Современные частотные преобразователи в системе электропривода

Преобразователи частоты или, как их называют в профильной среде частотники,  относительно недавно появились на рынке. Постепенно развитие элементной базы, а также совершенствование алгоритмов управления снизили стоимость данных преобразователей, что значительно увеличило количество частотно-регулируемых электроприводов во всех сферах промышленности.

 

Содержание:

Как правило,  довольно огромное количество преобразователей частоты работают в связке с другими элементами, таким как – электродвигатели переменного тока, трансформаторы, автоматические выключатели и другими распространенными элементами силовых цепей. Такие связки в совокупности составляют системы, которые имеют название «система электропривода». Однако сами частотники существенно отличаются от своих «коллег по работе». В отличии от тех же автоматических выключателей или трансформаторов, они имеют довольно сложную электронную систему управления, которая реализует алгоритм управления силовыми вентилями.  Более того, такая система позволяет воплощать и интеллектуальные сервисы, которые могут реализовать не только управления силовыми ключами (транзисторами или полностью управляемыми тиристорами), но и выполнять такие функции как самодиагностика, управление скоростью вращения вала электрического двигателя или рабочего органа, углом поворота ротора, контролем температуры, обработкой сигналов обратных связей и выдачей управляющих сигналов внешним элементам и многими другими функциями. Это очень удобно, так как многие частотные преобразователи имеют компактную модульную структуру и могут размещаться не только в силовых шкафах:

Модульные преобразователи частоты

 Обслуживание преобразователей частоты

Основную долю обслуживания частотников занимает реактивное обслуживание – порядка 60%. За ним идет превентивное 30% и прогнозирующее 10%. Реактивное (или корректирующее) обслуживание подразумевает под собой выполнения работ по устранению аварийных ситуаций или неожиданно возникших проблем в процессе эксплуатации. Превентивное – это систематический осмотр оборудования для выявления потенциальных проблем до их возникновения. Прогнозирующее – разновидность превентивного обслуживания, которое выполняется с помощью математической оценки и прогнозирования состояния оборудования в течении времени. Выполняются данные действия для оценки рисков простоев и повреждений оборудования.

Обслуживание преобразователей частоты

Сигнализация частотного преобразователя

Для полноценного выполнения преобразователем частоты своих функций в сфере оповещения обслуживающего персонала и сигнализации о случившихся или возможных поломках в системе электропривода он должен быть правильно подключен. Современные устройства с интеллектуальными сервисами позволяют использовать для связи как WEB сервисы, так и локальные сетевые протоколы. Соответственно управление системой электропривода может осуществляться как локально (по месту установки), так и дистанционно, в зависимости от системы автоматизации. Информирование оператора о сбоях или предупреждениях в работе системы может осуществляться с помощью посылки письма на электронный адрес с информацией о проблеме, или же отправлена по SMS.

Техническая поддержка на расстоянии

Небольшое количество отказов частотных преобразователей и текучка кадров на крупных производствах приводят к тому, что все более часто работы по диагностике и ремонту частотников передают на аутсорсинг.

В работе по ремонту и обслуживанию частотных электроприводов все чаще используют QR (quick response) код  для частотных приводов не интегрированных в коммуникационные сети предприятий, а также используют сервис удаленного контроля для частотников, имеющих доступ к Интернет. Такие специалисты проходят специальное обучение и проходят сертификацию для решения таких сложных задач как пуско-наладочные работы, диагностика, устранение неполадок и подбор запасных частей, а также других операций.

Для примера можно рассмотреть жизненный пример, произошедший в США. После мощного торнадо крыша производственного здания была повреждена, в результате дождя из строя были выведены пять насосов, управляемых преобразователями частоты ПЧ. Буквально на следующий день новые частотники уже стояли в цеху и готовы были приступить к работе, но оказалось, что у предприятия отсутствуют специалисты, которые могли бы произвести пуско-наладочные работы, по причине, что ранее никогда этим не занимались. К счастью для компании ПЧ были снабжены QR кодом. С помощью этого кода сотрудники компании смогли связаться со службой поддержки производителя ПЧ. Через час все преобразователи были в работе.

