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ACS 600 Bienvenido al futuro de los drives

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Presentación del tema: "ACS 600 Bienvenido al futuro de los drives"— Transcripción de la presentación:

1 ACS 600 Bienvenido al futuro de los drives
Primer drive AC basado en DTC 2.2 a 550 kW 3~ 380 a 500 V Power ratings: 400 V: 5 to 320 kVA (2,2 to 250 kW) 500 V: 6 to 400 kVA (3 to 315 kW) 500 V units allow supply voltage down to 380 V => suitable for global use Extensions: Q1/96: voltage range up to 690 V, power range up to 760 kVA DRIVES PARA EL SIGLO 21

2 ACS 600 familia de Productos
Unidades para Pared 2.2 a 120 kW IP 21 o IP 54 Unidades con Gabinete 90 a 550 kW IP 00 Como módulos IP 21 a IP 54 en Gabinetes ABB Wall-mounted frame sizes R2 to R7 Standard protection class IP21; optional IP54 except for R7 which must be cabinet assembled for higher protection class Cabinet assembled frame sizes R8 & R9, also in many cases the R7 Until early ‘96, conventional Standard & MD cabinets in use; from Feb...March ‘96, new VSD cabinet (=CSR) Each unit has 2 current ratings: normal use rating for low overloadability (10 %); heavy-duty rating for high overloadbility (50%) Flange mounting = installing heatsink into the cooling channel Montaje en Brida para enfriamiento efectivo

3 ACS 600 Evolución de los drives AC
Freq. ref.. V/F ratio V Modu-lator 1970’s: Control de Frecuencia AC f Speed control Torque control Modu-lator V ABB has always been in the forefront of AC drives development Frequency control: First PWM drive installed in 1975 open-loop control with pulse width modulation (PWM); primary control variables frequency & voltage; load dictates torque level good enough for less demanding applications; accurate control of motor variables not possible Flux vector control: First Sami Star in 1985 Simulation of DC drive; motor model & tacho feedback used for calculation of motor magnetization & torque; motor control & PWM modulator separate elements Provides accurate control of torque and speed; requires feedback from motor shaft; modulator causes delay Direct Torque Control: First optimized control for AC motors: motor & inverter control in an integrated package; inverter switchings directly based on motor state; for the first time, motor torque can be controlled without shaft feedback Benefits: see next slides 1980’s: Control de Vectores de Flujo AC f T Speed Control Torque Control 1990’s: Control de Torque Directo AC

4 ACS 600 Excelente control de Par
Tiempo de respuesta del Par Torque: DTC vector de Flujo Lazo abierto PWM < 5 msec. 10 to 20 msec. > 100 msec. DTC Illustration shows the optimal torque rise with DTC; PWM modulator provides delay even in flux vector mode => Rise times for nominal torque steps as shown in the table With DTC, rise time for air gap torque always just a few ms; practically, this indicates how fast motor control can react to a dynamic change; other parts effecting the total response time: Input updating, filtering in the drive & motor time constants => in ACS 600 typically ms; can be optimized e.g. with special application macros & in high performance version of ACS 600 No encoder required for accurate torque control For the first time, accurate open-loop torque control possible with an AC drive; linearity error typically 4%; only when operation below slip frequency or exact speed control accuracy (better than 0.1 %) required, pulse encoder feedback necessary Full torque at zero speed no problem with ACS 600; can be handled as long as motor heating is no problem Direct control of torque => no trips Thanks to DTC, torque & current are directly controlled in ACS 600; e.g. no overcurrent trips can be caused in acceleration or deceleration PWM No requiere un encoder para control muy preciso del Par. Par máximo ( 300 % ) a velocidad cero Control directo de torque => no mas fallas y paros inexplicables

5 ACS Bajo ruido Audible Nivel Ruido (dB) 80 No sonido Alto-intenso o aullido audible, debido al switcheo IGBT justo-a-tiempo Bajo ruido de motor, debido a una sofisticada optimización de flujos magnéticos en campos Ventiladores de Bajo ruido. 60 40 20 No high-pitch audible whine, due to just-in-time switching Illustation shows typical noise pattern of DTC (green line) & PWM; as switching in DTC does not follow any predetermined pattern, motor noise spectrum also varying => white noise: less irritating, easier to insulate Low motor noise, due to sophisticated flux optimisation Flux optimization automatically adapts the level of flux (or magnetization) in the motor to the actual load => clearly less noise, some energy savings Important feature for HVAC applications Low-noise fans The noise level of the ACS 600 fans has been specified at about dB 50 so that there are no similar problems as with the fans in frame sizes R4...R5,5 in ACS 500 5 10 15 20 25 Frecuencia (kHz) Espectro Típico de Ruido de Motor DTC PWM

