Artykuł - Schneider Electric

Altivar 12 & Altivar 312
Nowa jakość sterowania!
Piotr Lato
Altivar 12 i Altivar 312 to następcy rodzin ATV11 oraz ATV31,
które dzięki wieloletniej wiedzy eksperckiej Schneider Electric
zdobyły uznanie wśród użytkowników OEM.
Nowe przemienniki to lepsza jakość sterowania poparta udoskonaleniem
obwodów elektronicznych odpornych na pracę z okresowymi
przeciążeniami blisko 180%, otwartość komunikacyjna i niezawodność
– ATV 12 & ATV 312 nie wymaga częstych prewencji serwisowych
– gwarancja 10-letniej bezawaryjnej pracy!
ALTIVAR 12
Przemiennik częstotliwości Altivar 12
został zaprojektowany do kontroli 3-fazowych silników asynchronicznych o mocy od 0,18 kW do 4 kW (dla 3 × 230 V),
a w przedziale jednofazowego napięcia
sterowania 240 V AC do 2,2 kW. Cztery
cechy określające technologię ATV12 –
intuicyjność, niezawodność, wysoka jakość oraz małe rozmiary były wyznacznikiem dla nowego napędu Schneider Electric, który kreuje nowe trendy dla aplikacji
segmentu średniozaawansowanych aplikacji maszyn. Patrząc pod kątem innowacyjności, nowy ATV12 kryje wiele ciekawych rozwiązań począwszy od otwartości
komunikacyjnej, dynamiki pracy, funkcji
bezpieczeństwa po dbałość o środowisko
zewnętrzne (RoHS, WEEE). Nowinki,
jakie zostały wprowadzone na „pokład”
Altivar 12, to przede wszystkim Modbus
RTU z sygnalizacją stanu pracy, który da-
58 l Nr 9 l Wrzesień 2009 r.
je nieograniczone możliwości komunikacyjne monitorowania chociażby systemów
BMS spotykanych w aplikacjach HVAC,
bezczujnikowy system sterowania strumieniem wektora pola, charakterystyka
U/f w standardzie (z charakterystyką Kn²
typową dla sterowania pomp i wentylatorów), zwiększona przeciążalność momentem do 170% przez 60 s oraz możliwość programowania do 10 napędów za
pomocą Multi-Loader’a bez fizycznego
zasilania przemiennika. Wymienione cechy to tylko część możliwości, jakie posiada ATV12.
Patrząc pod kątem zakłóceń, jakie wnosi sieć, ATV12 został wyposażony w standardzie w filtr EMC zgodny z kategorią
C1 kompatybilności elektromagnetycznej, dzięki któremu funkcjonalność oraz
zmniejszenie kosztów instalacji zdecydowanie działa na korzyść użytkownika, dając ekonomiczną podstawę spełnienia wymagań znaku CE. Standardowe ekranowane przewody w zupełności
wystarczą. Wbudowany wewnętrzny zasilacz 24 V DC pozwala na podłączenie
zewnętrznych urządzeń typu: czujnik
optyczny lub wejście logiczne. Liczba
we/wy analogowych i cyfrowych została zwiększona o jedno wyjście analogowe z czasem odpowiedzi poniżej 20 ms.
Maksymalna częstotliwość wyjściowa
pracy została podniesiona w stosunku do
ATV11 i jest równa 400 Hz.
Instalacja napędu ATV12 również nie
utrudnia uruchomienia i startu silnika –
znakomicie pomyślana struktura oznakowania zacisków, jak również oddzielenie
sekcji sterowania od sekcji zacisków mocy nie powoduje pomyłki podczas okablowania. Interfejs użytkownika HMI jest
prosty i czytelny. Struktura menu ATV12
opracowana została na podstawie schematu strukturalnego z przejrzystym opisem
parametrów sterowania i stanu. Użytkownik na podstawie 4-segmentowego wyświetlacza oraz pokrętła nawigacyjnego
może w prosty sposób dokonywać zmian
ustawień pracy, jak również kontrolować
sposób sterowania (diody LED).
