Sterownik położenia serwo Woodward 8200-226 (SPC) to wysokowydajne elektroniczne urządzenie sterujące przeznaczone do precyzyjnego pozycjonowania siłowników hydraulicznych lub pneumatycznych. Jest to najnowszy model z serii SPC, bezpośrednio zastępujący poprzednie modele 8200-224 i 8200-225. Sterownik ten jest szeroko stosowany w turbinach gazowych, turbinach parowych, silnikach spalinowych i innych przemysłowych układach napędowych do napędzania siłowników z pojedynczą cewką, obsługując pojedyncze lub podwójne nadmiarowe urządzenia ze sprzężeniem zwrotnym położenia.
Przetwornik 8200-226 oferuje wyjątkową elastyczność i niezawodność, akceptując sygnały żądania położenia poprzez DeviceNet lub wejścia analogowe 4-20 mA i sterując siłownikiem poprzez wewnętrzny algorytm sterowania PID, aby uzyskać wysoce precyzyjną kontrolę położenia w pętli zamkniętej. Użytkownicy mogą łatwo konfigurować, kalibrować, debugować i rozwiązywać problemy ze sterownikiem za pomocą oprogramowania SPC Service Tool na komputer PC.
Produkt posiada certyfikaty CE, ATEX, CSA i głównych morskich towarzystw klasyfikacyjnych (ABS, DNV, LR), dzięki czemu nadaje się do stosowania w lokalizacjach niebezpiecznych klasy I, dywizji 2 i strefie 2, a także do zastosowań morskich. Szeroki zakres temperatur pracy (od -40°C do +70°C) pozwala mu wytrzymać trudne warunki przemysłowe.
Kluczowe funkcje i zalety
Wiele trybów sterowania : obsługuje struktury sterowania proporcjonalne, P, PI, PI z opóźnieniem i PI z opóźnieniem Lead-Lag, odpowiednie zarówno dla siłowników proporcjonalnych, jak i całkujących.
Redundantne zapotrzebowanie i sprzężenie zwrotne : Można skonfigurować z DeviceNet i 4-20 mA jako podstawowe/zapasowe źródła zapotrzebowania; obsługuje pojedyncze lub podwójne czujniki położenia LVDT/RVDT/DC w celu zapewnienia redundancji sprzężenia zwrotnego.
Wysoka dokładność i stabilność : Dokładność systemu do 0,25% pełnej skali, z konfigurowalnymi progami alarmu błędu i wyłączenia, a także strefą nieczułości i zabezpieczeniem przed zwinięciem integratora.
Kompleksowa autodiagnostyka : obejmuje wykrywanie przerwy/zwarcia sterownika, wykrywanie błędów prądu sterownika, wykrywanie przerwy w przewodzie zwrotnym, monitorowanie napięcia wzbudzenia, monitorowanie zasilania, zegar watchdog i wiele innych.
Elastyczne interfejsy komunikacyjne : standardowa sieć DeviceNet (zgodna z ODVA), port serwisowy RS-232 do połączenia z komputerem, wejście zapotrzebowania 4–20 mA i wyjście monitora położenia 4–20 mA.
Zdalna kalibracja i sterowanie ręczne : Obsługuje zdalną kalibrację za pośrednictwem DeviceNet, a także lokalną kalibrację z przewodnikiem za pomocą narzędzia serwisowego; ręczny tryb głaskania do uruchomienia.
Bezpieczeństwo i zgodność : Spełnia wymagania dotyczące lokalizacji niebezpiecznych w Ameryce Północnej, klasa I, dział 2 i europejska strefa 2; zgodny z przepisami morskimi ABS, DNV, LR; posiada niezależne zewnętrzne wejście wyłączające i wyjścia przekaźnikowe alarmu/wyłączania.
