Сервоконтроллер положения Woodward 8200-226 (SPC) — это высокопроизводительное электронное устройство управления, предназначенное для точного позиционирования гидравлических или пневматических приводов. Это последняя выпущенная модель серии SPC, заменившая предыдущие модели 8200-224 и 8200-225. Этот контроллер широко используется в газовых турбинах, паровых турбинах, двигателях внутреннего сгорания и других промышленных приводных системах для управления приводами с одной катушкой, поддерживая одиночные или двойные резервные устройства обратной связи по положению.
Модель 8200-226 обеспечивает исключительную гибкость и надежность, принимая сигналы задания положения через DeviceNet или аналоговые входы 4–20 мА и управляя приводом посредством внутреннего алгоритма ПИД-управления для достижения высокоточного управления положением с обратной связью. Пользователи могут легко настраивать, калибровать, отлаживать и устранять неполадки контроллера с помощью программного обеспечения SPC Service Tool на базе ПК.
Изделие сертифицировано CE, ATEX, CSA и основными морскими классификационными обществами (ABS, DNV, LR), что делает его пригодным для использования в опасных зонах класса I, раздела 2 и зоны 2, а также для морского применения. Широкий диапазон рабочих температур (от -40°C до +70°C) позволяет ему выдерживать суровые промышленные условия.
Ключевые особенности и преимущества
Несколько режимов управления : поддерживает структуры пропорционального, P-, PI-, PI-управления с запаздыванием и PI-управления с опережением-запаздыванием, подходящие как для пропорциональных, так и для интегрирующих приводов.
Резервная потребность и обратная связь : может быть настроена с помощью DeviceNet и 4–20 мА в качестве основного/резервного источника нагрузки; поддерживает одиночные или двойные датчики положения LVDT/RVDT/DC для резервирования обратной связи.
Высокая точность и стабильность : точность системы до 0,25% от полной шкалы, с настраиваемыми порогами сигнализации ошибок и отключения, а также зоной нечувствительности и защитой от сбоя интегратора.
Комплексная самодиагностика : включает обнаружение обрыва/короткого замыкания драйвера, обнаружение ошибок тока драйвера, обнаружение обрыва провода обратной связи, мониторинг напряжения возбуждения, мониторинг источника питания, сторожевой таймер и многое другое.
Гибкие коммуникационные интерфейсы : стандартный DeviceNet (соответствует ODVA), сервисный порт RS-232 для подключения к ПК, вход запроса 4–20 мА и выход монитора положения 4–20 мА.
Удаленная калибровка и ручное управление : поддерживает удаленную калибровку через DeviceNet, а также управляемую локальную калибровку с помощью сервисного инструмента; режим ручного хода для ввода в эксплуатацию.
Безопасность и соответствие требованиям : Соответствует требованиям Североамериканского класса I, раздел 2 и европейской зоны 2 для опасных зон; соответствует морским правилам ABS, DNV, LR; имеет независимый внешний вход отключения и релейные выходы сигнализации/отключения.
Типы контроллеров и применимые приводы
Тип контроллера |
Тип привода |
Описание |
Пропорциональный |
Пропорционально (текущее → положение) |
Использует интегратор настройки команд для устранения установившейся ошибки; можно отключить обратную связь для работы с разомкнутым контуром |
П-контроллер |
Интегрирование (ток → скорость) |
Простейшая, очень надежная, но устойчивая ошибка возникает, если нулевой ток установлен неправильно. |
ПИ-контроллер |
Интегрирование (ток → скорость) |
Используется в >90% приложений; заставляет обратную связь соответствовать спросу в устойчивом состоянии |
ПИ с задержкой |
Интегрирование (ток → скорость) |
Добавляет фильтр задержки по требованию для уменьшения перерегулирования; использование для критических процессов |
PI с опережением-запаздыванием |
Интегрирование (ток → скорость) |
Регулирует видимую полосу пропускания привода; может увеличить или уменьшить реакцию |
Основные моменты установки и подключения
Питание и заземление
Линия электропитания должна быть защищена предохранителем на 5 А.
Шасси SPC должно быть подключено к защитному заземлению (PE) с помощью клеммы заземления; используйте тот же калибр проводов, что и для входной мощности.
Для обеспечения лучшей помехоустойчивости прокладывайте силовые кабели отдельно от кабелей ввода-вывода низкого уровня.
