Bộ điều khiển vị trí servo Woodward 8200-226 (SPC) là thiết bị điều khiển điện tử hiệu suất cao được thiết kế để định vị chính xác các bộ truyền động thủy lực hoặc khí nén. Đây là model được phát hành mới nhất trong dòng SPC, thay thế trực tiếp các mẫu 8200-224 và 8200-225 trước đó. Bộ điều khiển này được sử dụng rộng rãi trong tua bin khí, tua bin hơi nước, động cơ đốt trong và các hệ thống truyền động công nghiệp khác để điều khiển bộ truyền động cuộn dây đơn, hỗ trợ các thiết bị phản hồi vị trí dự phòng đơn hoặc kép.
8200-226 mang đến sự linh hoạt và độ tin cậy đặc biệt, chấp nhận tín hiệu yêu cầu vị trí thông qua DeviceNet hoặc đầu vào tương tự 4-20 mA và điều khiển bộ truyền động thông qua thuật toán điều khiển PID bên trong để đạt được điều khiển vị trí vòng kín có độ chính xác cao. Người dùng có thể dễ dàng định cấu hình, hiệu chỉnh, gỡ lỗi và khắc phục sự cố bộ điều khiển bằng phần mềm SPC Service Tool dựa trên PC.
Sản phẩm được chứng nhận CE, ATEX, CSA và các tổ chức phân loại hàng hải lớn (ABS, DNV, LR), khiến sản phẩm phù hợp với các địa điểm nguy hiểm Loại I, Phân khu 2 và Vùng 2 cũng như các ứng dụng hàng hải. Phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng (-40°C đến +70°C) cho phép nó chịu được môi trường công nghiệp khắc nghiệt.
Các tính năng và lợi ích chính
Nhiều chế độ điều khiển : Hỗ trợ Proportional, P, PI, PI with Lag và PI với cấu trúc điều khiển Lead-Lag, phù hợp cho cả bộ truyền động tỷ lệ và tích hợp.
Nhu cầu dự phòng & Phản hồi : Có thể được cấu hình với DeviceNet và 4-20 mA làm nguồn nhu cầu chính/dự phòng; hỗ trợ các cảm biến vị trí LVDT/RVDT/DC đơn hoặc kép để dự phòng phản hồi.
Độ chính xác và ổn định cao : Độ chính xác của hệ thống lên tới 0,25% trên toàn thang đo, với ngưỡng cảnh báo lỗi và tắt máy có thể định cấu hình, cộng với dải chết và bảo vệ kết nối tích hợp.
Tự chẩn đoán toàn diện : Bao gồm phát hiện mở/ngắn mạch trình điều khiển, phát hiện lỗi dòng điện của trình điều khiển, phát hiện dây hở phản hồi, giám sát điện áp kích thích, giám sát nguồn điện, hẹn giờ theo dõi, v.v.
Giao diện truyền thông linh hoạt : DeviceNet tiêu chuẩn (tuân thủ ODVA), cổng dịch vụ RS-232 để kết nối PC, đầu vào nhu cầu 4-20 mA và đầu ra giám sát vị trí 4-20 mA.
Hiệu chỉnh từ xa & Điều khiển thủ công : Hỗ trợ hiệu chỉnh từ xa thông qua DeviceNet, cũng như hiệu chỉnh cục bộ được hướng dẫn thông qua công cụ dịch vụ; chế độ vuốt thủ công để vận hành.
An toàn & Tuân thủ : Đáp ứng các yêu cầu về vị trí nguy hiểm Loại I Phân khu 2 của Bắc Mỹ và Khu vực 2 của Châu Âu; tuân thủ các quy tắc hàng hải ABS, DNV, LR; có đầu vào tắt máy bên ngoài độc lập và đầu ra rơle báo động/tắt máy.