Typy sterowników i odpowiednie siłowniki
Typ kontrolera |
Typ siłownika |
Opis |
Proporcjonalny |
Proporcjonalne (prąd → pozycja) |
Wykorzystuje integrator przycinania poleceń, aby wyeliminować błąd stanu ustalonego; może wyłączyć sprzężenie zwrotne dla pracy w pętli otwartej |
Kontroler P |
Całkowanie (prąd → prędkość) |
Najprostszy, bardzo solidny, ale błąd stanu ustalonego występuje, jeśli prąd zerowy nie jest poprawnie ustawiony |
Kontroler PI |
Całkowanie (prąd → prędkość) |
Stosowany w >90% zastosowań; wymusza sprzężenie zwrotne w celu dopasowania popytu w stanie ustalonym |
PI z opóźnieniem |
Całkowanie (prąd → prędkość) |
Dodaje filtr opóźnienia na żądanie, aby zmniejszyć przeregulowanie; używać do procesów krytycznych |
PI z Lead-Lagiem |
Całkowanie (prąd → prędkość) |
Reguluje pozorną szerokość pasma siłownika; może zwiększyć lub zmniejszyć reakcję |
Najważniejsze informacje dotyczące instalacji i okablowania
Zasilanie i uziemienie
Linię zasilającą należy zabezpieczyć bezpiecznikiem 5 A.
Obudowa SPC musi być podłączona do uziemienia ochronnego (PE) za pomocą oczka uziemiającego; użyj tej samej średnicy drutu co moc wejściowa.
Aby uzyskać najlepszą odporność na zakłócenia, kable zasilające należy poprowadzić oddzielnie od kabli wejścia/wyjścia niskiego poziomu.
Osłony i uziemienie
Do wszystkich sygnałów należy używać ekranowanej skrętki dwużyłowej.
Zakończ ekran tylko na końcu SPC (uziemienie jednopunktowe), aby uniknąć pętli uziemienia.
Zalecana długość paska: 8 mm (0,3 cala). Nie cynuj (lutuj) końcówek przewodów – zaciski sprężynowe opierają się na gołym przewodzie skręconym.
Wymagania dotyczące lokalizacji niebezpiecznych (strefa 2 / klasa I, dział 2)
Należy zamontować w obudowie o stopniu ochrony IP54 lub wyższym.
Nie zdejmować osłon ani nie podłączać/odłączać złączy, gdy zasilanie jest włączone, chyba że obszar nie jest niebezpieczny.
Zastąpienie komponentów może pogorszyć ich przydatność w niebezpiecznych lokalizacjach.
Zewnętrzne wyłączanie i resetowanie
Wejście wyłączające : Normalnie zamknięte (styki zamknięte) dla normalnej pracy; rozwarcie styków wyłącza wyjście sterownika siłownika.
Wejście resetowania : normalnie otwarte; chwilowe zamknięcie resetuje zablokowane alarmy/wyłączenia.
Okablowanie wyjściowe sterownika przekaźnika stanu
Wyjścia alarmowe i wyłączające nie są zasilane (styki bezpotencjałowe). Zewnętrzne źródło zasilania (maks. 32 Vdc / 500 mA) należy podłączyć szeregowo z wyjściem i obciążeniem.
Sterownik przekaźnika jest zasilany podczas normalnej pracy i odłączany od zasilania w stanie alarmu/wyłączenia.
Konfiguracja i kalibracja
SPC jest konfigurowany i kalibrowany przy użyciu oprogramowania SPC Service Tool , które działa na komputerze PC z systemem Windows i komunikuje się poprzez port szeregowy RS-232. Do nowoczesnych komputerów bez portu szeregowego firma Woodward oferuje zestaw adaptera USB na port szeregowy (P/N 8928-463).
Kroki konfiguracji
Utwórz nową konfigurację lub otwórz istniejącą (plik .cfg).
Wybierz poprawną wersję interfejsu serwisowego (dopasuj numer części oprogramowania SPC).
