Настройка и диагностирование параметров автоматизированных электроприводов

В комплектных электроприводах реализуется гибкая система настройки и диагностирования для конкретного объекта и технологического процесса при наладке и работе на производственном объекте. Эта система предусматривает следующее.
1. Настройку привода в полном объеме с местного, дистанционного пульта или с ПК с помощью коррекции соответствующих параметров, сведенных в функциональные группы.
2. Постоянное отслеживание приводом до п различных заданий (задание ручного режима с пульта, задание автоматического режима с пульта и т.д.), только одно из которых может быть текущим (активным). При этом гибко реализуется система выбора одного из заданий в качестве активного с соответствующим изменением режима (ручной или автоматический) с местного или дистанционного пульта с помощью специальной процедуры или коррекции параметров, обеспечивающих выбор режима или задания. Выбор режима работы электропривода возможен по сети с ПК путем управления состоянием логических коммутаторов (ЛК), назначенных при настройке привода на управление функциями переключения режима или выбора задатчика без коррекции параметров. Один ЛК может быть настроен на выполнение нескольких функций одновременно. Задание режима возможно также с помощью изменения состояния дискретных входов, назначенных при настройке привода на управление функциями переключения режима или выбора задатчика. Один вход может быть настроен на выполнение нескольких функций одновременно.
3. Гибкую систему установки значения задания, в том числе выбор в качестве задания функции.
4. Гибкую систему выбора одного из двух источников технологического параметра (обратной связи) или режима вычисления значения обратной связи как математической функции значений двух источников.
5. Гибкую систему управления значением обратной связи (источник рассогласования для ПИД-регулятора в автоматическом режиме). Значение обратной связи может быть функцией двух источников.
6. Динамическое изменение темпа разгона и торможения прямым выбором одного из двух заданных при настройке темпов или режима переключения темпов по граничной частоте.
7. Управление выходными реле: функциональное (как функция текущего состояния привода или объекта) с местного, дистанционного пультов или ПК с помощью коррекции соответствующих параметров; безусловное прямое управление свободными от функционального управления реле по сети от ПК занесением позиционного кода (определяющего требуемое состояние всех реле) с маской (определяющей реле, могущие изменить состояние) в назначенный регистр или занесением кодов включения и выключения в регистры, отведенные для каждого реле отдельно.
8. Управление аналоговыми выходами аналогично п. 7 с занесением числового кода в назначенный при коррекции параметров регистр.
9. Управление функцией «Пуск»: аппаратно; по сети от ПК путем управления состоянием специального регистра; местно с помощью изменения состояния дискретного входа, назначенного при настройке привода на управление этой функцией; нажатием кнопки на местном или дистанционном пульте.
10. Управление функцией «Стоп».
11. Управление функцией «Реверс».
12. Доступность информации о текущих действующих авариях и предупреждениях, об авариях, возникших после последнего пуска (кроме автоматических повторных перезапусков). При использовании местного и дистанционного пультов для этого применяются специальные процедуры (путем просмотра специально введенных информационных параметров). Если применяются сетевые средства, то просматривается информационная группа параметров.
13. Доступность для пользователя полной информации о номере привода (сетевой адрес), состоянии выбранного привода (задание «вперед/назад», текущее состояние «вперед/назад», режим «ручной/автоматический», готовность, заряд емкости фильтра, ускорение, торможение, установившийся режим, работа ШИМ, торможение постоянным током, норма, предупреждение, авария, допускающая автоматический перезапуск, авария, не допускающая автоматический перезапуск, информация об источнике задания, информация о коррекции параметра). При этом используется статусная строка местного (доступна информация только об одном приводе) или дистанционного пульта (доступна информация о всех приводах, включенных в сеть). При использовании сетевых средств ПК информация доступна постоянно (по умолчанию, без выделения специальной команды) при обмене информацией по сети.