6 ACS 600 Otros beneficios del “DTC”
Control de Velocidad muy Superior ( 0.1 % sin encoder). Corrida de auto identificación de Motor, y auto-sintonía para puestas en marcha muy simples. No se requieren motores especiales para un alto desempeño Funciones de Arranque Optimizadas. Frenado eficiente y aceptable sin hardware externo - frenado de flujos Es posible la operación con motores mayores a su capacidad Excelente control en perdida de energía. Permiten mucho mayor carga a los motores Superior speed control Without tacho: 10 % of nominal slip => 0,1...0,5 % of nominal speed even at low speeds; can be tuned for a specific speed range Dynamic accuracy excellent without tacho, matches flux vector drives; with manual tuning, speed drop for a nominal torque step as low as 0,3 %s With tacho: static accuracy depends mainly on the resolution of the feedback; with std 1024 pulses per rev. feedback 0,01% Dynamic accuracy 0,1 %s Motor identification run and auto-tuning for simple commissioning Motor control commissioning requires motor name plate data + optional motor identification run No special motors required for high peformance Unlike some vector drives, ACS 600 works fine with any std. induction motor Optimal starting functions High starting torque with high duty current + dc magnetization starting Starting in a just few ms independent of the motor state in the automatic starting mode Efficient braking without external hardware - flux braking Thru creating losses in the motor, flux braking provides 15 % braking power Operation with bigger motor possible If load below nominal, smaller ACS 600 can be selected; practically, motor can be up to 2 times bigger than converter Excellent power-loss control Power loss operation continues as long as there is mechanical energy on load No dc link voltage oscillation, no frequency scanning when mains back High motor loadability Loadability clearly higher at low speeds (<20 Hz); at nominal point, as close to 100 % as theoretically possible

7 ACS 600 Cumple con estándares mundiales
Diseño basado en estándares de EUA para: Maquinaria Bajo Voltaje Estándares electromagnéticos ACS 600 cumple con los estándares Europeos porque: Incluye un Filtro RFI Unidad certificada como Estándar con Instalación adecuada EMC solution for R2...R6: standard unit with proper cabling and installation EMC solution for R7...R9: VSD cabinet with filter + proper cabling and installation Until VSD cabinet fully in production, radio proof MD cabinet must be used to fulfill EMC requirements CE marking will be used on ACS 600’s from the beginning of ‘96; until EMC compliant units in production, CE shows compliance with Low Voltage Directive; from Feb...March, also compliance with EMC CE marking will be attached on the cardboard package

8 ACS 600 Programas para Muchas Aplicaciones
Panel de Control CDP 311 (Configurador) Habla diez idiomas. Monitorea los estados del drive. Muy fácil puesta en marcha con Carga/Descarga ( upload / download ) para aplicaciones parecidas Macros de Aplicaciones comunes Poderosas Auto/Manual, PID, Control de Torque Macros de Usuario 1 & 2 (Su aplicación grabada en Ram no volátil) Aplicaciones especificas: Grúas, Bobinadoras, Maestro/esclavo CDP 311 Control Panel ACS 600 can be ordered without the panel Speaks ten languages 3 sw packages each containing EN, AM + 3 other languages Monitoring of drive state 3 lines of the display show actual values; selection btw. 26 variables Easy commissioning with upload / download With the panel both application & motor control parameters can be uploaded into the panel and downloaded into another drive Application macros Hand/auto, PID, Torque Control Standard sw contains 5 macros + user macros User macro 1 & 2 User macros allow customer specific setting to be stored Selection btw user macros thru DI Application specific: Crane, Winder, Master/slave, PFC Available in Q1...2 in 1996

9 ACS 600 Concepto E/S Modulares
E/S ESTANDAR: - 3 Entradas análogas - 2 Salidas análogas - 6 Entradas digitales - 3 Salidas de relay. Conexión con PC Convertidor PCMCIA STD I/O CONNECTIONS 2 differences to ACS 500 I/O: 1 more analog input & possible to connect with PTC thermistor directly to DI 6 OPTIONAL I/O CONNECTIONS based on fiber optics communication utilizing Distributed Drives Control System, DDCS, protocol I/O Extension Modules NAIO-01: 2I + 2O, resolution 12 bit, does not extend no. of I/O w. std. sw., galvanic isol. NDIO-01: 2I + 2O, 3 more relay outputs possible NTAC-01: interface for std pulse encoders (1024 or 2048 puls. per rev.) Power from +24 VDC ACS 600 can provide power for one option module Separate power supply NPSM-01 available for additional modules One module fits inside R4 - R9 units; R2 & R3 require external fitting Modules mount on standard DIN rail PC Connection PCMCIA/DDCS converter planned to be released in Feb ‘96 PC tools that will be used with ACS 600: Drives Window for commissioning & maintenance & FCB for engineering Fielbus adapters Profibus, Modbus & CS 31 have been released; Master fieldbus & DeviceNet early ‘96 Módulos de Extensión E/S - E/S Extensión Análogas - E/S Extensión Digitales - Interfaces Encoder de Pulsos Módulos Adaptador-Buses de Campo : Profibus, Modbus, CS31, Master Fieldbus, DeviceNet