Các loại bộ điều khiển & Thiết bị truyền động áp dụng
Loại bộ điều khiển |
Loại thiết bị truyền động |
Sự miêu tả |
Tỷ lệ thuận |
Tỷ lệ (hiện tại→vị trí) |
Sử dụng bộ tích hợp cắt lệnh để loại bỏ lỗi trạng thái ổn định; có thể vô hiệu hóa phản hồi cho hoạt động vòng lặp mở |
Bộ điều khiển P |
Tích phân (dòng điện→vận tốc) |
Đơn giản nhất, rất mạnh mẽ, nhưng tồn tại lỗi ở trạng thái ổn định nếu dòng điện không được đặt chính xác |
Bộ điều khiển PI |
Tích phân (dòng điện→vận tốc) |
Được sử dụng trong >90% ứng dụng; buộc phản hồi để phù hợp với nhu cầu ở trạng thái ổn định |
PI có độ trễ |
Tích phân (dòng điện→vận tốc) |
Thêm bộ lọc độ trễ theo yêu cầu để giảm tình trạng vượt mức; sử dụng cho các quá trình quan trọng |
PI có độ trễ chì |
Tích phân (dòng điện→vận tốc) |
Điều chỉnh băng thông biểu kiến của bộ truyền động; có thể tăng hoặc giảm phản ứng |
Điểm nổi bật về cài đặt và nối dây
Nguồn điện & nối đất
Đường dây điện phải được bảo vệ bằng cầu chì 5 A.
Khung SPC phải được kết nối với Trái đất bảo vệ (PE) bằng vấu nối đất; sử dụng cùng một thước đo dây như nguồn điện đầu vào.
Để có khả năng chống ồn tốt nhất, hãy định tuyến cáp nguồn riêng biệt với cáp I/O mức thấp.
Khiên & Tiếp đất
Sử dụng dây xoắn đôi có vỏ bọc cho tất cả các tín hiệu.
Chỉ kết thúc tấm chắn ở đầu SPC (nối đất một điểm) để tránh vòng lặp trên mặt đất.
Chiều dài dải khuyến nghị: 8 mm (0,3 inch). Không hàn các đầu dây - các đầu nối lò xo dựa vào dây bện trần.
Yêu cầu về vị trí nguy hiểm (Vùng 2 / Loại I Phân khu 2)
Phải được gắn trong vỏ có mức bảo vệ chống xâm nhập IP54 hoặc cao hơn.
Không tháo nắp hoặc kết nối/ngắt kết nối các đầu nối trong khi bật nguồn trừ khi khu vực đó được xác định là không nguy hiểm.
Việc thay thế các bộ phận có thể làm giảm sự phù hợp ở những vị trí nguy hiểm.
Tắt và đặt lại bên ngoài
Đầu vào tắt máy : Thường đóng (tiếp điểm đóng) để hoạt động bình thường; việc mở các tiếp điểm sẽ vô hiệu hóa đầu ra của trình điều khiển bộ truyền động.
Đặt lại đầu vào : Thường mở; đóng cửa tạm thời đặt lại cảnh báo/tắt máy đã chốt.
Dây đầu ra trình điều khiển rơ-le trạng thái
Đầu ra cảnh báo và tắt máy không được cấp nguồn (tiếp điểm khô). Nguồn điện bên ngoài (tối đa 32 Vdc / 500 mA) phải được mắc nối tiếp với đầu ra và tải.
Trình điều khiển rơ-le được cấp điện trong quá trình hoạt động bình thường và ngắt điện trong điều kiện báo động/tắt.
Cấu hình & Hiệu chuẩn
SPC được cấu hình và hiệu chỉnh bằng phần mềm SPC Service Tool , chạy trên PC Windows và giao tiếp qua cổng nối tiếp RS-232. Đối với các máy tính hiện đại không có cổng nối tiếp, Woodward cung cấp bộ chuyển đổi USB sang nối tiếp (P/N 8928-463).
Các bước cấu hình
Tạo cấu hình mới hoặc mở cấu hình hiện có (tệp .cfg).
Chọn Phiên bản Giao diện Dịch vụ chính xác (khớp với số bộ phận của phần mềm SPC).
Định cấu hình các tab sau trong Trình chỉnh sửa cấu hình:
Bộ điều khiển servo : Loại bộ điều khiển, mức tăng, dòng điện không, giới hạn dòng điện, ngưỡng khởi động.