Экраны и заземление
Для всех сигналов используйте экранированную витую пару.
Подключайте экран только на конце SPC (одноточечное заземление), чтобы избежать контуров заземления.
Рекомендуемая длина полоски: 8 мм (0,3 дюйма). Не лужите (припаивайте) концы проводов – в пружинных клеммах используется оголенный многожильный провод.
Требования к опасным местам (зона 2 / класс I, раздел 2)
Должен быть установлен в корпусе со степенью защиты IP54 или выше.
Не снимайте крышки и не подключайте/отсоединяйте разъемы при включенном питании, за исключением случаев, когда известно, что зона безопасна.
Замена компонентов может ухудшить пригодность изделия для использования в опасных зонах.
Внешнее выключение и сброс
Вход отключения : Нормально закрытый (контакты закрыты) для нормальной работы; размыкание контактов отключает выход драйвера привода.
Вход сброса : Нормально открытый; мгновенное закрытие сбрасывает зафиксированные сигналы тревоги/отключения.
Выходная проводка драйвера реле состояния
Выходы сигнализации и отключения обесточены (сухие контакты). Внешний источник питания (макс. 32 В постоянного тока / 500 мА) должен быть подключен последовательно с выходом и нагрузкой.
Драйвер реле находится под напряжением во время нормальной работы и обесточивается в состоянии тревоги/отключения.
Конфигурация и калибровка
SPC настраивается и калибруется с помощью программного обеспечения SPC Service Tool , которое работает на ПК с ОС Windows и обменивается данными через последовательный порт RS-232. Для современных компьютеров без последовательного порта компания Woodward предлагает комплект адаптера USB-последовательный порт (номер по каталогу 8928-463).
Шаги настройки
Создайте новую конфигурацию или откройте существующую (файл .cfg).
Выберите правильную версию сервисного интерфейса (соответствует номеру детали программного обеспечения SPC).
Настройте следующие вкладки в редакторе конфигурации:
Сервоконтроллер : тип контроллера, коэффициенты усиления, нулевой ток, пределы тока, пороговые значения срабатывания.
Требуемое положение : источник (только DeviceNet/первичный, только аналоговый/первичный), масштабирование, реакция на ошибку.
Обратная связь : тип устройства обратной связи (4–20 мА, LVDT/RVDT, напряжение постоянного тока), возбуждение, пороговые значения диапазона.
Ошибка положения : два независимых порога ошибки/задержки, фиксация.
Драйвер : диапазон тока, дизеринг, задержка при ошибке, реакция на ошибку.
DeviceNet : скорость передачи данных, MAC ID, возможность удаленной калибровки.
Сохраните файл конфигурации.
Загрузите конфигурацию в SPC (загрузка приводит к отключению SPC).
Запустите Помощник калибровки:
Шаг 1: Введение
Шаг 2: Установите минимальную позицию (0%)
Шаг 3: Установите максимальное положение (100%).
Шаг 4. Проверьте калибровку (тест на переходную реакцию)
Шаг 5. Сохраните настройки калибровки.
Переключите SPC в режим работы .
Методы калибровки
Калибровка сервисного инструмента : управляемый мастер, при котором пользователь вручную перемещает привод к конечным точкам и записывает сигналы обратной связи.
Удаленная калибровка DeviceNet : выполняется хост-системой управления через DeviceNet (требуется отметить флажок «Калибровка будет выполнена через DeviceNet» в Сервисном инструменте).