Altivar 12 dba również o środowisko,
w którym pracuje – dzięki innowacyjnej technologii sterowania (2-punktowa
krzywa C = KN²) algorytm oszczędności energii pozwala na redukcję kosztów
do 30% zużytej energii. Przekłada się to
na ogromną korzyść, gdyż dzięki takim
właściwościom użytkownik może liczyć
w krótkim czasie na zwrot kosztów zakupu przemiennika. Patrząc na gabaryty, ATV12 jest mniejszy od poprzednika
o 8%, co pozwala na montaż w małych
szafach sterowniczych bez zbędnych odstępów i wentylacji obwodów mocy. Również cicha praca w małych układach automatyki jest zaletą ATV12 – przemiennik
pracuje bez wentylatora do mocy 0,75 kW
w 100% swojej mocy bez zmiany parametrów pracy (wersja z radiatorem i do montażu na płycie bazowej).
Najważniejszymi parametrami Altivar
12 są:
l bezczujnikowe sterowanie wektorem
pola;
l charakterystyka U/f, kwadratowa o profilu Kn² do sterowania pomp i wentylatorów;
l algorytm oszczędności energii;
l regulator PID;
l częstotliwość wyjściowa 0,5–400 Hz;
l przeciążenie momentem do 170% przez
60 s;
l szybki start bez wstępnych ustawień;
l intuicyjna nawigacja i sterowanie;
Modbus „na pokładzie”;
oprogramowanie narzędziowe SoMove;
l cicha praca bez wentylatora do 0,75
kW;
l filtr EMC w standardzie;
l praca w trudnych warunkach środowiskowych;
l ponad 150 funkcji aplikacyjnych;
l lokalne sterowanie Start/Stop.
l
l
Funkcjonalność aplikacyjna przemiennika ATV12 również zasługuje na najwyższą ocenę. Oprócz standardowych realizowanych zadań, takich jak transport poziomy materiałów, drzwi automatycznych,
barier ochronnych oraz maszyn specjalnych (wirówki, miksery) bez problemu radzi sobie z małymi układami pomp (cyrkulacyjnych, sekwencyjnych) i wentylatorów (nawiew powietrza).
ATV12 występuje w wykonaniu IP20
stopnia ochrony na przedniej części napędu, natomiast górna część jest chroniona
stopniem IP40, co uniemożliwia dostanie
się zbędnych elementów zanieczyszczenia lub smaru do wewnątrz układu mocy.
Autotuning parametrów na bieżąco znacznie skraca proces rozruchu i ułatwia pracę
użytkownika, dzięki autoadaptacji i dostrajaniu silnika do przemiennika ATV12
oraz definiowania dla optymalizacji pętli
sterowania.
Automatyczny restart po zaniku zasilania oraz przy niedociążeniu i przeciążeniu ATV12 sprawia, iż funkcja zabezpieczająca czuwa nad poprawną pracą urządzenia.
Komunikacja ATV12 została oparta na
znanym oprogramowaniu narzędziowym
PowerSuite® 3 obsługującym wszystkie
napędy i serwonapędy Schneider Electric.
Interakcja z PS3 jest prosta i przejrzysta
60 l Nr 9 l Wrzesień 2009 r.
dzięki oknom dialogowym oraz zakładkom konfiguracyjnym i adaptacyjnym,
np. funkcja inspekcji w postaci oscyloskopu, autotuning, wyświetlanie parametrów komunikacyjnych czy zapis końcowej wersji konfiguracji.
Przemiennik Altivar 12 został zaprojektowany, aby spełniać wiele norm oraz
dopuszczeń międzynarodowych: IEC/
EN61800-5-1, IEC/EN61800-3, IEC/
EN 60529, UL, CSA, C-Tick, NOM 117,
GOST, dyrektywę maszynową – 73/23/
EEC oraz 93/68/EEC, dyrektywę EMC-89/336/EEC.
ALTIVAR 312
Przemiennik ATV312 jest przedłużeniem mocy ATV12 do 15 kW w zakresie napięcia sterowania do 600 V AC.
