Curso Simadyn SAG Mill 2012 Rev1

ENTRENAMIENTO ESPECIALIZADO PARA ACCIONAMIENTO DE MOTOR ANILLO

MODULO: Closed Loop Control With Simadyn_D

Gerencia Accionamientos y Control Automático A&CA Página 1 de 49 Curso De Entrenamiento Para aplicación Simadyn_D Motor Anillo

CONTENIDO 1.

........................................ ............................ ............................ ............................. ............................ .......................... ........................... ............................. .......................... ........... 2 GENERAL..........................

2.

INTRODUCCION ........................... ......................................... ........................... ........................... ............................ ............................ ............................ ............................ ....................... ......... 2

3.

MOTOR SINCRONICO. ........................... ......................................... ............................ ........................... .......................... ............................ ............................. ......................... ........... 2

3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7. 4.

....................................... ............................ ............................ ............................ ........................... ........................... .................... ...... 10 MODOS DE OPERACION..........................

4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 5.

INTRODUCCIÓN . .......................... ........................................ ............................ ............................. ............................. ........................... .......................... ........................... ............................. ................... .... 2 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO ............................ .......................................... ............................ ........................... ........................... ............................ ............................ .................. .... 3 TIPOS DE MÁQUINAS SINCRÓNICAS ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ........................... ............. 6 EL CIRCUITO EQUIVALENTE POR FASE DEL ESTATOR . ........................... ......................................... ............................ ........................... ........................... .............. 7 LA CARACTERÍSTICA POTENCIA ÁNGULO . .......................... ........................................ ............................ ............................ ............................ ........................... .................... ....... 8 EL TORQUE ELÉCTRICO.............................. ........................................... ............................ ........................... ........................... ........................... ........................... ............................. ................... .... 8 TACÓMETRO . ........................... ......................................... ............................ ........................... ........................... ............................ ............................ ............................ ............................. ....................... ........ 9 SECUENCIA PARTIR- PARAR. .......................... ........................................ ............................ ............................ ........................... .......................... ........................... ......................... ........... 10 NORMAL- REMOTO. ........................... .......................................... ............................. ............................ ........................... .......................... ........................... ............................ ........................ .......... 11 MODO NORMAL – LOCAL. ........................... ......................................... ........................... ........................... ............................ ............................ ............................ ............................ ..............11 MODO PASO A PASO “INCHING”........................... ........................................ ............................ ............................ ........................... .......................... ........................... .................. .... 11 MODO LENTO “CREEPING”. ......................... ....................................... ............................ ............................ ............................ ........................... ........................... ........................... ............. 12 MODO BALANCEO . ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ......................... ...........13 ......................................... ........................... ........................... ............................ ............................ ............................ ............................ ..............14 CICLOCONVERSOR. ...........................


CONTENIDO 1.

........................................ ............................ ............................ ............................. ............................ .......................... ........................... ............................. .......................... ........... 2 GENERAL..........................

2.

INTRODUCCION ........................... ......................................... ........................... ........................... ............................ ............................ ............................ ............................ ....................... ......... 2

3.

MOTOR SINCRONICO. ........................... ......................................... ............................ ........................... .......................... ............................ ............................. ......................... ........... 2

3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7. 4.

....................................... ............................ ............................ ............................ ........................... ........................... .................... ...... 10 MODOS DE OPERACION..........................

4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 5.

INTRODUCCIÓN . .......................... ........................................ ............................ ............................. ............................. ........................... .......................... ........................... ............................. ................... .... 2 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO ............................ .......................................... ............................ ........................... ........................... ............................ ............................ .................. .... 3 TIPOS DE MÁQUINAS SINCRÓNICAS ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ........................... ............. 6 EL CIRCUITO EQUIVALENTE POR FASE DEL ESTATOR . ........................... ......................................... ............................ ........................... ........................... .............. 7 LA CARACTERÍSTICA POTENCIA ÁNGULO . .......................... ........................................ ............................ ............................ ............................ ........................... .................... ....... 8 EL TORQUE ELÉCTRICO.............................. ........................................... ............................ ........................... ........................... ........................... ........................... ............................. ................... .... 8 TACÓMETRO . ........................... ......................................... ............................ ........................... ........................... ............................ ............................ ............................ ............................. ....................... ........ 9 SECUENCIA PARTIR- PARAR. .......................... ........................................ ............................ ............................ ........................... .......................... ........................... ......................... ........... 10 NORMAL- REMOTO. ........................... .......................................... ............................. ............................ ........................... .......................... ........................... ............................ ........................ .......... 11 MODO NORMAL – LOCAL. ........................... ......................................... ........................... ........................... ............................ ............................ ............................ ............................ ..............11 MODO PASO A PASO “INCHING”........................... ........................................ ............................ ............................ ........................... .......................... ........................... .................. .... 11 MODO LENTO “CREEPING”. ......................... ....................................... ............................ ............................ ............................ ........................... ........................... ........................... ............. 12 MODO BALANCEO . ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ............................ ......................... ...........13 ......................................... ........................... ........................... ............................ ............................ ............................ ............................ ..............14 CICLOCONVERSOR. ...........................


1. GENERAL Este curso básico sobre el motor anillo apunta principalmente a que el asistente conozca los componentes, puntos de medición, sistemas de monitoreo, software, hardware y protección del accionamiento con lo cual podrá enfrentarse de una manera mas confiable al equipo en caso de falla, mantención u operación del molino, adicionalmente complementar la base teórica sobre los componentes del accionamiento tales como cicloconvertidor, motor sincrónico, protecciones Simadyn D, protecciones eléctricas.