10 ACS 600 Diseñando para confiabilidad
Caja de metal - ideal para ambientes industriales rudos. Placa de IGBT integrados - como placa de potencia Comunicaciones por Fibra óptica para alta inmunidad a los ruidos. Filtro de AC para mejor protección y mas bajas armónicas Metal enclosure: high immunity, low emissions (EMC) AC chokes protect against line disturbances, form a part of EMC filtering and reduce line harmonics DC capacitors & fans: reduced need for maintenance Integration in IGBTs reduces connections and physical size Fiber Optics communication noise immune World-class standards: ACS 600 can be used all over the world (OEMs) Extensive protection functions: Preprogrammed protection functions: Overcurrent, DC overvoltage, DC undervoltage, Power plate overtemperature, Short circuit, Input phase loss, Ambient temperature Programmable protection functions: Control signal supervision, Panel loss, External fault, Motor thermal protection, Stall, Underload, Motor phase loss, Earth fault protection, Individual current and torque limits, Critical frequencies, lock-out Ventiladores con horas de vida de operación. Capacitores de DC con periodo de vida que excede las 100,000 horas Estándares de clase mundial (World-class) y certificados Tarjetas barnizadas como opción para los ambientes corrosivos IEC UL, Canadian UL Características de protección muy extensas

11 Advant Controller 31 Una nueva ventana para la automatización

12 Años de experiencia. Miles de Aplicaciones comando y control de :
Tratamiento de Aguas Control de procesos Gruas, Elevadores, Ensambladoras, Soldadoras Bombeo, Ceramica, Alarmas en hospitales Ventilacion, Etc.

13 La simplicidad de un tamaño homogeneo
Compacto 14 I/O’s binarias. Extendido 110 y I/O’s binarias ó I/O’s analógicas ó combinación de ambas

14 Descentralizado para instalaciones remotas.
Gran capacidad mas de 1000 I/O Muy Flexible Estandar Totalmente compatible Series: 30, 90, 40 y 50 CS31 Twisted pair

15 Grandes ahorros en su instalación
Menor número de cables Menos terminales Menor tiempo de: instalación y puesta en marcha Conventional Decentralized Cubicle Cubicle AC 31 PLC Terminal blocks CS31 Twisted pair Terminal blocks Distributed I/O unit

16 AC31 General technical features Accessories Central Unit 40/50 Binary
Inputs Binary Outputs Analog Outputs Control panel General technical features Central Unit 90 Accessories

17 Tiene grandes posibilidades de expansión.
AF100 Advant fieldbus Arcnet network Modbus network CS31 twisted pair

18 Flexible para el mundo industrial.
ABB Drives ACS / DCS on CS31 bus via NCSA 01 ABB Robots

19 AC31GRAF La herramienta de programación.
Muy Amigable y simple Windows 3.x, 95, NT Basado en IEC 4 lenguajes Diagrama de escalera Diagrama de bloques de funciónales. Lista de instrucciones SFC (GRAFCET) Para todas las unidades Series 40/50 y Series 30/90

20 AC31GRAF PLC configuración
Parámetros CPU Communicación Modem

21 AC31GRAF Edición Amigable Iconos Manejo por Mouse Ayuda En-linea
Multi-ventanas Todas las funciones desde los menus

22 AC31GRAF-Debugging (pruebas fuera de linea)
Eficiente Prueba dinámica Manipulación de variables Listas de variables Diagramas de tiempos Supervisión básica

23 AC31GRAF Diagnosis Diagnosticos del Hardware Indicación de fallos
Corto circuitos Sobrecorriente en actuadores Perdidas de señal Analógica.

