De Woodward 8200-226 Servo Position Controller (SPC) is een krachtig elektronisch regelapparaat dat is ontworpen voor nauwkeurige positionering van hydraulische of pneumatische actuatoren. Het is het laatst uitgebrachte model in de SPC-serie en vervangt rechtstreeks de vorige 8200-224- en 8200-225-modellen. Deze controller wordt veel gebruikt in gasturbines, stoomturbines, verbrandingsmotoren en andere industriële aandrijfsystemen om actuatoren met één spoel aan te drijven, ter ondersteuning van enkele of dubbele redundante positiefeedback-apparaten.
De 8200-226 biedt uitzonderlijke flexibiliteit en betrouwbaarheid, accepteert positievraagsignalen via DeviceNet of 4-20 mA analoge ingangen en stuurt de actuator aan via een intern PID-regelalgoritme om zeer nauwkeurige positieregeling met gesloten lus te bereiken. Gebruikers kunnen de controller eenvoudig configureren, kalibreren, debuggen en problemen oplossen met behulp van de pc-gebaseerde SPC Service Tool-software.
Het product is gecertificeerd voor CE, ATEX, CSA en grote maritieme classificatiebureaus (ABS, DNV, LR), waardoor het geschikt is voor gevaarlijke locaties van Klasse I, Divisie 2 en Zone 2, evenals voor maritieme toepassingen. Dankzij het brede bereik van de bedrijfstemperatuur (-40°C tot +70°C) is hij bestand tegen zware industriële omgevingen.
Belangrijkste kenmerken en voordelen
Meerdere besturingsmodi : ondersteunt proportionele, P, PI, PI met Lag en PI met Lead-Lag besturingsstructuren, geschikt voor zowel proportionele als integrerende actuatoren.
Redundante vraag en feedback : Kan worden geconfigureerd met DeviceNet en 4-20 mA als primaire/back-up vraagbron; ondersteunt enkele of dubbele LVDT/RVDT/DC-positiesensoren voor feedbackredundantie.
Hoge nauwkeurigheid en stabiliteit : systeemnauwkeurigheid tot 0,25% van de volledige schaal, met configureerbaar foutalarm en uitschakeldrempels, plus dodeband- en integrator-opwindbeveiliging.
Uitgebreide zelfdiagnose : inclusief detectie van open/kortsluiting in de driver, detectie van driverstroomfouten, feedback-open-draaddetectie, bewaking van de bekrachtigingsspanning, bewaking van de voeding, watchdog-timer en meer.
Flexibele communicatie-interfaces : Standaard DeviceNet (ODVA-conform), RS-232-servicepoort voor pc-aansluiting, 4-20 mA vraagingang en 4-20 mA positiemonitoruitgang.
Kalibratie op afstand en handmatige bediening : Ondersteunt kalibratie op afstand via DeviceNet, evenals begeleide lokale kalibratie via de servicetool; handmatige slagmodus voor inbedrijfstelling.
Veiligheid en naleving : Voldoet aan de vereisten voor gevaarlijke locaties in Noord-Amerika, klasse I Divisie 2 en Europese Zone 2; voldoet aan de maritieme regels van ABS, DNV en LR; beschikt over onafhankelijke externe uitschakelingang en alarm-/uitschakelrelaisuitgangen.
Controllertypen en toepasselijke actuatoren
Controllertype |
Type aandrijving |
Beschrijving |
Evenredig |
Proportioneel (huidige → positie) |
Gebruikt command trim integrator om steady-state fouten te elimineren; kan feedback voor open-loop-werking uitschakelen |
P-regelaar |
Integreren (stroom → snelheid) |
De eenvoudigste, zeer robuuste, maar stabiele fout treedt op als de nulstroom niet correct is ingesteld |
PI-controller |
Integreren (stroom → snelheid) |
Gebruikt in >90% van de toepassingen; dwingt feedback om aan de vraag te voldoen in stabiele toestand |
PI met vertraging |
Integreren (stroom → snelheid) |
Voegt op verzoek een lagfilter toe om overschrijding te verminderen; gebruiken voor kritische processen |
PI met lead-lag |
Integreren (stroom → snelheid) |
Past de schijnbare bandbreedte van de actuator aan; kan de respons verhogen of verlagen |
Hoogtepunten van installatie en bedrading
Kracht en aarding
De voedingslijn moet worden beveiligd met een zekering van 5 A.
Het SPC-chassis moet worden aangesloten op beschermende aarde (PE) met behulp van de aardingsaansluiting; gebruik dezelfde draaddikte als het ingangsvermogen.
Voor de beste ruisimmuniteit dient u de voedingskabels afzonderlijk van I/O-kabels op laag niveau te leiden.
