Servo Position Controller (SPC) Woodward 8200-226 je vysoce výkonné elektronické řídicí zařízení navržené pro přesné polohování hydraulických nebo pneumatických pohonů. Je to nejnovější vydaný model v řadě SPC, který přímo nahrazuje předchozí modely 8200-224 a 8200-225. Tento regulátor je široce používán v plynových turbínách, parních turbínách, spalovacích motorech a dalších průmyslových pohonných systémech k pohonu jednocívkových pohonů, které podporují jedno nebo dvě redundantní polohová zpětnovazební zařízení.
8200-226 nabízí výjimečnou flexibilitu a spolehlivost, přijímá signály požadavku polohy přes DeviceNet nebo analogové vstupy 4-20 mA a řídí akční člen pomocí interního řídicího algoritmu PID pro dosažení vysoce přesného řízení polohy v uzavřené smyčce. Uživatelé mohou snadno konfigurovat, kalibrovat, ladit a odstraňovat problémy s řídicí jednotkou pomocí softwaru SPC Service Tool na bázi PC.
Výrobek je certifikován pro CE, ATEX, CSA a hlavní námořní klasifikační společnosti (ABS, DNV, LR), díky čemuž je vhodný pro nebezpečná místa třídy I, divize 2 a zóna 2, stejně jako námořní aplikace. Jeho široký rozsah provozních teplot (-40°C až +70°C) umožňuje odolat drsným průmyslovým prostředím.
Klíčové vlastnosti a výhody
Více režimů řízení : Podporuje proporcionální, P, PI, PI se zpožděním a PI s Lead-Lag řídícími strukturami, vhodné pro proporcionální i integrační akční členy.
Redundant Demand & Feedback : Lze konfigurovat s DeviceNet a 4-20 mA jako primární/záložní zdroje poptávky; podporuje jeden nebo dva snímače polohy LVDT/RVDT/DC pro redundanci zpětné vazby.
Vysoká přesnost a stabilita : Přesnost systému až 0,25 % plného rozsahu, s konfigurovatelným chybovým alarmem a prahovými hodnotami vypnutí, plus mrtvé pásmo a integrátorová ochrana proti navíjení.
Komplexní autodiagnostika : Zahrnuje detekci přerušení/zkrat ovladače, detekci chyby proudu ovladače, detekci přerušení zpětné vazby, monitorování budícího napětí, monitorování napájecího zdroje, hlídací časovač a další.
Flexibilní komunikační rozhraní : Standardní DeviceNet (v souladu s ODVA), servisní port RS-232 pro připojení k PC, vstup požadavku 4-20 mA a výstup monitoru polohy 4-20 mA.
Vzdálená kalibrace a ruční ovládání : Podporuje vzdálenou kalibraci přes DeviceNet a také řízenou místní kalibraci pomocí servisního nástroje; ruční režim zdvihu pro uvedení do provozu.
Bezpečnost a shoda : Splňuje požadavky severoamerické třídy I divize 2 a evropské zóny 2 na nebezpečné umístění; splňuje námořní pravidla ABS, DNV, LR; obsahuje nezávislý externí vstup pro vypnutí a výstupy alarmu/vypnutí relé.
Typy ovladačů a použitelné akční členy
Typ ovladače |
Typ pohonu |
Popis |
Úměrný |
Proporcionální (aktuální→pozice) |
Používá integrátor trimování příkazů k odstranění chyby v ustáleném stavu; může zakázat zpětnou vazbu pro provoz s otevřenou smyčkou |
P regulátor |
Integrace (proud→rychlost) |
Nejjednodušší, velmi robustní, ale ustálená chyba existuje, pokud není správně nastaven nulový proud |
PI regulátor |
Integrace (proud→rychlost) |
Používá se ve >90 % aplikací; nutí zpětnou vazbu, aby odpovídala poptávce v ustáleném stavu |
PI s Lag |
Integrace (proud→rychlost) |
Na požádání přidává filtr zpoždění pro snížení překmitu; použití pro kritické procesy |
PI s Lead-Lag |
Integrace (proud→rychlost) |
Nastavuje zdánlivou šířku pásma ovladače; může zvýšit nebo snížit odezvu |
Instalace a zapojení
Napájení a uzemnění
Elektrické vedení musí být chráněno pojistkou 5 A.
Šasi SPC musí být připojeno k ochrannému uzemnění (PE) pomocí zemnicího kolíku; použijte stejný průřez vodiče jako vstupní napájení.