ATV312 to falownik uniwersalny i można go zastosować do układów przemysłowych OEM, jak również do aplikacji
w przemyśle wodno-ściekowym z algorytmem sterowania pozwalającym oszczędzić do 50% energii. Przemiennik znakomicie sprawdził się w układach sterowania poziomego pakowania w maszynach
tekstylnych czy w przenośnikach. Schneider Electric stawia na oszczędność energii. Przy zastosowaniu 312 w układach
pomp i wentylatorów funkcja regulatora PID ułatwia proces kontroli, limitując
czas pracy prędkości silnika, co pozwala znacznie wydłużyć czas pracy układów hydraulicznych. Oczywiście, patrząc na charakterystykę kwadratową Kn²,
ATV312 pozwala znacznie oszczędzić pobór energii dla małych prędkości. Funkcje,
które również przyczyniają się do ograniczenia energii to przede wszystkim:
l automatyczny restart;
l tryb stop po wykryciu błędu aplikacji;
l detekcja przekroczenia progu prądowego przy jednoczesnym monitorowaniu
stanu termicznego przemiennika.
Podobnie jak ATV12, model ATV312
jest wyposażony w zintegrowany filtr
EMC zgodny z klasą C2 kompatybilności elektromagnetycznej.
Otwartość komunikacyjna oraz menu
sterowania w języku polskim to duże zalety tego modelu. Aby ograniczyć koszty
falownika, producent „wypuścił” model
bez karty sterowania I/O z możliwością
dodania jednej z kart komunikacyjnych:
Profibus DP, CANopen Daisy Chain (połączenie szeregowe) oraz DeviceNet. Menu w języku polskim zostało zaprojektowane na bazie panelu ATV61/71 i dzięki
5” ekranowi w znaczny sposób ułatwia
programowanie przemiennika ATV312.
Komunikacja i wspólne algorytmy
sterowania z układami serwonapędów
Lexium 32 za pomocą tzw. poleceń task
nie ograniczają sposobu budowy systemu
rozproszonego.
n
Rodzina przemienników ATV312
będzie dostępna od połowy
września 2009 r.
Piotr Lato – szef produktu
Schneider Electric Polska Sp. z o.o.
Altivar 21
Doskonały sposób
na oszczędność energii!
Piotr Lato
Nowa generacja przemienników częstotliwości Altivar 21
dynamicznie kreuje nowe standardy sterowania silnikami
asynchronicznymi w systemach klimatyzacji HVAC.
Przemienniki Schneider Electric to wydajność energetyczna,
która jest obecnie najszybszym i najprostszym sposobem
oszczędności energii.
Efektywność energetyczna jest możliwa do zastosowania od zaraz,
a przemienniki Altivar stanowią znaczącą część systemów sterowania HVAC.
W układach klimatyzacyjnych i wentylacyjnych związanych z systemami
inteligentnego zarządzania budynkami BMS i sieciami komunikacji
pomiędzy stacjami niezbędne jest zapewnienie wysokiej efektywności
przy obniżonych kosztach.
N
owa generacja przemienników Altivar
21 została wyposażona w funkcje inteligentnego sterowania silnikiem i dzięki
temu jest specjalnie skierowana do aplikacji pompowych i wentylatorowych oraz do
systemów wentylacji, ogrzewania i klimatyzacji wewnątrz budynków do nadzoru
warunków klimatycznych.
To co wyróżnia przemiennik ATV21
to jego nowoczesna technologia i jakość
wykonania. Jedną z nowinek, a zarazem
szczególnie dużą zaletą przy projektowaniu układów HVAC w budynkach BMS
jest niski współczynnik THDI (odkształcenie wywołane harmonicznymi prądu).
Altivar 21 zapewnia spełnienie surowych
wymagań kompatybilności elektromagnetycznej oraz znaczną redukcję harmonicznych prądu. Zintegrowane filtry EMC klasy A lub B (zgodnie z IEC/EN 61800-3
środowisko 1 oraz 2, kategorie C1, C2, C3,
w zależności od wykonania) to oszczędność kosztów oraz miejsca instalacyjnego. Technologia zredukowanej pojemności
w obwodzie pośredniczącym prądu stałego zapewnia większą redukcję współczynnika THDI (całkowite odkształcenie
wywołane harmonicznymi prądu) do poziomu 35%, w porównaniu ze środkami
tradycyjnymi w postaci dławików sieciowych lub dławików w obwodzie prądu stałego – 48% (zgodnie z IEC 61000-3-12).