Schilden en aarding
Gebruik afgeschermde twisted-pair-bedrading voor alle signalen.
Sluit de afscherming alleen af aan het SPC-uiteinde (eenpuntsaarding) om aardlussen te voorkomen.
Aanbevolen striplengte: 8 mm (0,3 inch). Vertin (soldeer) niet – veerklemmen zijn afhankelijk van blanke draad. de draaduiteinden
Vereisten voor gevaarlijke locaties (Zone 2 / Klasse I Div 2)
Moet worden gemonteerd in een behuizing met IP54 of hogere beschermingsgraad.
Verwijder geen afdekkingen en sluit geen connectoren aan/los terwijl de stroom is ingeschakeld, tenzij bekend is dat het gebied ongevaarlijk is.
Vervanging van componenten kan de geschiktheid voor gevaarlijke locaties negatief beïnvloeden.
Externe uitschakeling en reset
Uitschakelingang : Normaal gesloten (contacten gesloten) voor normale werking; het openen van de contacten schakelt de uitgang van de actuatordriver uit.
Ingang resetten : normaal open; tijdelijke sluiting reset vergrendelde alarmen/uitschakelingen.
Status relais driveruitgangsbedrading
Alarm- en uitschakeluitgangen zijn spanningsloos (droge contacten). Er moet een externe voeding (max 32 Vdc / 500 mA) in serie worden aangesloten met de uitgang en belasting.
De relaisdriver is bekrachtigd tijdens normaal bedrijf en gedeactiveerd tijdens een alarm-/uitschakelconditie.
Configuratie & Kalibratie
De SPC wordt geconfigureerd en gekalibreerd met behulp van de SPC Service Tool -software, die op een Windows-pc draait en communiceert via de RS-232 seriële poort. Voor moderne computers zonder seriële poort biedt Woodward een USB-naar-serieel adapterkit (P/N 8928-463).
Configuratiestappen
Maak een nieuwe configuratie of open een bestaande (.cfg-bestand).
Selecteer de juiste service-interfaceversie (match met het onderdeelnummer van de SPC-software).
Configureer de volgende tabbladen in de Configuratie-editor:
Servocontroller : controllertype, versterkingen, nulstroom, stroomlimieten, opwinddrempels.
Positievraag : Bron (alleen DeviceNet/primair, alleen analoog/primair), schaling, foutreactie.
Feedback : Type feedbackapparaat (4-20 mA, LVDT/RVDT, DC-spanning), bekrachtiging, bereikdrempels.
Positiefout : Twee onafhankelijke foutdrempels/vertragingen, vergrendelingsgedrag.
Driver : stroombereik, dither, foutvertraging, foutreactie.
DeviceNet : Baudrate, MAC ID, kalibratie op afstand inschakelen.
Sla het configuratiebestand op.
Laad de configuratie naar de SPC (door het laden wordt de SPC afgesloten).
Voer de kalibratie-assistent uit:
Stap 1: Introductie
Stap 2: Minimale positie instellen (0%)
Stap 3: Maximale positie instellen (100%)
Stap 4: Kalibratie verifiëren (stapresponstest)
Stap 5: Sla de kalibratie-instellingen op
Schakel SPC naar Run- modus.
Kalibratiemethoden
Kalibratie van servicetool : begeleide wizard waarbij de gebruiker de actuator handmatig naar eindpunten beweegt en feedbacksignalen registreert.
DeviceNet kalibratie op afstand : uitgevoerd door een hostbesturingssysteem via DeviceNet (vereist het aanvinken van 'Kalibratie wordt uitgevoerd via DeviceNet' in de servicetool).
