wielu producentów maszyn oczekuje kompatybilności z różnymi układami sprzężenia zwrotnego, takimi jak enkodery absolutne, resolwery oraz “normalne” enkodery inkrementalne. Tak szeroki wybór elementów sprzężenia zwrotnego pozwala wyeliminować potencjalne problemy utraty pozycji przy zanikach zasilania w układach wykorzystujących enkodery absolutne. Dzięki temu są one lepiej dostosowane do pracy w złożonych aplikacjach maszynowych wymagających pozycjonowania i synchronizacji.
Jedną z najważniejszych cech wpływających na dokładność sterowania przy wykorzystaniu Bezpośredniego Sterowania Momentem (DTC) jest bardzo precyzyjny model matematyczny silnika tworzony w układach mikroprocesorowych wewnątrz napędu. W przypadku ACSM1 sygnał prędkościowego sprzężenia zwrotnego pochodzący od silnika może zostać użyty do udoskonalania tego modelu, dzięki czemu staje się on jeszcze bardziej precyzyjny i optymalny dla danej aplikacji.

Interfejsy magistral komunikacyjnych

Specjalistyczne napędy maszyn ABB mogą współpracować z nadrzędnymi układami sterowania poprzez bardzo efektywną komunikację w standardach PROFIBUS, CANopen, DeviceNet, EtherNet oraz Modbus. Interfejsy magistral komunikacyjnych są wyposażeniem opcjonalnym, co pozwala użytkownikowi na wybór odpowiedniego dla niego typu komunikacji. Każdy z tych modułów posiada własny mikroprocesor lub dedykowany układ scalony pozwalający na przetwarzanie sygnału na poziomie danego modułu. Obrobiony już sygnał jest przesyłany przez szybkie łącze wewnętrzne do głównego układu sterowania napędu. Napędy serii ACSM1 są także wyposażone w system próbkowania sygnałów Wej/Wyj, pozwalający zdefiniować inny czas próbkowania sygnałów każdego z Wej/Wyj a następnie zdefiniować ważność każdego z poziomów czasowych. Dzięki tym
rozwiązaniom mikroprocesor głównego układu sterowania napędu jest w mniejszym stopniu obciążany a jego wykorzystanie jest optymalizowane do aktualnych potrzeb.

Przyjazna dla użytkownika, modułowa budowa


Specjalistyczne napędy maszyn ABB zostały zaprojektowane w taki sposób, aby użytkownik mógł w chwili składania zamówienia dokładnie wyspecyfikować, jakie
funkcje programowe i opcje wyposażenia są dla niego najważniejsze a następnie dostał dokładnie to, czego potrzebuje. Opcje takie jak moduły rozszerzeń Wej/Wyj oraz interfejsy magistral komunikacyjnych czy sprzężenia zwrotnego są bardzo łatwe w montażu i w razie potrzeby mogą zostać zainstalowane u dystrybutora ABB, podczas kompletacji urządzenia lub u klienta końcowego.

Lepsza wydajność całego systemu napędowego

ABB opracowując napędy serii ACSM1 skupiło się na osiągnięciu lepszej wydajności całego systemu napędowego poprzez stworzenie bardzo szybkiego algorytmu przetwarzania sygnałów procesowych. Dzięki temu czas reakcji silnika na zmianę wartości zadanej, należy do najszybszych pośród produktów oferowanych na rynku. Hardware nowego napędu i jego oprogramowanie wewnętrzne zostały dobrane w taki sposób, aby optymalnie ze sobą współpracowały. Na przykład, jeśli czas zmiany prędkości w pętli regulacji wynosi 250 µs, to zarówno wszystkie Wej/Wyj jak i sygnał sprzężenia zwrotnego z enkodera będą równe 250 µs. W żadnym z elementów napędu nie będzie opóźnienia w przetwarzaniu sygnału zadawania.