Tradycyjne rozwiązania i metody redukcji harmonicznych prądu zmuszają projektanta do użycia jednego z poniższych
elementów, co wiąże się z dodatkowymi
kosztami oraz rozmiarami (przemiennik
+ dławik):
l dławik liniowy;
l dławik DC (w obwodzie prądu stałego).
Rys. 1. THDI – Całkowite odkształcenie wywołane harmonicznymi
prądu: (1) Zastosowanie typowe; (2) Maksymalne THDI zgodne
z wymaganiami normy IEC 61000-3-12
Zwykle ww. rozwiązania pozwalają na
redukcję THDI (1) do poziomu mniejszego niż 48% (2). Bez konieczności stosowania dławika THDI przyjmuje wartości
między 60% oraz 130% (rys. 1). W zależności od typu dławika, występującego jako opcja zewnętrzna lub wewnętrzna, jego zastosowanie niesie ze sobą następstwa
w postaci:
l zwiększonego kosztu instalacji;
l dodatkowego czasu konfiguracji instalacji;
l zwiększonych wymiarów szafy sterowniczej;
l zwiększonych strat przemiennika z dławikiem DC (prądu stałego).
W celu eliminacji tych niedogodności, Altivar 21 integruje nowe rozwiązanie: technologi zredukowanej pojemności
w obwodzie prądu stałego
Technologia zredukowanej pojemności
w obwodzie prądu stałego
Pozwala ona na osiągnięcie poziomu
THDI mniejszego niż 35% bez konieczności stosowania dławika (rys. 2), dając
następujące korzyści:
l optymalizację technologii wykonania
przemiennika poprzez redukcję harmonicznych prądu w wyniku zmniejszenia
wartości pojemności filtru;
l lepsze parametry redukcji harmonicznych prądu w porównaniu z dotychczasowo stosowanymi rozwiązaniami (dławiki sieciowe oraz DC);
l szybką konfigurację.
Kompaktowy Altivar 21 występuje
w wersji wykonania IP23 i IP54 przeznaczony do napędu 3-fazowych silników asynchronicznych o mocach do
75 kW w aplikacjach zmiennomomento-
Rys. 2. Poziom THDI ograniczony w wyniku zastosowanej technologii w obwodzie prądu stałego
Nr 9 l Wrzesień 2009 r. l
61
Rys. 3.
ATV21 umożliwia oszczędność
energii dla małych prędkości
wych HVAC – nawiew ogrzanego powietrza, wentylacja oraz klimatyzacja. Wersja z klasą ochrony IP54 i parametrach
wyjściowych do 75 kW/64 A może pracować bardzo blisko silnika bez konieczności instalowania w szafach i używania
długich kabli.
Korzyści wynikające z zastosowania
napędu w systemach zarządzania budynkiem to przede wszystkim oszczędność
energii, uproszczenie instalacji hydraulicznych w wyniku eliminacji zaworów
oraz dławnic przepływu, redukcja poziomu hałasu pracy oraz duża elastyczność
integracji z różnymi producentami urządzeń oraz systemów HVAC.
Protokoły komunikacyjne LonWorks,
BACnet, METASYSN2, APOGEE FLN
(opcjonalne karty – rys. 4) umożliwiają
aplikację przemiennika w różnorodnych
systemach zarządzania inteligentnym budynkiem BMS.