Pro nejlepší odolnost proti rušení veďte napájecí kabely odděleně od nízkoúrovňových I/O kabelů.
Štíty a uzemnění
Pro všechny signály použijte stíněné kroucené dvoulinky.
Stínění ukončete pouze na konci SPC (jednobodové uzemnění), abyste se vyhnuli zemním smyčkám.
Doporučená délka pásku: 8 mm (0,3 palce). nepocínujte (nepájejte) – pružinové svorky se spoléhají na holý lankový drát. Konce drátů
Požadavky na nebezpečné místo (Zóna 2 / Třída I Div 2)
Musí být namontován v krytu s krytím IP54 nebo vyšším.
Neodstraňujte kryty ani nepřipojujte/neodpojujte konektory, když je napájení zapnuté, pokud není známo, že oblast není nebezpečná.
Výměna součástí může zhoršit vhodnost pro nebezpečná místa.
Externí vypnutí a reset
Vypínací vstup : Normálně sepnutý (kontakty sepnuté) pro normální provoz; otevřením kontaktů se deaktivuje výstup ovladače akčního členu.
Resetovací vstup : Normálně otevřený; chvilkové uzavření resetuje zablokované alarmy/vypnutí.
Výstupní zapojení ovladače stavového relé
Poplachové a vypínací výstupy jsou bez napájení (suché kontakty). Externí napájecí zdroj (max. 32 Vdc / 500 mA) musí být zapojen do série s výstupem a zátěží.
Reléový ovladač je napájen během normálního provozu a deaktivován během stavu alarmu/vypnutí.
Konfigurace a kalibrace
SPC se konfiguruje a kalibruje pomocí softwaru SPC Service Tool , který běží na Windows PC a komunikuje přes sériový port RS-232. Pro moderní počítače bez sériového portu nabízí Woodward sadu adaptéru USB-to-serial (P/N 8928-463).
Kroky konfigurace
Vytvořte novou konfiguraci nebo otevřete existující (soubor .cfg).
Vyberte správnou verzi servisního rozhraní (odpovídá číslu dílu softwaru SPC).
Nakonfigurujte následující karty v Editoru konfigurace:
Servo Controller : Typ ovladače, zesílení, nulový proud, proudové limity, prahové hodnoty natahování.
Požadavek na pozici : Zdroj (pouze DeviceNet/primární, pouze analogový/primární), škálování, odezva na poruchu.
Zpětná vazba : Typ zpětnovazebního zařízení (4-20mA, LVDT/RVDT, DC napětí), buzení, prahové hodnoty rozsahu.
Chyba polohy : Dva nezávislé chybové prahy/zpoždění, blokující chování.
Driver : Aktuální rozsah, dither, zpoždění při chybě, odezva na poruchu.
DeviceNet : Přenosová rychlost, MAC ID, povolena vzdálená kalibrace.
Uložte konfigurační soubor.
Načtěte konfiguraci do SPC (načtení způsobí vypnutí SPC).
Spusťte Asistenta kalibrace:
Krok 1: Úvod
Krok 2: Nastavte minimální pozici (0 %)
Krok 3: Nastavte maximální pozici (100 %)
Krok 4: Ověřte kalibraci (krokový test odezvy)
Krok 5: Uložte nastavení kalibrace
Přepněte SPC do režimu Run .
Metody kalibrace
Kalibrace servisního nástroje : Průvodce, kde uživatel ručně najede akční člen do koncových bodů a zaznamená signály zpětné vazby.
Vzdálená kalibrace DeviceNet : Provádí hostitelský řídicí systém přes DeviceNet (vyžaduje zaškrtnutí 'Kalibrace bude provedena prostřednictvím DeviceNet' v servisním nástroji).