2. INTRODUCCION El Motor de Anillo o Drive Gearless es utilizado para la Molienda de distintos materiales, razón por la cual se ha consolidado el estudio y fabricación de los mismos. Además su tamaño y potencia han evolucionado enormemente debido a los requerimientos de la industria. El aumento progresivo de tamaño representó nuevos desafíos, ya que aparecieron problemas de rendimiento, confiabilidad y disponibilidad del


Básicamente, la máquina sincrónica es un convertidor electromecánico de energía con una pieza giratoria denominada rotor o campo, cuya bobina se excita mediante la inyección de una corriente continua, y una pieza fija denominada estator o armadura por cuyas bobinas circula corriente alterna. Las corrientes alternas que circulan por los devanados del estator producen un campo magnético rotatorio que gira en el entrehierro de la máquina con la frecuencia angular de las corrientes de armadura. El rotor debe girar a la misma velocidad del campo magnético rotatorio producido en el estator para que el torque eléctrico medio pueda ser diferente de cero. Si las velocidades angulares del campo magnético rotatorio y del rotor de la máquina sincrónica son diferentes, el torque eléctrico medio es nulo. Por esta razón a esta máquina se la denomina sincrónica; el rotor gira mecánicamente a la misma frecuencia del campo magnético rotatorio del estator durante la operación en régimen permanente. Dada su característica reversibilidad, la máquina sincrónica se utiliza como elemento motriz o como generador. Y como resultado de lo anterior, cada día se incrementa el número de aplicaciones en la que puede ser utilizada, en especial por las ventajas que presentan las herramientas de control modernas mediante fuentes electrónicas de frecuencia y tensión variable aplicables a este tipo de máquina.



Considerando que las amplitudes de las fuerzas magnetomotrices son constantes, la condición de torque constante se dará cuando el ángulo de carga “δ” no varíe en el tiempo. Debido al alto rendimiento que es posible obtener con este tipo de máquinas, su uso como elemento generador de energía se ha masificado. La figura 3.2 ilustra la característica torque - velocidad de una máquina sincrónica, operando como motor y como generador. En ella se puede apreciar que la máquina siempre gira a la velocidad de sincronismo, independiente del torque generado y del modo de operación de la misma.


ω

2 π f = ---------sinc p

A partir de la expresión anterior, se puede observar que la velocidad sincrónica depende de: : velocidad a la que gira el campo del estator. f : frecuencia de las corrientes por el estator. P : número de pares de polos. Las máquinas sincrónicas se pueden clasificar en maquina con rotor liso o de polos salientes .La máquina de polos salientes es utilizado en aplicaciones de baja velocidad mientras que la máquina de rotor cilíndrico o liso se utiliza en aplicaciones de alta velocidad. ωsinc

3.3.

Tipos de máquinas sincrónicas

Existen dos tipos diferentes de máquinas sincrónicas: máquina sincrónica de polos salientes y máquina sincrónica de rotor cilíndrico. La figura 3.3 proporciona una vista de la sección transversal de ambos tipos de construcción. Los rotores de polos no salientes (o rotor cilíndrico) se usan normalmente para rotores de dos y cuatro polos, mientras que los de polos salientes se


3.4.

El circuito equivalente por fase del estator.

Fig 3.4.Circuito equivalente por fase. VP Xm Vi Vr.a

Tensión inducida en el estator por el campo excitador del rotor. Reactancia de magnetización. Representa al campo magnético del estator. Tensión interna. Representa el efecto del campo resultante en el entrehierro. Tensión de reacción de armadura. Representa el campo magnético del estator.


Fig.3.6 Diagrama fasorial de un generador sincrónico alimentando a una carga “δ” Ángulo de carga. 3.5.

La característica potencia ángulo.


Fig.3.9. Variables de operación principales del motor en función de la velocidad. 3.7. Tacómetro.

El motor posee dos tacómetros, uno de ellos es el encargado de entregar el valor actual de velocidad al controlador de velocidad del molino y al


Figura 3.11 Tacómetro 1


4.2. Normal- Remoto.

Al ubicar los selectores como se indica a continuación el operador selecciona la velocidad de giro deseada desde el DCS cuyos valores fluctúan entre 3 - 10,52 RPM de acuerdo al proceso. En este modo el sistema de freno del motor se encuentra liberado y en una detención normal este freno no se aplica.

Selector en Remoto

Selector en Normal

Fig 4.1. Posición de selectores en modo Normal-Remoto.


Selector en Paso a Paso

Ajuste cantidad de pernos

Fig 4.2. Posición de selectores en modo Inching.


Selector en lento

botonera portátil

Fig 4.3. Posición de selectores y botonera portátil en modo Creeping. 4.6. Modo Balanceo.

Este modo de operación bastante usado en trabajos de mantenimiento del molino, trabaja en conjunto con los modos de operación Normal, Lento y Paso a paso respectivamente usando el control local en el panel de operación =.U23. Para balancear la carga del molino se puede presiona el botón manual “balanceo


5. CICLOCONVERSOR. 5.1. Introducción.

En muchas aplicaciones se necesita disponer de potencia eléctrica de frecuencia, fija o variable, pero de distinta característica que la suministrada por la red de la cual se dispone. Por lo tanto, deberemos colocar un dispositivo entre la red eléctrica y la carga que transforme la energía eléctrica y que sea capaz de variar su frecuencia según sea necesario. Para dicho fin, se utiliza a los convertidores directos o Cicloconvertidores los cuales transforman la corriente alterna de entrada en corriente alterna de salida de distinta frecuencia. Estos sistemas serán capaces de proporcionar una corriente alterna mono o polifásica de amplitud y frecuencia regulables, a partir de la red fija en Voltaje y Frecuencia. 5.2. Configuración.


5.3. Función de Voltaje de sincronismo.

El voltaje de sincronismo es obtenido a través de transformadores de potencial en el alimentador de 23 KV y en el transformador de la excitación, esta muestra sirve como referencia para realizar el control de fase y la protección de bajo voltaje. La Fig 2.2 muestra la tensión de la red de 50 HZ, la corriente de una de las fases del estator, la señal de referencia o control y el voltaje de una de las fases del motor.