Skonfiguruj następujące karty w Edytorze konfiguracji:
Sterownik serwo : typ sterownika, wzmocnienia, prąd zerowy, ograniczenia prądu, progi nawrotu.
Zapotrzebowanie na pozycję : Źródło (tylko DeviceNet/główne, tylko analogowe/główne), skalowanie, reakcja na błąd.
Sprzężenie zwrotne : Typ urządzenia sprzężenia zwrotnego (4-20 mA, LVDT/RVDT, napięcie DC), wzbudzenie, progi zakresu.
Błąd pozycji : Dwa niezależne progi/opóźnienia błędu, zachowanie zatrzaskowe.
Sterownik : Zakres prądu, drgania, opóźnienie błędu, reakcja na błąd.
DeviceNet : Szybkość transmisji, MAC ID, możliwość zdalnej kalibracji.
Zapisz plik konfiguracyjny.
Załaduj konfigurację do SPC (ładowanie powoduje zamknięcie SPC).
Uruchom Asystenta kalibracji:
Krok 1: Wprowadzenie
Krok 2: Ustaw minimalną pozycję (0%)
Krok 3: Ustaw maksymalną pozycję (100%)
Krok 4: Weryfikacja kalibracji (test odpowiedzi skokowej)
Krok 5: Zapisz ustawienia kalibracji
Przełącz SPC w tryb pracy .
Metody kalibracji
Kalibracja narzędzia serwisowego : Kreator z przewodnikiem, w którym użytkownik ręcznie przesuwa siłownik do punktów końcowych i rejestruje sygnały zwrotne.
Zdalna kalibracja DeviceNet : Wykonywana przez system sterowania hostem poprzez DeviceNet (wymaga zaznaczenia opcji „Kalibracja zostanie przeprowadzona poprzez DeviceNet” w narzędziu serwisowym).
Funkcje diagnostyczne i zabezpieczające
SPC zapewnia rozbudowane funkcje diagnostyczne i zabezpieczające. Poniżej podsumowano najważniejsze usterki:
Nazwa błędu |
Typ (konfigurowalny) |
Opis |
Bieżący błąd sterownika |
Alarm/wyłączenie |
Rzeczywisty prąd nie odpowiada żądanemu prądowi w zakresie ±20% pełnej skali |
Błąd przetężenia sterownika |
Wyłączenie (naprawiono) |
Zmierzony prąd przekracza wymagany o >25% pełnej skali |
Błąd otwarcia sterownika |
Alarm/wyłączenie |
Wykryto przerwę w cewce siłownika (próg ≈ 13 / maks. wymagany prąd) |
Krótki błąd sterownika |
Alarm/wyłączenie |
Wykryto zwarcie cewki siłownika (próg ≈ 1 / prąd pełnej skali) |
Sprzężenie zwrotne 1/2 Otwarty błąd |
Alarm |
Przerwa w obwodzie przetwornika sprzężenia zwrotnego (tylko dla wyjść izolowanych) |
Błąd sprzężenia zwrotnego 1/2 zakresu |
Alarm |
Napięcie sprzężenia zwrotnego przekracza skalibrowany zakres ± próg |
Błąd pozycji Błąd 1/2 |
Alarm/wyłączenie |
Różnica między żądaniem a sprzężeniem zwrotnym przekracza próg czasu opóźnienia |
Błąd wzbudzenia |
Alarm |
Napięcie wzbudzenia nie mieści się w zakresie ±0,2 Vrms skonfigurowanej wartości |
Błąd komunikacji DeviceNet |
Alarm / Stan |
Brak mastera, wolne dane, konflikt MAC ID, problem z magistralą CAN, master bezczynny |
Zewnętrzne wejście wyłączające |
Wyłączenie (naprawiono) |
Styki wejściowe wyłączenia są otwarte |
Błąd wewnętrzny |
Wyłączenie (naprawiono) |
Test pamięci, napięcie zasilania, odniesienie A/D, monitor mocy procesora, watchdog |
Wszystkie alarmy i wyłączenia można skonfigurować jako zatrzaskujące lub niepodtrzymujące i można je zresetować za pomocą wejścia resetującego lub narzędzia serwisowego.