14. Доступность информации о состоянии дискретных и аналоговых входов и выходов. ПК получает информацию о «занятости» соответствующих входов или выходов внутренними функциями привода. Последняя возможность в совокупности с возможностью дистанционно изменять состояние входов или выходов позволяет использовать незадействованные под внутренние функции входы или выходы привода как удаленные, рассредоточенные по производственной территории устройства ввода технологической информации и устройства управления исполнительными механизмами с выходом на сетевой интерфейс по распространенным в промышленности протоколам. ПК имеет возможность построить отдельные контуры регулирования, связанные или не связанные с управлением приводами, подключенными к этой локальной сети.
Реализация пп. 3... 6 возможна: с местного или дистанционного пульта с помощью специальной процедуры, позволяющей корректировать значения заданий для ручного режима с пульта или задание для автоматического режима с пульта; по сети с ПК занесением числовых кодов в предусмотренные для этого кодовые регистры, назначенные при настройке привода в качестве соответствующих источников задания; изменением состояния дискретных или аналоговых входов, назначенных при настройке привода в качестве соответствующих источников задания.
Для предупреждения конфликтных и аварийных ситуаций при управлении приводом из двух мест одновременно (например с местного и дистанционного пультов) в комплектном электроприводе предусмотрена группа параметров «Управление», доступ к которой осуществляется по паролю (для каждого пульта или ПК).
Условия коррекции параметров приведены в виде пиктограмм, индицируемых в статусной строке пульта управления: / — только индицируемый параметр;
0 — корректируемый параметр; )(0 — параметр доступен для коррекции при выключенном преобразователе (при включенном ШИМ индицируется /, при выключенном 0);
0 — параметр предназначен для просмотра множественных значений в режиме коррекции.
Работа в ручном режиме предполагает прямое задание выходной частоты привода.
Масштабирование аналоговых входов позволяет пользователю настроить привод на необходимый диапазон изменения технологического параметра. Рабочий диапазон датчика калибруется в процентах по желанию пользователя. Единицы измерения технологических параметров не индицируются и имеют по умолчанию размерность %. При управлении технологическими параметрами по протоколу дистанционного управления данные должны передаваться в том же масштабе (приведенные к масштабированным показаниям датчика).
При масштабировании датчиков в параметрах, определяющих критерии их неисправности, за 100% принимается диапазон изменения значений от 0 мА до максимального значения, а не рабочий диапазон (например, 0 мА = 0 %, 20 мА = 100 %). Такие параметры при индикации выражаются в процентах.
Работа оператора с пультом (местным или дистанционным). Пульт применяется при наладке привода и оперативном управлении и реализует следующие функции:
поиск нужного параметра или группы параметров по названию;
коррекцию выбранного параметра (с индикацией пределов изменения параметра);
индикацию числовых параметров с единицами измерения, а фиксированных кодов в виде буквенно-цифровых аббревиатур;
постоянную индикацию текущего состояния привода и признака выбранного режима работы;
возможность одновременного наблюдения на экране значения параметров (в том числе относящихся к разным приводам, объединенным локальной сетью);
возможность пользователю создавать и корректировать собственный список параметров из разных групп в нужной последовательности (в том числе относящихся к разным приводам, объединенным локальной сетью), процедура доступа к которым максимально упрощена;
по желанию пользователя коррекцию параметров, не вошедших в группу пользователя; коррекция состава этой группы может быть защищена паролем;
поддержание специальной процедуры управления заданием, позволяющей сравнить значения возможных альтернативных заданий и выбрать нужное или начать коррекцию выбранного задания с текущего значения задания;
поддержание специальной процедуры просмотра наличия текущих и запомненных аварий (с одновременной индикацией до п аварий на одном экране);
в режиме обслуживания нескольких приводов по локальной сети поддержание режима мониторинга приводов, объединенных сетью, в соответствии со списком пользователя.