•

La topología habitual de un Cicloconvertidor, esta basada en tres puentes de Graetz dobles en oposición o antiparalelo para funcionar en los cuatro cuadrantes .Es decir, el voltaje y la corriente de salida puede asumir ambas polaridades independientes una de la otra, de modo que permite la operación con corriente reactiva pura e inversión del sentido de flujo. Además no requiere semiconductores de alta velocidad de conmutación por lo que está constituido siempre por tiristores.

•

El Cicloconvertidor tiene la capacidad de proporcionar una tensión y frecuencia de salida regulables con una tensión y frecuencia de entradas fijas. Por lo tanto, su campo de aplicación es en los accionamientos de alta potencia y baja velocidad.

•

El Cicloconvertidor tiene una limitación con respecto a su frecuencia de salida, rango que se ve limitado debido a la producción de armónicos en la tensión de salida y corriente de entrada, limitación que puede superarse aumentando el numero de pulsos del Cicloconvertidor y así acercar la corriente de salida a una forma sinusoidal. Debido a esto para la red de 50 Hz la máxima frecuencia de salida de un Cicloconvertidor es aproximadamente 20 Hz. Este hecho no constituye problema alguno, debido a la necesidad en el SAG en el cual se requiere una baja velocidad de procesamiento (9,52 RPM nominal), lo que significa entregar una baja frecuencia comparada con la de


Los tiristores del rectificador son refrigerados por aire y aptos para aplicaciones de altas corrientes de conducción y bajo voltaje de bloqueo. El rectificador es capaz de operar en dos cuadrantes, en el primer cuadrante la operación es normal con corriente y voltaje positivo, o sea, la potencia esta entrando al lado DC. En el segundo cuadrante la polaridad de la tensión se invierte pero no la dirección de la corriente de modo que se regenera la potencia almacenada en la bobina del lado DC. Paralelo al rectificador existe un conjunto de resistencias las que se denominan resistencias de carga básica que permiten una rápida partida del rectificador de excitación con bajo nivel de corriente y amortiguación de los peack de voltaje. De este modo las resistencias de carga básica establecen una corriente mínima de 2A en un tiempo muy corto (antes de 18º electricos) antes que desaparezcan los pulsos de disparo de lo contrario los tiristores se apagarán puesto que la gran inductancia del bobinado de excitación se opone a los cambios y además su constante de tiempo es muy grande. Al existir conexión o desconexión de la inductancia de la máquina, esta se descarga mediante la resistencia de fierro fundido. La conexión automática de esta resistencia es hecha a través de dos tiristores conectados en antiparalelo


Figura 5.3.Puente rectificador de la excitación


La razón de este sistema de control en lazo cerrado radica en la necesidad de mantener un torque uniforme a bajas velocidades obteniendo una referencia constante de flujo y velocidad en la máquina sincrónica.

Figura 6.1.Diagrama simplificado sistema de control


Con esta entrada inicial el TVC, calcula la posición del Rotor. Es la información



7. OVERVIEW CLOSED LOOP CONTROL 7.1.

Diagrama en bloques de RPM Closed Loop Control.




7.2.

Descripción Closed Loop Control.

7.2.1.

General.

El programa para el Closed loop control “CLC”, está diseñado con base en la experiencia adquirida durante más de 10 años de operación de Gearless Drive. El software ha sido programado a fin de facilitar la solución de problemas y se implementaron características especialmente para fines de mantenimiento. El presente contiene un ‘Control de Estado’ para secuencia de Arranque / Parada, así como también la optimización de las pantallas y los mensajes del panel del operador y una pantalla separada para diagnóstico de fallos. El control se divide en dos componentes ‘Drive Control’ – también denominado como ‘Unidad Base’ y la superpuesta ‘Technology Control’. El Drive Control se relaciona directamente con el convertidor. Éste controla el voltaje del motor y la corriente cambiando el ángulo de encendido en el convertidor y los tiristores de la excitación. El corazón de esta parte es el control con orientación de flujo (Transvectorcontrol), que calcula los valores prefijados de la corriente de fase y voltaje como vectores basados en modelos de motor interno y los valores reales medidos. El “Technology Control” incluye el regulador de velocidad y las funciones


Hardware para Control de Tecnología (ejemplo)


El Control de la unidad básica, contiene el control con orientación de flujo, los reguladores de la corriente de fase y el control de corriente de excitación. Un paquete de funciones recibe el valor de setpoint de torque desde la tecnología y proporciona este valor más el valor real de la velocidad al control con orientación de flujo. La lógica del control para la unidad básica genera las señales de mando para el convertidor; esto incluye todas las señales de desconexión rápida (cableadas) supervisión de corto circuito y sobrevoltaje y el circuito de reconección automática, que permite continuar la operación del molino durante las breves caídas de energía o conmutación de líneas para t < 200 ms. También se incluyen los circuitos de supervisión rápida, que se relacionan directamente con el convertidor y que no se presentan dentro del control de orientación de flujo o dentro del control de corriente. En total, los siguientes circuitos de supervisión se presentan dentro del control de la unidad basica. •

Sobre voltaje de Fase.

•

Sobrecarga de corriente de Fase.

•

Simetría de Corriente de Fase de ambos sistemas de estator. Sistema de Corriente Cero.



7.2.4.

Unidad de control de Tecnología.

El control de Tecnología se trabaja con el software D7 – SYS y se programa bajo la superficie CFC (Diagrama de Funciones Continuas). Ésta es la misma superficie que se utiliza para nuestro sistema de PLC, que facilita en gran medida que el personal de mantenimiento maneje los dos sistemas. La pantalla muestra el dibujo de CFC del Control de Circuito Cerrado. La misma superficie del diagrama se utiliza para monitorear y diseñar los cambios. Los cambios en línea, incluso para insertar nuevos bloques y funciones, son posibles.