24 AC31GRAF Documentación de proyecto
Descripción de Proyecto lista de Variables Programa Referencia de variables Historial de modficación

25 AC31 Intervención rápida y económica
Diagnostico via modem On-line debugging simulación de variables Carga de nuevo programa Normas internacionales y aprobaciones IEC1131, Lloyd’s register, Bureau Veritas, UL ... Soporte ABB presencia mundial * in progress

26 Protegiendo su inversión
Tranquilidad Apegado a estandares (IEC 1131) Continuidad AC31GRAF con serie 30/90 07PC331 aún con serie 40/50 (sin nuevas funciones) Soporte ABB

27 Un verdadero amigo en automatización
ABB Advant Controller Un verdadero amigo en automatización

28 Ventajas técnicas Alto nivel de calidad CE Marking Robustos
IEC Shipping approvals Germanischer Lloyd, Lloyd’s register, Bureau Veritas... Robustos Vibration IEC FC, Shocks IEC Ea Temperatura de operación 0°C to + 55°C, almacenaje -40°C to +75°C IP20 Comunicación RS485, 187,5 Kbauds, hasta 2000 metros comunicación CS31 Refresh time 2ms min or 12 ms típico para 31 interfaces AC31

29 Unidades Centrales serie 40 / 50
Identificación de puntos de conexion Evita conexiones erroneas Conectores removibles tipo Cage Clamp (opcion) conector doble (opcion) tipo Faster wiring Conector para 6 extensiones I/O tipo Click and Run Sistema de tierra via riel DIN ó tornillo Tapas removibles, Comunicación serial Serie 40 RS232 Serie 50 RS485 para PC y Modbus 2 potenciometros ajustables para timers , temperatura... Etc.

30 Unidad Central serie 40 - standalone
Un gigante para aplicaciones pequeñas (tipico hasta 110 I/O) 16 Kbytes de memoriaFlashEprom 4000 instrucciones 0,4 ms de tiempo de ejecución para 1 kbyte binario Alto desempeño atraves de hard- and software Subprogramas (15) 2 interrupciones Acceso directo a I/O’s Comunicación estandar ASCII y Modbus (RS232/RS485) Manejo de encoder 7Khz o 2 contadores de vel. Rapidos. 1 salida de impulso Control PI y PID Password Timers y contadores sin limite

31 Ahorros en instalación
Conectores removibles Rapido mantenimiento Conectores dobles (3 cables) Ahorro en terminales de conexión, cableado fácil Cage-clamp Ahorro en tiempo de cableado

32 Unidad central serie 50 Arreglo modular de alto desempeño
Memoria FlashEprom de 32 Kbytes instrucciones 0,4 ms ciclo de ejecución para 1kbyte Canal de comunicación CS31 para extensiones hasta 2000 metros Maximo 920 entradas binarias y 494 salidas binarias Hasta 258 entradas analogicas y 120 Salidas analogicas Caracteristicas adicionales Comunicación serial RS485/232 Reloj de tiempo real Batería integrada para respaldo de datos

33 Unidad central serie 90 muy Poderosa
ya sea Individual y/o Decentralizada 07 KR91 / KT92 / KT93 Memoria de 8…56 Kbytes 0,7 ms ciclo de ejecución para 1 Kbyte 32…36 binary I/Os 20 DI/DO + 4 AI y 2 AO para 07KT92 1 ó 2 interfaces seriales RS232 Arcnet para 07KT92 Diversas unidades de comunicación: con protocolos, Modbus, AF100, Interbus, arcnet, ascii, rcom y/o interfase programable en “C”...

34 Unidad I/O remota ICMK 14F1 CS31 twisted-pair unidad esclavo
8 entradas aisladas ópticamente 6 salidas de relé 250V a.c. / 2A Acepta 6 unidades de extensión I/O analógicas (max. 2) o binarias

35 Extensión de entradas binarias
XI 16E1 Serie 40 y 50 16 entradas opto-aisladas Tipo PNP Configuración propia

36 Extensión de salidas binarias
XO 08R1 Serie 40 y 50 8 salidas de relé 250V a.c. / 2A 2 “comunes” independientes Configuración propia

37 Extensiones I/O Analógicas (40/50 serie)
XM 06B5 4 Entrdas analógicas configurables 12 bits de resolución -10V…+10V, -20…20mA, 4…20mA Pt100, Pt1000 2 salidas analógicas -10V…+10V, 0…20mA, 4…20mA Conectrores Dual + cage clamp (opción) Desplegado escalable de valores Canales libres pueden ser usados para otros valores Selección manual de canales (availability on request)

38 Modulos adicionales I/Os CS31
Binarios ICSK 20F1, ICSI 16E1, ICSO 08Y1, ICSI 08E3 120V, ICSI 08E4 230V ICDG 32L1 Analógicos ICSE08A6, ICSE 08B5, ICSA 04B5 ICDT 08B5 Especiales Contador de alta velocidad ICSF 08D1 IP65 ICPI08D1, ICPI16D1, ICPO 08H1, ICPO16H1

39 Panel de control TC 50 2 líneas con 20 caracteres 5 teclas de función
IP65 128 páginas con 6 datos/pag 128 mensajes de ayuda RS232 para CPU Incluye cables 40/50 serie TCWIN software de programación 24 Vcd

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