Funkce diagnostiky a ochrany
SPC poskytuje rozsáhlé diagnostické a ochranné funkce. Klíčové chyby jsou shrnuty níže:
Název poruchy |
Typ (konfigurovatelné) |
Popis |
Aktuální chyba ovladače |
Alarm / Vypnutí |
Skutečný proud neodpovídá požadovanému proudu v rozsahu ±20 % plného rozsahu |
Porucha nadproudu ovladače |
Vypnutí (opraveno) |
Měřený proud převyšuje požadovaný o >25 % plného rozsahu |
Chyba otevření ovladače |
Alarm / Vypnutí |
Detekována otevřená cívka ovladače (práh ≈ 13 / max. požadovaný proud) |
Chyba zkratu ovladače |
Alarm / Vypnutí |
Zjištěna zkratovaná cívka ovladače (práh ≈ 1 / plný proud) |
Zpětná vazba 1/2 Otevřená chyba |
Poplach |
Přerušený vodič v obvodu zpětnovazebního převodníku (pouze pro izolované výstupy) |
Zpětná vazba 1/2 Rozsah Chyba |
Poplach |
Zpětnovazební napětí překračuje kalibrovaný rozsah ± práh |
Chyba pozice Porucha 1/2 |
Alarm / Vypnutí |
Rozdíl mezi poptávkou a zpětnou vazbou překračuje práh doby zpoždění |
Porucha buzení |
Poplach |
Budicí napětí není v rozmezí ±0,2 Vrms od nakonfigurované hodnoty |
Chyba komunikace DeviceNet |
Alarm / Stav |
Žádný master, pomalá data, konflikt MAC ID, problém se sběrnicí CAN, nečinný master |
Vstup externího vypnutí |
Vypnutí (opraveno) |
Vypínací vstupní kontakty otevřené |
Vnitřní chyba |
Vypnutí (opraveno) |
Test paměti, napájecí napětí, A/D reference, monitor napájení CPU, watchdog |
Všechny alarmy a vypnutí lze nakonfigurovat jako s přídržnou nebo bez přídržné funkce a lze je resetovat pomocí resetovacího vstupu nebo servisního nástroje.
Shoda a certifikace
Osvědčení |
Standardní / Tělo |
Použitelná oblast / stav |
CE (EMC) |
89/336/EHS |
Elektromagnetická kompatibilita |
CE (ATEX) |
94/9/EHS |
Zařízení pro prostředí s nebezpečím výbuchu (zóna 2, skupina IIC) |
CSA (Severní Amerika) |
Třída I, divize 2, skupiny A, B, C, D, T4 při 70 °C |
Nebezpečná místa v Kanadě a USA (certifikace součástí) |
Námořní |
ABS, DNV, LR (ENV1, ENV2, ENV3) |
Lodě, vysokorychlostní plavidla a mobilní jednotky na moři (pouze modely 8200-225 a 8200-226) |
Křížová reference náhrady DRFD na SPC
SPC 8200-226 může nahradit mnoho starších modelů DRFD (Digital Remote Final Driver). Níže je uveden příklad křížového odkazu (úplný seznam naleznete v příloze A manuálu):
Starý model DRFD |
Kanály |
Moc |
Západka |
Rozsahy ovladačů (mA) |
Poznámky k výměně SPC |
0051 |
Redundantní |
AC |
Západka |
±20,40,125,250 |
Žádná přímá náhrada; SPC potřebuje externí redundanci napájení; žádný rozsah 125 mA |
0062 |
Redundantní |
AC |
Západka |
±20,40,125,250 |
Vyžaduje dva SPC pro redundanci |
0072 |
Singl |
DC |
Západka |
±10,20,100,250 |
Dva SPC mohou vyžadovat přeladění |
0081 |
Singl |
DC |
Západka |
±10,20,100,250 |
Jedno SPC funguje; může vyžadovat přeladění |
0302 |
Redundantní |
DC |
Západka |
±10,20,100,250 |
Dva SPC + redundance externího napájení |
0412 |
Singl |
AC |
Západka |
±20,40,125,250 (PI) |
dva souhrny údajů o přípravku; žádný rozsah 125 mA |
0632 |
Singl |
DC |
Západka |
±10,20,100,250 (EHPC) |
Externí napájení potřebné pro převodník EHPC; může vyžadovat přeladění |
Důležité rozdíly mezi DRFD a SPC :
Kryt SPC nemá hodnocení NEMA 4.
Vstupní napájení SPC je 18-32 Vdc (DRFD používá 120 Vdc/Vac).
Stavové kontakty SPC jsou normálně sepnuté (NC) a jsou dimenzovány pouze na 18-32 Vdc.
Maximální výstupní proud SPC je 250 mA.
Servis a technická podpora
Woodward nabízí několik možností služeb pro maximalizaci doby provozuschopnosti zařízení:
Výměna/výměna (24hodinový servis) : Poskytuje rychlou výměnu jednotky jako nové (obvykle do 24 hodin). Paušální sazba plus základní poplatek; základní návratový kredit do 60 dnů.
Oprava za paušální cenu : Oprava s fixními náklady pro většinu standardních produktů; zahrnuje záruku na vyměněné díly a práci.
Paušální renovace (pouze mechanické produkty): Jednotka vrácena do stavu jako nová s plnou zárukou na produkt.