Los diagramas funcionales cambiados se pueden imprimir directamente desde la computadora utilizada a una impresora convencional. Esto facilita que la documentación de los clientes se mantenga siempre actualizada. El programa de Mando de Tecnología incluye varias funciones diferentes, que se resumen en la siguiente visión general: •

• • •

• •

Los parámetros específicos del control de la unidad de Tecnología se organizan centralmente dentro de un paquete de funciones y se vinculan desde ahí hacia el resto del programa. La supervisión de tiempo de todas las condiciones de control. Memoria para las últimas 16 condiciones de control (números de estados). Control de auxiliares (por ejemplo, ventiladores de convertidor) es posible que incluye supervisión y mensajes de fallos (no usados para el estándar de Gearless Drive). Control y supervisión de la selección de modos de operación y dirección de giro. Diferenciación entre los niveles de fallos. − Parada de Emergencia. − Gate Blocking. − Parada Rápida. − Parada Normal.


condiciones de cambio específicas. El siguiente ejemplo explica el mecanismo del mando: El estado de control 4000 se asigna a la condición ‘Iniciar modo Inching’ para Gearless Drive con sistema de frenos. Con la retroalimentación, de que todos los auxiliares están en funcionamiento, el control se cambia a la condición 4001, que inicia el procedimiento de posicionamiento (habilita el circuito de excitación). Después del cálculo de la posición del rotor a partir del voltaje de estator inducido, el sistema cambia automáticamente a la condición 4002, que activa el convertidor y el control de corriente de estator (con valor prefijado de velocidad cero) y en paralelo envía la orden al PLC de abrir el freno. Con la retroalimentación, de que el freno está abierto, el estado de control se cambia a la condición 4003, etc. Para todas las condiciones existe una supervisión de tiempo programada, que asegura, que el control secuencial está funcionando correctamente. El diagrama ‘Resumen de Estado Main Drive’ muestra una perspectiva general de la estructura programada. La flecha entre dos números diferentes de estado (valor dentro de un círculo) indica la dirección de cambio permitida; una flecha en ambos extremos también muestra una dirección de reversa. En el lado izquierdo de cada flecha se muestra la condición del cambio. La supervisión de tiempo se programa


Para la puesta en servicio existe la posibilidad de conectar cada condición de cambio con un botón como una función ‘y’; eso significa que cualquier cambio de la condición del control solamente se puede ejecutar después de la configuración del ingeniero de puesta en servicio (por supuesto salvo la reacción de fallo). De esa manera es posible extender las condiciones, que pasaron bajo circunstancias reales en un par de milisegundos, para permitir un examen detallado de esa situación. La estructura incluye todos los modos de operación del Gearless Drive, que han sido proporcionados en el pasado. Para adaptar los posibles modos de operación del molino y al diseño de frenos del cliente, tan sólo se requiere desactivar las condiciones 0003, 0004, 0006 y 0007. No son necesarias otras acciones dentro de la estructura de control. El diagrama de estado para control, se organiza de tal manera, que el número principal describe el modo de operación real, mientras que el valor de ese número expresa la condición real. El número principal ‘5’ en el siguiente ejemplo indica que, el modo de operación ‘modo Inching Sin Freno’ ha sido seleccionado. El número principal es el último dígito, justo cuando el modo de operación se selecciona (por ejemplo, 0005). Si el número principal es el siguiente dígito (por ejemplo, 0005), el estado de control empieza un ‘listo para empezar’ desde el control de circuito




7.2.6.

PANEL OPERADOR CLC.

El Control de Circuito Cerrado se comunica con un panel de Operador local a través de una conexión de MPI. Este tablero ofrece las siguientes características: •

Pantalla de STN - a color de diagramas pequeños, que puede ser controlado por variables del control de circuito cerrado. Las diferentes pantallas pueden ser seleccionadas a través de teclas programables.

•

Una pantalla para curvas de tendencia de tiempo corto de valores de mando importantes

•

Dos sistemas de mensajes separados para mensajes de fallos y de operación para más de 1000 mensajes

•

El lenguaje de la pantalla del tablero de operador se puede cambiar en línea entre inglés, español y alemán (si aplica para el proyecto)

•

Para ambos sistemas de mensaje es posible cambiar la pantalla entre el historial de mensajes (memoria completa) y mensajes reales con una tecla programable


Los valores reales importantes como velocidad, potencia, corriente estator y corriente de excitación y voltaje, flujo del motor, torque, voltaje principal, etc., se pueden monitorear seleccionado las teclas ‘Valores Reales 1’ y ‘Valores Reales 2’. La segunda pantalla permite además desplazar los últimos números de estado de control hacia atrás (últimos 16 pasos). De esa manera es posible analizar, que hizo el mando antes de la condición real, por ejemplo, si el modo de operación había sido cambiado antes o si el molino recibió una orden de paro durante el arranque, etc. Las pantallas para los valores prefijados de control se utilizan principalmente para la puesta en servicio, cuando los valores prefijados de corriente y velocidad se pueden seleccionar desde el tablero para operar diferentes modos de prueba. Las teclas requeridas para operar los modos de prueba están protegidas por contraseña. En la pantalla ‘Paso 1’ también se indica el valor prefijado de ángulo de giro para modo Inching, que se selecciona en el Tablero de Mando Local del molino (MLCP; directamente atrás del molino en terreno) y que pasa a través del PLC. La pantalla para ‘Tendencia’ muestra las curvas de la velocidad del motor, estator y corriente de excitación, voltaje de estator y potencia del motor arriba del tiempo como una pantalla de diagrama.






7.3. Dialog

Motor Data.

