Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 12/2016 vyšlo tiskem
7. 12. 2016. V elektronické verzi na webu od 6. 1. 2017. 

Téma: Měření, měřicí přístroje a měřicí technika; Zkušebnictví a diagnostika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu (2. část – dokončení)

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

Snadná obsluha, nyní navíc v češtině

číslo 8/2006

Snadná obsluha, nyní navíc v češtině
Koncepce obsluhy moderních měničů frekvence je důležitým kritériem při výběru výrobku

Ing. Viktor Hašpl, Danfoss s. r. o.

Jen sotva lze přehlédnout spektrum aplikací, které měniče frekvence pokrývají. Jejich výrobci reagují na požadavky zákazníků a nabízejí stále více integrovaných funkcí v měničích, často včetně jednoduchých PLC a propracovaných regulátorů. Tím ovšem stoupají nároky na obsluhu těchto měničů a pouze ty výrobky, které nabízejí jednoduché a intuitivní ovládání a programování, jsou pro uživatele skutečným přínosem.

Měniče frekvence si bezpochyby podmanily technická zařízení na celém světě a staly se neodmyslitelnou součástí výrobních procesů. Na vzestupu se ocitly díky kompaktnějším rozměrům, větší účinnosti, moderní výkonové elektronice, integraci stále většího počtu funkcí pro regulaci a řízení výrobních procesů a rovněž díky počátečním nákladům samotných pohonů, které se v posledních letech zřetelně snížily.

Narůstající počet funkcí – i komplexního charakteru – a integrace do strojů a zařízení s centrálními a decentralizovanými strukturami řízení i instalace měničů vyžadují rozsáhlou koncepci obsluhy, která splňuje všechny vyvstávající požadavky na snadnou a spolehlivou konfiguraci a instalaci. Dále je třeba, aby měniče byly připojitelné na datové konzoly řídicích systémů technologie provozních sběrnic (field bus). Přehledné seskupování funkcí a jednoduchá ruční obsluha sem patří stejně jako možnost přístupu prostřednictvím počítačového softwaru, provozní sběrnice field bus nebo dálková údržba přes modem či internet. Koncepce obsluhy musí rovněž zohlednit úroveň kvalifikace personálu na místě instalace. Moderní měnič frekvence by měl být schopen sjednotit všechny dále uvedené koncepce obsluhy do jednoho přístroje nebo je umožnit a připustit alespoň přepnutí mezi manuálním a dálkovým režimem.

Integrované ovládací jednotky pro ruční ovládání

Za základní požadavek můžeme zcela jistě považovat obsluhu na místě instalace pomocí lokálního ovládacího panelu. Také v době síťové komunikace existuje bezpočet úloh, které vyžadují možnost přímého přístupu na zařízení – např. uvádění zařízení do provozu nebo servisní zásahy. V každém takovém případě musí obsluha nebo technik upravit lokální hodnoty, aby mohli okamžitě zaregistrovat změny v zařízení a diagnostikovat závadu. Proto by měl být ovládací panel vybaven jednoduchým rozhraním mezi člověkem a strojem s intuitivním ovládáním (obr. 1).

Obr. 1.

Obr. 1. Příklad přehledného a funkčního obslužného systému měniče

Ideálním pro tento účel je grafický displej, který umožňuje obsluhu v lokalizovaném jazyku a jehož základní funkce spočívá v zobrazení důležitých parametrů dané aplikace. Pro zajištění dostatečné přehlednosti jsou stavové informace omezeny na zcela nezbytné minimum. Pomůcku nabízí také možnost zablokování nebo skrytí určitých funkcí v závislosti na úrovni kvalifikace obsluhy a zobrazení jen těch modifikovatelných parametrů, které jsou pro optimalizaci a řízení procesu skutečně důležité. Displej by měl také nabízet integrovanou nápovědu.