Zgodność i certyfikaty
Orzecznictwo |
Standardowy / Nadwozie |
Obowiązujący region/stan |
CE (EMC) |
89/336/EWG |
Kompatybilność elektromagnetyczna |
CE (ATEX) |
94/9/EWG |
Urządzenia do stosowania w atmosferach potencjalnie wybuchowych (strefa 2, grupa IIC) |
CSA (Ameryka Północna) |
Klasa I, Dział 2, Grupy A, B, C, D, T4 @ 70°C |
Niebezpieczne lokalizacje w Kanadzie i USA (certyfikacja komponentów) |
Morski |
ABS, DNV, LR (ENV1, ENV2, ENV3) |
Statki, jednostki szybkie i mobilne jednostki przybrzeżne (tylko modele 8200-225 i 8200-226) |
Odsyłacz zastępujący DRFD do SPC
SPC 8200-226 może zastąpić wiele starszych modeli DRFD (Digital Remote Final Driver). Przykładowe powiązania przedstawiono poniżej (pełna lista znajduje się w dodatku A do podręcznika):
Stary model DRFD |
Kanały |
Moc |
Zatrzask |
Zakresy sterowników (mA) |
Uwagi dotyczące wymiany SPC |
0051 |
Zbędny |
AC |
Zatrzask |
±20,40,125,250 |
Brak bezpośredniego zamiennika; SPC potrzebuje zewnętrznej redundancji zasilania; brak zakresu 125mA |
0062 |
Zbędny |
AC |
Zatrzask |
±20,40,125,250 |
Wymaga dwóch SPC dla zapewnienia redundancji |
0072 |
Pojedynczy |
DC |
Zatrzask |
±10,20,100,250 |
Dwa SPC mogą wymagać ponownego dostrojenia |
0081 |
Pojedynczy |
DC |
Zatrzask |
±10,20,100,250 |
Jedno SPC działa; może wymagać ponownego dostrojenia |
0302 |
Zbędny |
DC |
Zatrzask |
±10,20,100,250 |
Dwa SPC + zewnętrzna redundancja zasilania |
0412 |
Pojedynczy |
AC |
Zatrzask |
±20,40,125,250 (PI) |
Dwa SPC; brak zakresu 125mA |
0632 |
Pojedynczy |
DC |
Zatrzask |
±10,20,100,250 (EHPC) |
Zasilanie zewnętrzne potrzebne dla przetwornika EHPC; może wymagać ponownego dostrojenia |
Ważne różnice między DRFD i SPC :
Obudowa SPC nie ma oceny NEMA 4.
Zasilanie wejściowe SPC wynosi 18-32 Vdc (DRFD wykorzystuje 120 Vdc/Vac).
Styki stanu SPC są normalnie zamknięte (NC) i mają wyłącznie napięcie znamionowe 18–32 Vdc.
Maksymalny prąd wyjściowy SPC wynosi 250 mA.
Serwis i wsparcie techniczne
Woodward oferuje kilka opcji usług, aby zmaksymalizować czas sprawności sprzętu:
Wymiana/wymiana (serwis 24-godzinny) : Zapewnia szybką wymianę urządzenia na nowy (zwykle w ciągu 24 godzin). Stawka ryczałtowa plus opłata podstawowa; Podstawowy kredyt zwrotny w ciągu 60 dni.
Naprawa ryczałtowa : Naprawa o stałym koszcie dla większości standardowych produktów; obejmuje gwarancję na wymienione części i robociznę.
Regeneracja według ryczałtowej stawki (tylko produkty mechaniczne): Urządzenie przywrócone do stanu jak nowego z pełną gwarancją na produkt.