Deutsch English Español

Entrada de parámetros del moto r Nombre del proyecto; Attributo del proyecto: Descripción del proyecto: Código de la versión:

Chuquicamata 8500 Chuquicamata 1001

Version 2.39 may-07 Copy 000

Stefan Smits

(leading numeber correspondes gear number (=X.); 4 numbers for revision status

Fecha del proyecto:

Potencia nominal Voltaje nominal Corriente nominal del estator Velocidad nominal Corriente nominal de excitación Voltaje nominal de excitación Corriente máxima del estator ( rms ) Corriente máxima de excitación Velocidad máxima Numero de pares del polo Factor de potencia Resistencia estator a Reactancia de fuga de armadura Reactancia magnetizante eje d, saturada Reactancia magnetizante eje q

16/10/2007

95

°C

Pn Un ISn Nn IEn UEn ISmax IEmax Nmax PP CosPhiExt_n RS1 X1S XHD XHQ

8210 2000 2534 10,24 541,00 216 3548 623 15,00 36 0,965 0,0146 0,105 0,48 0 366

kW V A 1/min Control del motor con A V Cos Phi Ext = const. A Cos Phi Int = const. A 1/min

pu pu pu pu

Calibración EFR 100 EXS 100 EHD 100 EHQ 100

Resultado 0,015 % RS 0,105 % XS 0,480 % XHD 0,366 % X HQ

pu pu pu pu


DATA MOTOR SAG-16 & ESCALAMIENTO DE DATOS normaler Stellbereich Velocidad Corriente Excitacion Voltaje Excitacion Corriente Estator Voltaje Estator Potencia Torque Frecuencia

0 0 0 0 0 0 0 0

.... .... .... .... .... .... .... ....

15 623 391,5 3548 2000 11495 10720 9,00

rpm A V A V kW kNm Hz

Maximalwert (Nennwert) 15 ( 10,24 623 ( 541 391,5 ( 216 3548 ( 2534 2000 ( 2000 11495 ( 8210 10720 ( 7656 9,00 ( 6,14

) ) ) ) ) ) ) )


7.4.

Unidad de registro EDAS.

Edas Analog Signals Channel 1 2 1 ) u S d & I a ( P

2 ) u D d & a A P (

3 ) u S d & I a ( P

4 ) u S d & I a ( P

0

Terminal Signal (Padu) UR 0 US 1

Terminal Signal (DM40-S) :12

Terminal Reference (DM40-S) :11

Wire # Range Unit Drawing Description Reference min max Reference -2046 2046 V =.U120/47 Phase Voltage UR

(DM40-S) :14

(DM40-S) :13

-2046

2046 V

=.U120/47

Phase Voltage US

3

2

UT

(DM40-S) :16

(DM40-S) :15

-2046

2046 V

=.U120/47

Phase Voltage UT

4

3

IR

(DM40-S) :18

(DM40-S) :17

-6400

6400 A

=.U120/47

Phase Current IR

5

4

IS

(DM40-S) :20

(DM40-S) :19

-6400

6400 A

=.U120/47

Phase Current IS

6

5

IT

(DM40-S) :22

(DM40-S) :21

-6400

6400 A

=.U120/47

Phase Current IT

7

6

I

=.U105-X141:18

=.U105-X141:16

-1400

1400 A

=.U120/45

Excitation Current Actual Value

8

7

n*

=.U520-A500-D09-X5H =.U520-A500-D09-X5H

-30

30 RPM =.U150/10

Speed Setpoint

9

0

n

DA26-A067-X2:11

-30

30 RPM

Speed Actual Value

10

1

ISphi2*

DA26-A067-X2:13

DA26-A067-X2:14

-200

200 %

Torque build. Component of Stator Current (Setpoint)

11

2

ISphi2

DA26-A067-X2:15

DA26-A067-X2:16

-200

200 %

Torque build. Component of Stator Current (Actual Valuet)

12

3

ISphi1*

DA26-A067-X2:17

DA26-A067-X2:18

-200

200 %

Flux build. Component of Stator Current (Setpoint)

13

4

ISphi1

DA26-A077-X2:11

DA26-A077-X2:12

-200

200 %

Flux build. Component of Stator Current (Actual Valuet)

DA26-A077-X2:13

DA26-A077-X2:14

-1000

1000 A

DA26-A077-X2:15

DA26-A077-X2:16

-1000

1000 A

E

E

DA26-A067-X2:12

14

5

I * (Flux-Contr.)

15

6

I

16

7

Aussteuergrad

DA26-A077-X2:17

DA26-A077-X2:18

17

0

IA

=.U105-X121:18

=.U105-X121:16

-3200

3200 A

=.U120/21

Phase Current ID (absol. Val.)

18

1

IB

=.U105-X122:18

=.U105-X122:16

-3200

3200 A

=.U120/25

Phase Current IE (absol. Val.)

19

2

IC

20

3

U

21

4

|US|

=.U520-A500-D09-X5C =.U520-A500-D09-X5C

-4000

4000 V

=.U520/10

Stator Voltage Absolute Value

22

5

|IS|

=.U520-A500-D09-X5D =.U520-A500-D09-X5D

-7096

7096 A

=.U520/10

Stator Current Absolute Value

23

6

Flux

=.U520-A500-D09-X5F = .U520-A500-D09-X5F

-200

200 %

=.U520/10

Flux

24

7

WLS

=.U520-A500-D09-X5G =.U520-A500-D09-X5G

-720

720 Deg =.U520/10

25

0

Gap B1

=.U520-A500-D05-X7E =.U520-A500-D05-X7E

-14

22 mm =.U520/6

26

1

Gap B2

=.U520-A500-D05-X7F =.U520-A500-D05-X7F

-14

22 mm =.U520/6

Air Gap Position B3/B4

27

2

Gap B3

=.U520-A500-D05-X7G =.U520-A500-D05-X7G

-14

22 mm =.U520/6

Air Gap Position B5/B6

28 29

3 4

Gap B4 ISTRP1

=.U520-A500-D05-X7H = .U520-A500-D05-X7H =.U 520-A500-D06-X7E =.U 520-A500-D 06-X 7E

-14 -12437

22 mm =.U520/6 12437 A =.U520/9

30

5

ISTRP2

=.U 520-A500-D06-X7F =.U 520-A500-D 06-X 7F

-12437

12437 A

=.U520/9

C urrent at Stator Starpoint System 2

31

6

U Line Stator

=.U120-A094-X2:5

-17,25

17,25 kV

=.U120/49

Line Voltage Stator Feeder

Sphi1

* (Flux-Contr.)