V současné koncepci obsluhy na bázi modulárního designu systému, na který se spoléhá stále více výrobců a který sleduje lepší adaptaci na požadavky zákazníků, se na displeji zobrazují jen ty parametry funkcí, které jsou skutečně nainstalovány. Všechny ostatní funkce zůstávají nezobrazeny. Rovněž by měl ovládací panel umožňovat uložení aktuální konfigurace – jednak proto, aby v případě závady bylo možné konfiguraci nahrát zpět do měniče, a vyhnout se tak složité opětovné konfiguraci, jednak pro přenesení současného nastavení do jiného měniče frekvence s totožnou konstelací.

Vedle alfanumerického displeje napomáhá optimálnímu využití integrovaných diagnostických funkcí také možnost zobrazení grafických průběhů (tzv. funkce scope).

Přístup k počítačovému softwaru

Mnoho výrobců již předem poskytuje příslušný počítačový program pro větší projekty nebo parametrizace (obr. 2). Tento program by měl právě u rozsáhlejších zařízení a projektů poskytovat rychlý přehled o jednotlivých pohonech a usnadňovat parametrizaci.

Obr. 2.

Obr. 2. Počítačový program pro větší projekty nebo parametrizace

Většinou se používá sériové rozhraní RS-232 nebo RS-485. Výhoda posledně jmenovaného protokolu spočívá v tom, že jej lze realizovat jako síťovou sběrnici a že může ovládat několik měničů frekvence najednou.

Nové měniče dále nabízejí USB-rozhraní. Výhodou rozhraní USB je zejména snadné připojení, vysoká přenosová rychlost a navíc není třeba konvertor! (např. u rozhraní RS-485 je konvertor zapotřebí, protože běžný Laptop má jen RS-232). Například měnič Danfoss VLT® AutomationDrive FC 300 lze parametrizovat buď přes integrované servisní rozhraní RS-485 nebo USB-rozhraní.

Nezávisle na tom je však podporována i komunikace přes rozhraní sběrnice field bus, jako např. Profibus DPV1. K pohonům, které jsou propojeny sběrnicí Profibus, počítačový software v tomto případě přistupuje souběžně s řízením procesu jako acyklický master třídy 2. Tato vlastnost je ceněna právě v decentralizovaných pohonech rozsáhlých zařízení.

Velký význam je přikládán programování jednoduchých procesních cyklů nebo komplikovaných programů, např. synchronizačních a polohovacích aplikací. Z hlediska uživatele proto pro zajištění přehlednosti dokumentace a jednotné obsluhy doporučujeme dbát na integraci programátorských rozhraní a knihoven (jsou-li nezbytné). Aplikace a procesy by tak měly být podle možností programovány vždy ve stejném rozhraní, které je také odpovědné za přenos. Obvykle by měl počítačový software navazovat na standardy GUI (Graphical User Interface, grafické uživatelské rozhraní).

Integrace do rozsáhlejších zařízení

Pro komunikaci s nadřazeným programovatelným řízením, pro parametrizaci pomocí počítačového programu nebo pro samotnou komunikaci typu master-slave s několika pohony, např. pro polohovací a synchronizační úlohy, jsou nejvhodnější sběrnice field bus s charakteristikou práce v reálném čase.

Obr. 3.

Obr. 3. Možnost vyvolání parametrů z měniče a jejich přenosu do pohonu

Umožňují přístup k jednotlivým pohonům, a to i v rozsáhlých zařízeních a velkých strojích s těžko přístupnými měniči. V průběhu let bylo vyvinuto velké množství samostatných sběrnicových systémů, k jejichž nejdůležitějším zástupcům patří Profibus, Interbus, DeviceNet a CANopen (obr. 3). Rozhraní provozních sběrnic pro obsluhu a sledování pohonů jsou většinou modulární, a tak uživatel může potřebný modul pro připojení k dosavadní provozní sběrnici dodatečně rozšířit nebo tento modul zakoupit.