Diagnostische en beveiligingsfuncties
De SPC biedt uitgebreide diagnostische en beveiligingsfuncties. De belangrijkste fouten worden hieronder samengevat:
Foutnaam |
Type (configureerbaar) |
Beschrijving |
Huidige fout stuurprogramma |
Alarm / Uitschakeling |
De werkelijke stroom komt niet overeen met de gevraagde stroom binnen ±20% van de volledige schaal |
Overstroomfout stuurprogramma |
Uitschakeling (vast) |
De gemeten stroom overschrijdt de vereiste hoeveelheid met >25% van de volledige schaal |
Fout bij open stuurprogramma |
Alarm / Uitschakeling |
Open actuatorspoel gedetecteerd (drempel ≈ 13 / max. vereiste stroom) |
Kortsluiting bestuurder |
Alarm / Uitschakeling |
Kortgesloten actuatorspoel gedetecteerd (drempel ≈ 1 / volledige schaalstroom) |
Feedback 1/2 Open fout |
Alarm |
Open draad in feedback-transducercircuit (alleen voor geïsoleerde uitgangen) |
Feedback 1/2 bereikfout |
Alarm |
De feedbackspanning overschrijdt het gekalibreerde bereik ± drempelwaarde |
Positiefout Fout 1/2 |
Alarm / Uitschakeling |
Het verschil tussen vraag en feedback overschrijdt de drempel voor vertragingstijd |
Excitatiefout |
Alarm |
Excitatiespanning niet binnen ±0,2 Vrms van de geconfigureerde waarde |
DeviceNet-communicatiefout |
Alarm / Status |
Geen master, trage data, MAC ID-conflict, CAN-busprobleem, master inactief |
Externe uitschakelingang |
Uitschakeling (vast) |
Uitschakelingangscontacten geopend |
Interne fout |
Uitschakeling (vast) |
Geheugentest, voedingsspanning, A/D-referentie, CPU-vermogensmonitor, watchdog |
Alle alarmen en uitschakelingen kunnen worden geconfigureerd als vergrendelend of niet-vergrendelend , en kunnen worden gereset via de reset-ingang of de Service Tool.
Naleving en certificeringen
Certificering |
Standaard / carrosserie |
Toepasselijke regio/conditie |
CE (EMC) |
89/336/EEG |
Elektromagnetische compatibiliteit |
CE (ATEX) |
94/9/EEG |
Apparatuur voor potentieel explosieve atmosferen (Zone 2, Groep IIC) |
CSA (Noord-Amerika) |
Klasse I, Divisie 2, Groepen A, B, C, D, T4 @ 70°C |
Gevaarlijke locaties in Canada en de VS (componentcertificering) |
Marien |
ABS, DNV, LR (ENV1, ENV2, ENV3) |
Schepen, hogesnelheidsvaartuigen en mobiele offshore-eenheden (alleen modellen 8200-225 en 8200-226) |
DRFD naar SPC-vervangingskruisverwijzing
De SPC 8200-226 kan veel oudere DRFD-modellen (Digital Remote Final Driver) vervangen. Hieronder vindt u een voorbeeld van een kruisverwijzing (zie handleiding Bijlage A voor de volledige lijst):
Oud DRFD-model |
Kanalen |
Stroom |
Vergrendeling |
Driverbereiken (mA) |
Opmerkingen over vervanging van de SPC |
0051 |
Overbodig |
AC |
Vergrendeling |
±20.40.125.250 |
Geen directe vervanging; SPC heeft externe stroomredundantie nodig; geen 125mA bereik |
0062 |
Overbodig |
AC |
Vergrendeling |
±20.40.125.250 |
Vereist twee SPC's voor redundantie |
0072 |
Enkel |
gelijkstroom |
Vergrendeling |
±10.20.100.250 |
Mogelijk moeten twee SPC's opnieuw worden afgestemd |
0081 |
Enkel |
gelijkstroom |
Vergrendeling |
±10.20.100.250 |
Eén SPC werkt; moet mogelijk opnieuw worden afgestemd |
0302 |
Overbodig |
gelijkstroom |
Vergrendeling |
±10.20.100.250 |
Twee SPC's + externe voedingsredundantie |
0412 |
Enkel |
AC |
Vergrendeling |
±20.40.125.250 (PI) |
Twee SPC's; geen 125mA bereik |
0632 |
Enkel |
gelijkstroom |
Vergrendeling |
±10,20,100,250 (EHPC) |
Externe voeding nodig voor EHPC-transducer; moet mogelijk opnieuw worden afgestemd |
Belangrijke verschillen tussen DRFD en SPC :
De SPC-behuizing heeft geen NEMA 4-classificatie.
Het SPC-ingangsvermogen is 18-32 Vdc (DRFD gebruikt 120 Vdc/Vac).
SPC-statuscontacten zijn normaal gesloten (NC) en hebben alleen een nominaal vermogen van 18-32 Vdc.
De maximale uitgangsstroom van de SPC is 250 mA.
Service en technische ondersteuning
Woodward biedt verschillende serviceopties om de uptime van apparatuur te maximaliseren:
Vervanging/ruil (24-uurs service) : Biedt snel een vervangende eenheid die zo goed als nieuw is (meestal binnen 24 uur). Vast tarief plus kerntarief; core retourkrediet binnen 60 dagen.
Reparatie met vast tarief : reparatie tegen vaste kosten voor de meeste standaardproducten; omvat garantie op vervangen onderdelen en arbeid.
Flat Rate Remanufacture (alleen mechanische producten): Het apparaat keert terug naar een zo goed als nieuwe staat met volledige productgarantie.