E

Excitation Current Setpoint (I-Output Flux Controller) Stator Current Setpoint (P-Outout Flux Controller) Phase Control Factor

=.U105-X123:18

=.U105-X123:16

-3200

3200 A

=.U120/29

Phase Current IF (absol. Val.)

=.U105-X141:17

=.U105-X141:14

-1000

1000 V

=.U120/45

Excitation Voltage

=.U120-A094-X2:6

Angle Stator Rotor Electrical Air Gap Position B1/B2

Air Gap Position B7/B8 C urrent at Stator Starpoint System 1


7.5.

Calibración de Valores Actuales.

- CORRIENTE ESTATOR I

s max

Stromregelung/Transvektorregelung

(Scheitelwert)

2 * √2

3548 A /

Wandler

2000 A

/

=> IBürde max

2509 A

/

UB*

8V

=>

gewählt

=>

=

2509 A

0,1 A 2000 A x

RB* =

63,8

Ω

R1 R2.1 R2.2 R3.1 R3.2 R4.1 R4.2 C5.1 C5.2

0 300 300 300 500 500 500

Ω

U U

Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω

Rges

62,50

UBmax

7,840 V

Ω

0,1 A

=

125,44 mA

Eingabe U für unbestückt


-CORRIENTE EXCITACION

IEmax

623 A

Wandler => IBürde max U B*

4,8V

=>

gewählt

=>

1000 A

/

0,1 A

623 A

/

1000 A x

R B* =

77,0

Ω

R1 R2.1 R2.2 R3.1 R3.2 R4.1 R4.2 C5.1 C5.2

0 300 300 300 500 500

Ω

U U U

Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω

Rges

71,43

UBmax

4,450 V

Pmax

Ω

0,07 W

0,1 A

=

62,30 mA



Protección Diferencial del Motor / Cicloconvertidor CORRIENTE LADO CICLOCONVERSOR X SISTEMA Ismax (Scheitelwert) 3548 A / 2 * √2

=

Wandler

1200 A

/

1A

=> IBürde max

2509 A

/

1200 A x

2509 A

1A

=

2090,68 mA

Überprüfung der Bürde gewählt

=>

R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8

4,7 Ω 4,7 Ω U U U U U U

Ω Ω Ω Ω Ω Ω

Rges

2,35

UBmax

4,913 V

Ω



7.6.

SIMADYN_D - Manual. •

Aplicaciones.

•

Software StrucView.

•

Software Step7- D7 – CFC.

•

Configuración en CFC y Struc.

•

Modulos de procesamiento CPU.

•

Modulos de Hardware / Interface.

•

Monitorear valores actuales con CFC software.

•

Monitorear status del Drive.

•

Cambio de parámetros.

•

Agregar o borrar bloques de funciones.

Introduction 6,0$'<1'±7KHIUHHO\FRQILJXUDEOHKLJKSHUIRUPDQFHFRQWUROV\VWHP Increased productivity in the global competitive arena is exceptionally important. It is no longer possible to secure costeffectiveness without a high degree of automation. Further, in order to achieve important competitive advantages, high performance and reliable automation systems must be used. SIMADYN D is the system which can be used to implement high-dynamic performance technological- and closed-loop drive controls. This graphic, freely-configurable, modular control system using multi-processor technology, processes all of the open- and closed-loop control-, arithmetic- and communication tasks of continuously changing data, and that at a high speed. SIMADYN D guarantees reproducible process quantities, constant settings and optimization of the production speed with the optimum quality. This allows machines and plants to be implemented with significantly higher performance and accuracy than before.

As a result of the excellent performance, SIMADYN D is especially suitable for all applications, where high control dynamic performance and arithmetic accuracy are demanded, or where comprehensive functionality is required. As it can be freely configured and the comprehensive spectrum of modules, SIMADYN D can be used for the widest range of applications and industrial sectors: •

Closed-loop torque-, speed- and position control for converter-fed DC and AC drives, e.g. for closed-loop synchro-

SIMADYN D offers the ideal solution for drive tasks, where high speed and comprehensive intelligence are required. The advantages are especially obvious, where, on one hand, a drive unit cannot provide the control-related tasks with the required scope, or with the necessary precision, or on the other hand, where an automation system (control, PLC) cannot offer the required performance. SIMADYN D offers an extremely cost-effective alternative to small user-specific open-loop and closed-loop control devices. It is available in various types of construction with subracks ranging from low up to extremely high requirements, and the matching modules for closed-loop control, inputs/outputs and communications. In addition to effective engineering using a fully-graphic program generation, the user has the benefit of all the advantages of a standard product. A standard product which has proven itself over many years and in the widest range of applications.

A SIMADYN D system consists of modular hardware and software components, which can be configured using graphic software tools. The user combines the required CPU-, input/output- and communication modules corresponding to the task, and installs them in a subrack. A fast real-time operating system processes the configured tasks in cycle times, which can start at 100

Introduction 6,0$'<1'±7KHIUHHO\FRQILJXUDEOHKLJKSHUIRUPDQFHFRQWUROV\VWHP

For many years now, using SIMADYN D, closed-loop control concepts have been able to be developed and implemented as well as tested on the target system directly on the screen using graphic engineering tools. Graphic software tools save time and reduce costs but still ensuring a high quality level. The advantages have a positive impact on all of the project phases: •

Unified tools for configuring, test, start-up, maintenance and service as well as when making changes and expanding the system •

When it comes to this graphic configuring, it involves handling a tool without any complicated syntax and semantics and the programming language can be easily learned. Suitable f unction blocks are selected, using these tools, from a library, and are located as graphic symbol directly on a “worksheet” on the screen. They are connected with one another or parameterized with a click of the mouse. The signal flow entered is made directly visible using a high-performance autorouter. Thus, the work is limited to selecting pre-configured, typetested, reliable standard function blocks. Their function as well as their input and output signalling is well described. •

Complex tasks can be broken-down into transparent partial tasks. This supports a structured approach, and simplifies the understanding and "getting back" into older concepts.