S narůstajícím přenosem přes Ethernet, zpočátku na nejvyšší úrovni řízení zařízení, roste také zájem o řízení a konfiguraci měničů frekvence přes Ethernet. Takto lze pohony propojit přímo s podnikovou sítí – např. se sítěmi WLAN (Wireless Local Area Network, bezdrátová lokální síť). Tímto způsobem – prostřednictvím bran nebo routerů nebo přes internet – je možný přístup z každého počítače v síti a rovněž tak kontrola, konfigurace a parametrizace pohonu. Pro koncepci dálkového monitorování jsou tato řešení ideální.

Máte správnou koncepci obsluhy Vašeho pohonu?

  • Grafický displej zobrazuje podle Vašeho výběru čtyři stavové veličiny najednou.
  • Veškerá hlášení i popisy parametrů jsou v češtině (nebo jednom z dalších dvaceti sedmi jazyků)
  • Jazykové verze lze přehrát pomocí volně šiřitelného softwaru.
  • Grafický displej má funkci scope: grafické zobrazení stavových veličin v čase.
  • Manuál on board – nyní na displeji měniče.
  • Intuitivní tlačítka back a cancel mají stejný význam jako ve Windows.
  • Přístup k havarijním hlášením a paměti chyb na jedno stlačení tlačítka alarm log.
  • Přepínač ručně–0–auto přímo na panelu.
  • Integrovaná paměť ovládacího panelu umožňuje zálohování i kopírování nastavení měniče frekvence.
  • Dvě úrovně zabezpečení hesly (obsluze je vždy zpřístupněna jen ta část paramentů, kterou potřebuje).
  • Jeden ovládací panel pro měniče od 0,37 kW až do 1,2 MW (co se jednou naučíte, použijete snadno pro všechny měniče frekvence Danfoss).
  • Současná připojitelnost i použitelnost grafického ovládacího panelu a sériové komunikace.
  • Komunikace mezi měničem a počítačem přes integrovaný port USB (není třeba žádný konvertor!).
  • Volně šiřitelný ovládací program Danfoss VLT MCT 10 umožňující kompletní škálu přístupových, programovacích, ladících i servisních funkcí.
  • Podpora mnoha standardů field bus (Profibus, Profidrive, Lonworks, DeviceNet, Can Open, BacNet, Metasys, Danfoss Open FC protocol).

Tyto koncepce obsluhy lze realizovat několika způsoby. Běžná je v současnosti přímá integrace ethernetového rozhraní do pohonu v podobě volitelného modulu nebo externí brány – tzv. proxy, které zajišťují převod ethernetového protokolu na protokol, který používá daný výrobce měniče.

Neměli bychom však zamlčovat nevýhody. Z důvodu principu komunikace (ethernetový paketový přenos dat není ze své podstaty komunikací v reálném čase) není standardní Ethernet vhodný pro řízení aplikace nebo procesu s vysokou přesností opakování v reálném čase. K tomuto účelu jsou nezbytné synchronní ethernetové protokoly, které však dosud nejsou zcela rozšířeny a především standardizovány. Kromě toho při přístupu přes internet není definitivně a úplně posouzen aspekt bezpečnosti (měnič zařazený v technologii je rázem otevřený navenek, vydán napospas všem virům i vtipálkům). V tomto případě je nejenom výhodou, ale vlastně i nutností, aby měnič frekvence umožňoval jednak jen lokální parametrizaci a ovládání, jednak také nadřazený přístup k parametrům diagnostiky a monitorování.

Shrnutí

Splnění všech požadavků na instalaci, zprovoznění, řízení v běžném provozu, na údržbu a servis vyžaduje rozsáhlou koncepci obsluhy se všemi možnostmi lokálního nebo dálkového přístupu k pohonu. Výhodou je design, který při parametrizaci a programování umožňuje maximálně přívětivé ovládání. Jen tak lze omezit vynaložené úsilí (a tím i náklady) spojené se zaškolením pracovníků a zkrátit jejich pozdější přístupovou dobu. Posilování konkurenceschopnosti snižováním nákladů bude v budoucnu získávat na významu.

Další informace mohou zájemci získat na adrese: http://www.danfoss.cz