Nhu cầu vị trí : Nguồn (chỉ DeviceNet/chính, chỉ Analog/chính), chia tỷ lệ, phản hồi lỗi.
Phản hồi : Loại thiết bị phản hồi (4-20mA, LVDT/RVDT, điện áp DC), kích thích, ngưỡng phạm vi.
Lỗi vị trí : Hai ngưỡng/độ trễ lỗi độc lập, hành vi chốt.
Trình điều khiển : Phạm vi hiện tại, hòa sắc, độ trễ lỗi, phản hồi lỗi.
DeviceNet : Tốc độ truyền, ID MAC, cho phép hiệu chỉnh từ xa.
Lưu tập tin cấu hình.
Tải cấu hình vào SPC (tải khiến SPC tắt).
Chạy Trợ lý hiệu chuẩn:
Bước 1: Giới thiệu
Bước 2: Đặt vị trí tối thiểu (0%)
Bước 3: Đặt vị trí tối đa (100%)
Bước 4: Xác minh hiệu chuẩn (kiểm tra phản hồi từng bước)
Bước 5: Lưu cài đặt hiệu chuẩn
Chuyển SPC sang chế độ Run .
Phương pháp hiệu chuẩn
Hiệu chỉnh công cụ dịch vụ : Trình hướng dẫn có hướng dẫn trong đó người dùng điều khiển bộ truyền động theo cách thủ công đến các điểm cuối và ghi lại các tín hiệu phản hồi.
Hiệu chỉnh từ xa DeviceNet : Được thực hiện bởi hệ thống điều khiển máy chủ qua DeviceNet (yêu cầu kiểm tra 'Hiệu chỉnh sẽ được thực hiện thông qua DeviceNet' trong Công cụ dịch vụ).
Tính năng Chẩn đoán & Bảo vệ
SPC cung cấp các chức năng chẩn đoán và bảo vệ mở rộng. Các lỗi chính được tóm tắt dưới đây:
Tên lỗi |
Loại (Có thể định cấu hình) |
Sự miêu tả |
Lỗi hiện tại của trình điều khiển |
Báo động/Tắt máy |
Dòng điện thực tế không khớp với dòng điện yêu cầu trong phạm vi ±20% toàn thang đo |
Lỗi quá dòng của trình điều khiển |
Tắt máy (đã sửa) |
Dòng điện đo được vượt quá yêu cầu >25% toàn thang đo |
Lỗi mở trình điều khiển |
Báo động/Tắt máy |
Đã phát hiện thấy cuộn dây truyền động mở (ngưỡng ≈ 13 / dòng điện yêu cầu tối đa) |
Lỗi ngắn trình điều khiển |
Báo động/Tắt máy |
Đã phát hiện thấy cuộn dây truyền động bị chập (ngưỡng ≈ 1 / dòng điện toàn thang) |
Phản hồi 1/2 Lỗi mở |
Báo thức |
Hở dây trong mạch chuyển đổi phản hồi (chỉ dành cho đầu ra cách ly) |
Phản hồi lỗi phạm vi 1/2 |
Báo thức |
Điện áp phản hồi vượt quá phạm vi hiệu chỉnh ± ngưỡng |
Lỗi vị trí Lỗi 1/2 |
Báo động/Tắt máy |
Chênh lệch giữa nhu cầu và phản hồi vượt quá ngưỡng về thời gian trễ |
Lỗi kích thích |
Báo thức |
Điện áp kích thích không nằm trong phạm vi ±0,2 Vrms của giá trị được định cấu hình |
Lỗi giao tiếp DeviceNet |
Cảnh báo/Trạng thái |
Không có bản chính, dữ liệu chậm, xung đột ID MAC, sự cố CAN bus, bản chính không hoạt động |
Đầu vào tắt máy bên ngoài |
Tắt máy (đã sửa) |
Tắt máy liên lạc đầu vào mở |
Lỗi nội bộ |
Tắt máy (đã sửa) |
Kiểm tra bộ nhớ, điện áp nguồn, tham chiếu A/D, giám sát nguồn CPU, cơ quan giám sát |
Tất cả cảnh báo và tắt máy có thể được cấu hình là chốt hoặc không chốt và có thể được đặt lại thông qua đầu vào đặt lại hoặc Công cụ dịch vụ.