All of the advantages of graphic engineering can be fully utilized with SIMADYN D using the modern Windows-PC based STEP 7 and CFC configuring tools (Continuous Function Chart), or using the STRUC for UNIX-PC which has proven itself over many years. These configuring tools include preconfigured function blocks, for e. g. closed-loop control-, arithmetic-, input/output-, communication- and diagnostic tasks.

Introduction 6,0$'<1'±7KHIUHHO\FRQILJXUDEOHKLJKSHUIRUPDQFHFRQWUROV\VWHP

STEP 7 and CFC are tools belonging to the fully integrated SIMATIC automation concept. In addition to SIMATIC S7 and M7, SIMADYN D can also be configured using these tools. This means that there is no longer a clear demarcation between the technologies and products of the automation- and drive world as well as between central and distributed technology. Thus, SIMADYN D, which can be configured using STEP 7 and CFC is increasingly embedding itself into the SIMATIC automation environment. The unified solutions of automation tasks is also characterized by the fact that now, even the operator control and visualization systems (HMI systems) of the SIMATIC HMI family, such as operator panels (OP/TD) and process visualization systems based on WinCC, can be connected to SIMADYN D. Users, who use SIMATIC S7/M7 in their projects, already have the basic STEP 7 software, and may even have the optional CFC package. In order to configure SIMADYN D, only the supplementary SIMADYN D-specific D7-SYS package is required. This includes the block libraries for the fast technological- and drive controls and the fast SIMADYN D realtime operating system. 67(3 Engineering

KOP, FUP, AWL

SIMATIC-Manager

•

•

•

•

SIMADYN D can be used to easily tackle every task using the freely-graphic configuring with SIMATIC S7 software tools. The overall costs to generate automation and drive solutions are significantly reduced, as time consuming, error-prone programming is no longer required, but instead, applicationoriented engineering tools are used. A t echnology or process diagram, thus generated, can be printed-out for documentation purposes, which is identical with the diagram shown on the screen. Using state-of-the-art CPU modules, extremely powerful system buses for effective multi-computing and a fast operating system, which is tailored to complex closed-loop controls, SIMADYN D can be used for applications of the highest complexity and those requiring the highest dynamic performance. As a result of the modular hardware and software design, SIMADYN D can be easily and optimally adapted to every task, from small applications up to large systems and plants. There are none of the restrictions due to permanent functions of a standard controller. SIMADYN D can be subsequently supplemented at any time when it comes to plant and system expansions. SIMADYN D can be easily connected to higher-level automation systems and secondary drive systems using the standardized bus systems.

Introduction +DUGZDUH



Overview of the hardware components


For 32-bit CPU modules, analog, digital and incremental encoder signals are connected, through input/output expansion modules IT41/IT42, as well as via the ITDC SITOR converter modules. Each 32-bit CPU module can be expanded by a max. 2 IT..-modules. The EA12, EB11, EM11 I/O modules, which can be used for the 16- and 32-bit CPU modules can provide additional connections for analog, digital and incremental encoder signals.

Powerful serial links can be implemented (PROFIBUS, Industrial Ethernet, fiber-optic cable subrack links) using communications modules (CS..) and communication submodules which are plugged onto the modules. The CS7 carrier module is especially worth mentioning. A maximum of 3 SS4 communications modules can be inserted (for DUST/USS protocols) or SS5, SS52 (for PROFIBUS) into this carrier module. A SIMOLINK master interface ITSL is mounted directly onto a CPU module.

SIMADYN D SR6, SR12 and SR24 subracks

A maximum of 2 T400 technological modules can be inserted in the compact SRT400 subrack. It offers an interesting solution for smaller applications, or lower-cost applications. The SRT400 can be especially used, if the T400 and the associated standard configured software cannot be used in a Siemens AC converter SIMOVERT MASTERDRIVES or DC drive SIMOREG DC-MASTER.


As a result of the high number of signals, the system- and process signals, which include, for example, analog, digital and incremental encoder signals, are not directly connected to the SIMADYN D modules, but via interface modules. These interface modules have screw-plug-in terminals. The interface modules (SA.., SE.., SU..) are snapped onto mounting rails in the cabinet, and are connected to the modules through pre-assembled plug-in cables (SC..). Analog signals can be isolated and adapted using these interface modules. Digital signals are displayed using LEDs, and can be electrically isolated.

The SIMATIC S7 operator panels ( ) can be connected to SIMADYN D for STEP 7/CFC configured software. These SIMATIC operator panels are connected via the CS7 communications module and the SS52 communications module with MPI. Several operator panels can be operated from the MPI bus. The user programs the function and display of the operator panels using the ProTool/Lite SIMATIC tool. This means, for example, that several process quantities can be visualized and changed. Digital commands can be entered using the function keys, and the SIMADYN D clock time can be set and displayed. Operating- and fault messages can be defined in the OP via user data areas.

STRUC

STEP 7 and CFC

on Unix PC

on Windows PC

PCMCIA PC Card drive Programming device PP1l, PP1X

Download s

Memory module MS4 ...

Memory module MS5...

8

16 bit CPU modules

16 bit CPU modules

32 bit CPU modules PM4, PM5, PM6

32 bit

Introduction Configuring software 2YHUYLHZ The required hardware and the program, running on the CPU modules, are configured, using the following graphic configuring tools (“Continuous Function Chart“), or (“Structogram language“) in the form of control-related function blocks, on a PC. • •

The STEP 7/CFC SIMATIC S7 configuring tools, based on Windows 95/98/NT, are increasingly replacing STRUC, running on a UNIX-PC platform. In the future, comprehensive expanded functionality will preferably only be made using the STEP 7/CFC configuring interface. For the two configuring tools, identical machine code is generated, so that there will be no differences between the computational performance and functionality. With just a few exceptions (ref. sec. 11), all of the hardware components listed in this catalog, can be configured, both with STEP 7/CFC as well as with STRUC. The exceptions, i. e. if certain hardware components can only be configured using STEP 7/CFC, or only with STRUC, are referred to with appropriate symbols for t hose particular components. Using these graphic tools, technological functions can be quickly, simply and reliably implemented in programs which are ready to run. When configuring, are selected from an electronic catalog, and placed on a drawing sheet. A subrack is first selected, and is equipped with the required modules. The modules are then parameterized, menu-prompted.