Функции диагностики и защиты
SPC обеспечивает обширные функции диагностики и защиты. Основные неисправности кратко изложены ниже:
Имя неисправности |
Тип (настраиваемый) |
Описание |
Текущая ошибка драйвера |
Тревога/Отключение |
Фактический ток не соответствует требуемому току в пределах ±20% от полной шкалы. |
Ошибка перегрузки драйвера по току |
Выключение (фиксированное) |
Измеренный ток превышает требуемый более чем на 25 % от полной шкалы. |
Ошибка открытия драйвера |
Тревога/Отключение |
Обнаружена открытая катушка привода (порог ≈ 13 / максимальный требуемый ток) |
Короткое замыкание драйвера |
Тревога/Отключение |
Обнаружено замыкание катушки привода (порог ≈ 1 / ток полной шкалы) |
Обратная связь 1/2 Открытие неисправности |
Тревога |
Обрыв провода в цепи датчика обратной связи (только для изолированных выходов) |
Ошибка обратной связи 1/2 диапазона |
Тревога |
Напряжение обратной связи превышает калиброванный диапазон ± порог |
Ошибка положения. Ошибка 1/2. |
Тревога/Отключение |
Разница между запросом и обратной связью превышает порог времени задержки |
Ошибка возбуждения |
Тревога |
Напряжение возбуждения не находится в пределах ±0,2 В (среднеквадратичное значение) от настроенного значения. |
Ошибка связи DeviceNet |
Тревога/статус |
Нет ведущего устройства, медленная передача данных, конфликт MAC-идентификаторов, проблема с шиной CAN, ведущее устройство простаивает |
Вход внешнего отключения |
Выключение (фиксированное) |
Входные контакты отключения разомкнуты |
Внутренняя неисправность |
Выключение (фиксированное) |
Тест памяти, напряжение питания, опорное значение аналого-цифрового преобразователя, контроль мощности процессора, сторожевой таймер |
Все аварийные сигналы и отключения можно настроить как с фиксацией , так и без фиксации , и их можно сбросить через вход сброса или сервисный инструмент.
Соответствие и сертификаты
Сертификация |
Стандарт/Корпус |
Применимый регион/состояние |
CE (ЭМС) |
89/336/ЕЕС |
Электромагнитная совместимость |
CE (АТЕХ) |
94/9/ЕЕС |
Оборудование для потенциально взрывоопасных сред (зона 2, группа IIC) |
CSA (Северная Америка) |
Класс I, Раздел 2, Группы A, B, C, D, T4 при 70°C |
Опасные зоны в Канаде и США (сертификация компонентов) |
Морской |
АБС, ДНВ, ЛР (ЭНВ1, ЭНВ2, ЭНВ3) |
Корабли, высокоскоростные суда и мобильные морские установки (только модели 8200-225 и 8200-226) |
Перекрестная ссылка на замену DRFD и SPC
SPC 8200-226 может заменить многие старые модели DRFD (Digital Remote Final Driver). Пример перекрестной ссылки показан ниже (полный список см. в Приложении А к руководству):
Старая модель DRFD |
Каналы |
Власть |
защелка |
Диапазоны драйверов (мА) |
Примечания по замене SPC |
0051 |
Избыточный |
переменного тока |
защелка |
±20,40,125,250 |
Нет прямой замены; SPC требует внешнего резервирования питания; нет диапазона 125 мА |
0062 |
Избыточный |
переменного тока |
защелка |
±20,40,125,250 |
Требуются два SPC для резервирования. |
0072 |
Одинокий |
округ Колумбия |
защелка |
±10,20,100,250 |
Два SPC могут нуждаться в перенастройке |
0081 |
Одинокий |
округ Колумбия |
защелка |
±10,20,100,250 |
Один SPC работает; возможно, потребуется перенастройка |
0302 |
Избыточный |
округ Колумбия |
защелка |
±10,20,100,250 |
Два SPC + внешнее резервирование питания |
0412 |
Одинокий |
переменного тока |
защелка |
±20,40,125,250 (ПИ) |
Два СПК; нет диапазона 125 мА |
0632 |
Одинокий |
округ Колумбия |
защелка |
±10,20,100,250 (ЭХПК) |
Для датчика EHPC требуется внешнее питание; возможно, потребуется перенастройка |
Важные различия между DRFD и SPC :
Корпус SPC не соответствует стандарту NEMA 4.
Входная мощность SPC составляет 18–32 В постоянного тока (DRFD использует 120 В постоянного/переменного тока).
Контакты состояния SPC нормально закрыты (НЗ) и рассчитаны только на 18–32 В постоянного тока.
Максимальный выходной ток SPC составляет 250 мА.
Сервис и техническая поддержка
Woodward предлагает несколько вариантов обслуживания, позволяющих максимально увеличить время безотказной работы оборудования:
Замена/обмен (24-часовое обслуживание) : обеспечивает быструю замену устройства, как нового (обычно в течение 24 часов). Фиксированная ставка плюс основной сбор; основной возвратный кредит в течение 60 дней.
Ремонт по фиксированной ставке : ремонт большинства стандартных изделий по фиксированной цене; включает гарантию на замененные детали и работу.
Восстановление по фиксированной ставке (только механические изделия): устройство возвращается в состояние, как новое, с полной гарантией на изделие.