Tuân thủ & Chứng nhận
Chứng nhận |
Tiêu chuẩn/Thân hình |
Vùng/Điều kiện áp dụng |
CE (EMC) |
89/336/EEC |
Tương thích điện từ |
CE (ATEX) |
94/9/EEC |
Thiết bị dành cho môi trường có khả năng gây nổ (Khu 2, Nhóm IIC) |
CSA (Bắc Mỹ) |
Loại I, Phân khu 2, Nhóm A, B, C, D, T4 @ 70°C |
Các địa điểm nguy hiểm ở Canada và Hoa Kỳ (chứng nhận thành phần) |
Hàng hải |
ABS, DNV, LR (ENV1, ENV2, ENV3) |
Tàu, tàu cao tốc và thiết bị di động ngoài khơi (chỉ kiểu 8200-225 & 8200-226) |
Tham chiếu chéo thay thế DRFD sang SPC
SPC 8200-226 có thể thay thế nhiều mẫu DRFD (Trình điều khiển cuối cùng từ xa kỹ thuật số) cũ hơn. Một tham chiếu chéo mẫu được hiển thị bên dưới (xem hướng dẫn sử dụng Phụ lục A để biết danh sách đầy đủ):
Mô hình DRFD cũ |
Kênh |
Quyền lực |
Chốt cửa |
Phạm vi trình điều khiển (mA) |
Ghi chú thay thế SPC |
0051 |
Dư thừa |
AC |
Chốt cửa |
±20,40,125,250 |
Không có sự thay thế trực tiếp; SPC cần nguồn điện dự phòng bên ngoài; không có phạm vi 125mA |
0062 |
Dư thừa |
AC |
Chốt cửa |
±20,40,125,250 |
Yêu cầu hai SPC để dự phòng |
0072 |
Đơn |
DC |
Chốt cửa |
±10,20,100,250 |
Hai SPC có thể cần điều chỉnh lại |
0081 |
Đơn |
DC |
Chốt cửa |
±10,20,100,250 |
Một SPC hoạt động; có thể cần phải điều chỉnh lại |
0302 |
Dư thừa |
DC |
Chốt cửa |
±10,20,100,250 |
Hai SPC + dự phòng nguồn điện bên ngoài |
0412 |
Đơn |
AC |
Chốt cửa |
±20,40,125,250 (PI) |
Hai SPC; không có phạm vi 125mA |
0632 |
Đơn |
DC |
Chốt cửa |
±10,20,100,250 (EHPC) |
Nguồn điện bên ngoài cần thiết cho đầu dò EHPC; có thể cần phải điều chỉnh lại |
Sự khác biệt quan trọng giữa DRFD và SPC :
Vỏ SPC không được xếp hạng NEMA 4.
Công suất đầu vào SPC là 18-32 Vdc (DRFD sử dụng 120 Vdc/Vac).
Các tiếp điểm trạng thái SPC thường đóng (NC) và chỉ được định mức 18-32 Vdc.
Dòng điện đầu ra tối đa của SPC là 250 mA.
Hỗ trợ dịch vụ & kỹ thuật
Woodward cung cấp một số tùy chọn dịch vụ để tối đa hóa thời gian hoạt động của thiết bị:
Thay thế/Đổi (dịch vụ 24 giờ) : Cung cấp thiết bị thay thế như mới một cách nhanh chóng (thường trong vòng 24 giờ). Tỷ lệ cố định cộng với phí cốt lõi; tín dụng hoàn trả cốt lõi trong vòng 60 ngày.
Sửa chữa theo tỷ lệ cố định : Sửa chữa với chi phí cố định cho hầu hết các sản phẩm tiêu chuẩn; bao gồm bảo hành về các bộ phận và nhân công được thay thế.
Tái sản xuất theo tỷ lệ cố định (chỉ dành cho sản phẩm cơ khí): Thiết bị được trả lại tình trạng như mới với đầy đủ bảo hành sản phẩm.