Block diagram of a basic closed-loop speed control function

When configuring modules and function blocks, when t he data is being entered, a fairly detailed is made that it is logically correct with the correct syntax. Appropriate fault messages are output if incorrect entries are made. Further, configuring is simplified by using selection boxes, which offer, contextsensitive, the objects which can be used; for example, the symbolic addresses to access the peripheral (I/O). The graphic editors automatically generate with the destination- and source instructions and information for sig-

Introduction Configuring software &RQILJXULQJZLWK67(3&)&






Introduction Configuring software &RQILJXULQJZLWK6758&

16-bit- and 32-bit CPU modules can be configured using the STRUC configuring language. STRUC L is a line-oriented list editor for DOS- and Windows-PC. STRUC G is a fully graphic configuring language for UNIX-PC. Configured software, generated using STRUC L or G, are fully compatible with one another.

Finally, function diagrams for the CPU modules are generated using a function chart editor.

Example of the speed control implemented using STRUC G

Introduction Configuring software &RQILJXULQJZLWK6758&

STRUC G configured software can be tested and commissioned using the IBS G tool, included in STRUC G. IBS G allows a graphic online visualization with access to all of the block inputs and outputs which allows values and connections to be viewed and changed. The process values can also be displayed as curves. Several I/O can also be displayed in a table. Function blocks can be inserted and deleted online using IBS G. Commissioning can be effectively supported by creating archive- and recipe buffers.

Function chart is tested using the IBS-G function in STRUC G

The RCOP program, included with STRUC, and which runs under Windows 3.1, allows a program, programmed with STRUC, and saved in a program memory module, to be completely read-out and reverse documented. In addition to hardcopy documentation, even STRUC source files can be generated. In this case, changes are also taken into account which were made during the commissioning phase.

6HUYLFH,%6DQG7(/(0$67(5 STEP 7/CFC- and STRUC configured software are always commissioned using the “CFC test mode“, or IBS-G. In addition, for basic list-oriented commissioning of CFC- and STRUC

Introduction $PELHQWFRQGLWLRQV All SIMADYN D components can be used under the following ambient conditions: Insulation class:

A acc. to VDE 0110 §13 Group 2 at 24 V DC, 15 V DC, 5 V DC

Ambient temperature:

0 to +55 °C

Storage temperature:

-20 °C to +70 °C

Humidity rating:

F acc. to DIN 40050

Attributes rating:

S acc. to DIN 40040

Mechanical requirements: in operation:

tested acc. to DIN IEC 68-2-6 severity level, Class 12 severity level, Class 2

• •

during transport:


7.7.

SIMADYN_D – LISTA DE PARAMETROS RACK –A100.

Parameter 1/21

Parameterliste - CDN7-PAR

r e t e . m o a r N a P

e g a r r k o o t s c a k c s p e c o e n c n l n o B o o i r t P c C n u F

e h t r e t f n a i o e t g c a a t m s i a l l a u t c A Last action: Download g n i t t e s y r o t c a F

s t i n U

e p y T

r e n f s o t n i p a r i r t e c s u e l a D V

s t n e m m o C

e h d t a o ) g o s l n r t t i n e t t e w g e o e n s d m a y a h r p r c o u - a a t c t r p t l a a e f t d S (

Date of the action: 2008-07-04 Time of the action: 11:58:39

1. General data:

s r e t e m a r a p d a e r p U

d n l o o i e s i u r l a a p v m d a o o c : l n d s s w a e e r o r d g p o U r p Batch dir.: D:\Chuq Last bat. file CDN7_3 or macro file

Anzahl Par. O.k. Anz. Par. N. o.k. Anz. Par. N. gef.

MRPD query Plant code of the drive system: MRPD of the control cabinet: Parameterliste Version 20.6 vom 20/ jul 05

CDN7 6SD2200-2AA00-0AA0

--?--2

6QC6000-0AA00-0AA0

SITOR Schrank Sternschaltung

---?---A

MRPD of the assigned power section (stator)

Anz. Mak. bearb. Anzahl Makros: Nicht gefunden:

Sitorsatz

MRPD of the excitation 6QC6000-0AA00-0AA0

Copyright S iemens AG All Rights Reserved

Direktumrichter

24/05/2012 (12:39)

Parameter 8/21




P566 1.IU.VORMUX.X2 P567 2.TR.UMOPUM.T



100,00 5

100,00 5

s t i n U

e p y T


% ms

NF TF

NRM Lower limit value Mset,positve value,100% equivalent Mmax NRM Smoothing for the flux setpoint (VOR.PIS)

s t n e m m o C


Date of the action: 2008-07-04

Direktumrichter


d n l o o i e s i u r l a a p v m d a o o c : l n d s s w a e e r o r d g p o U r p Batch dir.: D:\Chuq

24/05/2012 (12:39)

Parameter 10/21




P634 3.ER.NSWHM1.X2 P635 Reserve P636 2.TR.PSK.KL1



s t i n U

e p y T


s t n e m m o C


Date of the action: 2008-07-04

0H6BBF

0H6BBF

V2

NRM Mask for YF1, fault word when the exciation current control is enabled

1

1

B1

NRM Flux-reference, whereby 1/0=from vectordiagram/from 1/n characteristic

Direktumrichter


d n l o o i e s i u r l a a p v m d a o o c : l n d s s w a e e r o r d g p o U r p Batch dir.: D:\Chuq

24/05/2012 (12:39)

Curso Simadyn SAG Mill 2012 Rev1

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