При мониторинге пользователь может одновременно наблюдать за состоянием п приводов (наличие связи, аварий, привод остановлен или в работе, готов или не готов, в какую сторону вращается) на одном экране;
обеспечение коррекции списка приводов для мониторинга, которая может быть защищена паролем по желанию пользователя;
поддержание процедуры изменения сетевого адреса привода и скорости обмена данными по сети;
поддержание процедуры установки пароля пользователя и возврат к паролю изготовителя;
подачу звуковой сигнализации (фиксация нажатия кнопок, наличие аварий), которая может быть выключена по желанию пользователя;
обеспечение программного регулирования яркости экрана. Индикация аварий дублируется светодиодом (для контроля оператором издали).
В современных комплектных электроприводах реализуется функция технического диагностирования на стадиях настройки и рабочего функционирования. Анализ принципов функционирования диагностических систем позволяет выделить основные функциональные блоки большинства таких систем
Временные сигналы, снимаемые с первичных преобразователей (датчиков), мало пригодны для диагностирования, во-первых, из-за большого уровня помех, сопровождающих функционирование большинства объектов и, во-вторых, из-за наличия в этих сигналах избыточной информации, характеризующей работу отдельных узлов объекта диагностирования и их взаимодействия. Поэтому в первую очередь выделяют полезный сигнал, как правило, традиционными методами фильтрации, детектирования. При этом возможна дополнительная предварительная обработка сигнала с применением методов частотной и временной селекции, с использованием априорной и апостериорной статистики и других достаточно известных способов извлечения информации.
Блок вычисления диагностических признаков состояния исследуемого объекта в соответствии с алгоритмами преобразования информации, используемыми в конкретной системе диагностирования, выполняет роль формирователя компонентов вектора диагностических признаков. Такими компонентами могут быть, например, определенные составляющие частотного спектра сигнала. Во многих случаях подобных диагностических признаков оказывается достаточно для принятия решения о состоянии объекта.
Но иногда эти первичные признаки оказываются малочувствительными к небольшим вариациям состояния объекта и, следовательно, не могут быть использованы для выявления дефектов объекта на стадии их зарождения. В этих случаях возникает необходимость дополнительных вычислений с целью получения вторичных диагностических признаков, которые являются информативными параметрами диагностической модели, характеризующими текущее состояние диагностируемого объекта.
На основании сравнения текущих и эталонных значений параметров диагностической модели в блоке классификации состояния объекта диагностирования осуществляется процедура принятия решения о принадлежности к заранее определенному классу состояний. При этом первым этапом распознавания состояний, осуществляемым в этом блоке, как правило, является сравнение текущих параметров диагностической модели с их пороговыми значениями для определения предаварийных (а также недопустимых по технологическим или иным причинам) состояний объекта. Результаты проведенного диагноза используются для управления исследуемым объектом: переключения на другой режим с целью проведения дополнительного (уточняющего) исследования, аварийного останова и т.д.
Анализ трендовых характеристик параметров диагностической модели дает возможность провести оценку тенденции изменения состояния диагностируемого объекта и тем самым осуществить прогнозирование его остаточного ресурса. Нахождение этих трендовых характеристик предопределяет наличие в системе диагностирования блока хранения текущих состояний объекта диагностирования.
Любая процедура диагностирования содержит операцию сравнения текущих значений диагностических признаков с их эталонными значениями, полученными во время предварительного изучения объекта. Набор эталонных параметров диагностических моделей, соответствующих его нормальному и различным дефектным состояниям, формируется на этапе «обучения» системы диагностирования. С этой целью анализируются свойства физических процессов (вибраций, тепловых полей и т.д.), являющихся источником первичной информации при нормальном состоянии объекта и при наличии дефектов, на основе чего и определяются информативные признаки исправного и неисправного состояний, служащие основой для выбора диагностической модели.
На этом же этапе в признаковом пространстве формируются области, соответствующие особым состояниям объекта: предельно допустимому значению параметра технического состояния, предаварийной ситуации, прекращению нормального функционирования.