Rys. 4. Opcjonalna karta komunikacyjna
(LonWorks, BACnet, METASYSN2,
APOGEE FLN)
Funkcje do aplikacji pompowo-wentylatorowych, które oferuje przemiennik Altivar 21, to przede wszystkim:
l a lgorytm oszczędności energii (optymalizacja poboru prądu magnesującego
62 l Nr 9 l Wrzesień 2009 r.
obwód magnetyczny silnika), charakterystyka kwadratowa U/f;
l w yłapywanie wirującego obciążenia
z detekcją prędkości (przerwa w zasilaniu silnika);
l adaptacja ograniczenia prądowego w zależności od obrotów silnika (aplikacje
wentylatorowe);
l ograniczenie poziomu hałasu (zgodnie z dyrektywą 86-188/EEC) aplikacji
oraz omijanie częstotliwości rezonansowych (nastawa częstotliwości przełączania w czasie pracy do 16 kHz);
l regulator PID z predefiniowanymi sygnałami zadającymi oraz trybem Aut/
Man (automatyczny/ręczny);
l m iernik parametrów elektrycznych oraz
czasu pracy;
l przełączanie kanałów zadawania oraz
sterowania;
l funkcja „uśpienia” oraz „powrotu”;
l automatyczna adaptacja ramp przyspieszania/zwalniania;
l przełączanie ramp czasowych;
l kalibracja oraz ograniczenie sygnałów
zadających;
l przełączanie między dwoma silnikami
o różnych parametrach.
Możliwa jest szybka konfiguracja napędu za pomocą menu „Quick Setup”,
w którym dostępny jest zestaw 10 najważniejszych nastaw w celu poprawnego działania urządzenia w aplikacji (czasy przyspieszania i zwalniania, parametry silnika
itd.). Przemiennik zapewnia także bezpośredni dostęp do informacji typu:
l pięć ostatnio modyfikowanych parametrów;
l lista parametrów o nastawach różnych
od fabrycznej;
l kopia zapasowa konfiguracji użytkownika;
l historia czterech ostatnich stanów awaryjnych z wartościami parametrów
w chwili wyzwolenia;
l mapa stanów we/wy;
l stan alarmów.
Dialog z użytkownikiem odbywa się
bezpośrednio za pomocą wyświetlacza
7-segmentowego, zdalnego terminala
operatorskiego, przycisków funkcyjnych,
odpowiedniego oprogramowania PC Soft
dla PC oraz pośrednio z wykorzystaniem
zintegrowanego łącza komunikacyjnego
Modbus.
Przemiennik może pracować w temperaturze otoczenia do 40ºC bez zmiany parametrów znamionowych (instalacja
bez odstępów bocznych po zdjęciu osłony górnej). W ofercie dostępne są wykonania przeznaczone do pracy w środowiskach aktywnych chemicznie (zgodnie
z IEC60721-3-3 klasa 3C2). Napęd jest
także przeznaczony do napędu silników
synchronicznych z wykorzystaniem algorytmu sterowania wektorem pola (wektor
prądu) w otwartej pętli sterowania.
Przemiennik Altivar 21 został zaprojektowany, aby spełniać wiele norm oraz
dopuszczeń międzynarodowych: IEC/
EN61800-5-1, IEC/EN61800-2, IEC/
Przemiennik Altivar 21 zapewnia kom- EN61800-3, IEC/EN 60529, UL, CSA,
pletną ochronę aplikacji:
DNV, C-Tick, NOM 117, GOST, dyrektyl zabezpieczenie cieplne silnika oraz nawę maszynową – 73/23/EEC oraz 93/68/
pędu;
EEC, dyrektywę EMC – 89/336/EEC,
l zarządzanie sondami PTC;
a także te dotyczące ochrony środowiska
l zabezpieczenie przed przeciążeniami
– RoHS, WEEE. n
oraz stanami nadprądowymi podczas
pracy ciągłej;
l omijanie częstotliwości rezonansoPiotr Lato – szef produktu
wych;
l zabezpieczenie przed przeciążeniami
oraz niedociążeniami instalacji;
l zarządzanie stanami awaryjnymi;
l system konfigurowalnych alarmów;
l funkcja wymuszonego działania ze skonfigurowanym kierunkiem oraz prędkością z dezaktywacją zabezpieczeń.
Schneider Electric Polska Sp. z o.o.
Schneider Electric – jedna silna marka
Globalna firma
Obecnie firma Schneider Electric posiada około 120 globalnych marek,
które uczyniły z niej światowego lidera na obszarze rozdziału energii,
automatyki przemysłowej i automatyki budynków, a także zasilania awaryjnego,
systemów instalacyjnych oraz efektywności energetycznej.
W
ostatnich latach marka Schneider
Electric osiągnęła na rynku rozpoznawalność i cieszy się dużym szacunkiem. Istniało wiele przesłanek do połączenia niezależnych dotąd marek w jedną wspólną markę – Schneider Electric.
Podstawowe korzyści przemawiające za
unifikacją to stałe poprawianie jej rozpoznawalności wśród klientów, przekładające się na wzrost sprzedaży oraz bardziej
efektywną komunikację poprzez koncentrację na jednej marce. Istotny jest również fakt, że jedna marka skuteczniej
wspiera strategię kompleksowych rozwiązań proponowanych klientom, które
bazują na pełnej ofercie grupy Schneider
Electric.
– Proces jednoczenia marek w żadnej
mierze nie ma wpływu na same produkty
– ich jakość, parametry techniczne, funkcjonalność nie ulegają zmianie. Jedyna
zmiana polega na tym, że miejsce dotychczasowych marek, pojawiających się na
produkcie, opakowaniu czy materiałach
informacyjnych i promocyjnych, zajmie
marka Schneider Electric – powiedziała
Elżbieta Burak, kierownik Działu Jakości
w firmie Schneider Electric Polska.
Jednoczenie większość marek przebiegać będzie z różną intensywnością przez
najbliższe trzy lata. Dla niektórych z głębokimi lokalnymi tradycjami w krajach,
gdzie nazwa Schneider Electric ciągle potrzebuje ugruntowania, pierwszym krokiem jest stworzenie marki przejściowej.
Logo składać się będzie z marki oryginalnej i formuły „by Schneider Electric”.
Tylko kilka marek pozostanie niezależnymi ze względów strategicznych. Obecnie
priorytetem firmy jest jednoczenie dwóch
historycznie największych marek globalnych: Merlin Gerin i Telemecanique oraz
lokalnych w Polsce: Elda i Merten. Migracja odbywać się będzie na dwóch obszarach: opakowania i produktu.
Marce towarzyszy nowoczesny system
identyfikacji wizualnej: zmienione logo,
bogata kolorystyka, odmienny styl reklam
Schneider Electric, globalna firma specjalizująca się w zarządzaniu energią elektryczną,
oferuje swoim klientom w ponad 100 krajach
świata zintegrowane rozwiązania w wielu różnorodnych segmentach rynku. Firma zajmuje
wiodącą pozycję w dziedzinie rozwiązań dla
energetyki i infrastruktury, procesów przemysłowych, systemów automatyki budynków
oraz centrów przetwarzania i przesyłu danych,
a także posiada bogatą ofertę dla budownictwa
mieszkaniowego.
Koncentrując się na rozwiązaniach, które
przyczyniają się do zwiększenia bezpieczeństwa, niezawodności i efektywności energii,
w 2008 r. grupa uzyskała 18,3 mld euro przychodów ze sprzedaży przy zatrudnieniu ponad
114 tys. pracowników.
itp. Marka Schneider Electric będzie widoczna na opakowaniach, produktach, budynkach firmowych i wszystkich materiałach komunikacyjnych, takich jak: katalogi, instrukcje, broszury, plakaty, ulotki
i wiele innych.
– Jedna marka oznacza dla klienta kontakt i negocjacje z jednym dostawcą, a także zapewnia zgodność działania i dopasowanie wszystkich systemów pracujących
w ramach instalacji. Jeden dostawca jest
również w stanie zapewnić stabilną obsługę serwisową całego systemu oraz retrofit
aparatów i urządzeń w kolejnych latach
eksploatacji. Dzięki temu klient i użytkownik instalacji mają zapewniony wysoki poziom obsługi i niezawodności systemu. Oznacza to wzrost bezpieczeństwa
eksploatacji oraz redukcję jej kosztów –
stwierdził Rafał Dynowski, szef produktu w firmie Schneider Electric.
n
Nr 9 l Wrzesień 2009 r. l
63