Простой доступ к документации

Для улучшения качества и скорости проведения технического обслуживания не маловажным фактором является и доступ к необходимой технической документации. Современные частотные электроприводы с интеллектуальными сервисами позволяют реализовывать онлайн доступ к нужной документации, такой как инструкции по параметрированию устройств, инструкций по эксплуатации, обслуживанию или файлов параметров. Наиболее распространенные инструменты, применяемые при работе с ПЧ:

  • Статический QR код – реализует сканирование метки ПЧ и предоставляет доступ к необходимым файлам;
  • Динамический QR код – при сканировании таких меток, как правило, получают прямые ссылки на интересующие разделы в документации;
  • Специальное сервисное программное обеспечение ПО – позволяет специалисту по обслуживанию и ремонту получить доступ к необходимым файлам и документам;
  • Облачное хранилище данных – данное хранилище может содержать в себе всю информацию об изделии – начиная от чертежей и принципиальных схем и заканчивая условиями гарантии, сертификатами, различного рода инструкциями (по эксплуатации, ремонту и прочие).

Ниже показан пример сканирования QR кода:

Чтения QR кода для преобразователей частоты

Маленький жизненный пример.

При выходе из строя дробилки на горно-обогатительном комбинате процесс переработки руды в ней был остановлен. Сработала сигнализация «Высоковольтный выключатель отключен», при этом он был включен. При помощи сканирования QR кода на лицевой панели частотника оператор связался с центром поддержки производителя ПЧ и пригласил инженера по обслуживанию. Инженер диагностировал поломку платы управления, заменил ее, и с помощью того же QR кода загрузил из облачного хранилища необходимый файл конфигурации ПЧ. В результате дробилка была запущена в кратчайшие сроки.

Обеспечение постоянного контроля и упрощение ремонтов ПЧ

В зависимости от выпуска количества продукции и убытков при простое оборудования возникает необходимость в создании склада запасных частей. Как правило, современные частотные преобразователи с интеллектуальными сервисами обладают таким свойством как «легкость обслуживания». Разработанная модульная структура устройства позволяет быстро заменить вышедший из строя модуль на новый и в кратчайшие сроки запустить систему.  Также в ПЧ с интеллектуальными сервисами включена система постоянного контроля и диагностики. Данная система генерирует предупреждения в случае скорого износа какой-то части системы, необходимости технического обслуживания или окончания срока гарантии.

Ввод в эксплуатацию

В результате неправильного проведения пуско-наладочных работ могут возникать простои оборудования незапланированные. Выполнение таких работ лучше поручать специалистам, поскольку они имеют опыт проведения данного вида работ, имеют все необходимое диагностическое и измерительное оборудование, что делает запуск системы электропривода безболезненным и плавным. При этом происходит снижение времени пуско-наладки технологических линий, а также снижаются риски некорректной работы оборудования.

Использование ПЧ с интеллектуальными сервисами предлагает высокоэффективный механизм ввода в эксплуатацию. Обратная связь отражает информации о работе системы соответствию необходимым техническим требованиям. Более того, она обеспечивает максимально быстрый доступ к необходимой информации. С самого ввода в эксплуатацию составляется отчет по обслуживанию и таким образом формируется история работы и обслуживания, которая документируется с первого дня.

Планирование предсказывающего и превентивного обслуживания

Механические и электромеханические устройства, например, такие как трансформаторы, электродвигатели, автоматические выключатели, редуктора, муфты, отличаются предсказуемым поведением, что и позволяет составлять планы по их обслуживанию. На данный момент существует довольно много различных математических моделей, описывающих поведение этих элементов. Именно с их помощью стало возможным вычисление времени работы, моментов, температурных режимов и прочих свойств. После анализа устройства с помощью математической модели становится возможным планирование действий  по обслуживанию, а также определение вероятности выхода из строя данных механизмов. Но преобразователь частоты есть электронное устройство состоящим из большого числа компонентов и поэтому применение к нему аналогичных алгоритмов не является таким же четким.

Пожалуй, главным плюсом частотного преобразователя будет то, что он может выступать «мозгом» всей системы электропривода. Он может собирать множество данных от электропривода в качестве датчиков обратных связей (ток, напряжение, скорость, температура, положение и так далее) и вычислять возможные результаты для предсказуемых компонентов, и проводить статистический анализ для непредсказуемых.

Проведенные относительно недавно исследования показали, что глобальные потери в промышленности в случае незапланированных простоев составляют порядка 20 млрд. USD ежегодно. А это примерно 5% от оборота. Данные простои влияют как на эффективность, так и на прибыльность производств.

Преобразователь частоты с интеллектуальными сервисами представляет собой новое поколение устройств, которые благодаря новым функциям позволяют значительно сократить время простоев оборудования. Главной концепцией современных частотных преобразователей есть переход от реактивного обслуживания к «предвиденью», которое является ключевым практически для всех отраслей промышленности.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *