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Siemens 6SE7090-0XX84-0AB0 ∙ SIMOVERT MASTERDRIVES CUVC ∙ Módulo de control vectorial de bucle cerrado y abierto, firmware V3.4, RS232/RS485, USS Bus, codificador HTL, 0,2 kg

Resumen general

ElSe trata de un sistema de control de las emisiones de gases de efecto invernadero.es el CUVC la placa de control vectorial de circuito cerrado y de circuito abierto que forma el núcleo computacional de una unidad de accionamiento SIMOVERT MASTERDRIVES.

En la arquitectura modular MASTERDRIVES, las secciones de potencia (inversor, rectificador) y la electrónica de control son conjuntos separados.

El CUVC es la electrónica de control la placa que ejecuta los algoritmos de control del motor, gestiona todas las entradas y salidas, maneja la comunicación en serie con los paneles del operador y los sistemas de supervisión,y se conecta al codificador de pulso para la retroalimentación de la velocidad de circuito cerrado.

The SIMOVERT MASTERDRIVES platform was Siemens's flagship AC drive system for industrial machine drives from the 1990s through the 2000s — positioning above the simpler MICROMASTER and MIDIMASTER frequency inverters, y que complementa el servosistema SIMODRIVE 611 utilizado en las máquinas herramienta CNC.

La característica de ingeniería que definía a MASTERDRIVES era su arquitectura modular y configurable: una gama de secciones de potencia en diferentes corrientes nominales combinadas con una plataforma electrónica común.

Una unidad de laminado de 37 kW y una grúa elevadora de 500 kW utilizaban la misma placa CUVC, configurada de manera diferente a través de parámetros, con diferentes secciones de potencia detrás de ella.Esta estandarización redujo los requisitos de inventario y formación de repuestos en las grandes instalaciones multipropulsión.

El firmware V3.4 cargado en el 6SE7090-0XX84-0AB0 representa una revisión significativa en el linaje de firmware CUVC incorporando refinamientos en el algoritmo de control, conjuntos extendidos de parámetros,y funciones de diagnóstico adicionales en comparación con las revisiones anteriores.

El reemplazo de las unidades y el mantenimiento de las piezas de repuesto de los sistemas MASTERDRIVES requieren atención a la compatibilidad del firmware:los conjuntos de parámetros y bloques de funciones disponibles en diferentes versiones de firmware difieren, y un sistema de accionamiento con firmware V3.4 puede no comportarse de manera idéntica si se instala una placa de reemplazo con una versión de firmware diferente sin volver a ponerla en marcha.

Especificaciones clave

Control de vectores Que hace el CUVC y por qué es importante

The "vector control" in the CUVC designation refers to field-oriented control — the control strategy that transforms the three-phase stator currents of an induction motor into two mathematically independent components: una corriente generadora de flujo (alineada con el campo magnético) y una corriente generadora de par (perpendicular al campo).

Al controlar estos dos componentes por separado, el accionamiento logra un control independiente y rápido del flujo y del par del motor very similar a la forma en que se controla un motor de CC excitado por separado,pero aplicado a un motor de inducción CA.

La consecuencia práctica para las aplicaciones de máquinas es que un sistema MASTERDRIVES con control vectorial CUVC puede mantener una velocidad precisa bajo cargas que cambian rápidamente,Producir un par elevado en reposo y a baja velocidad sin sobrecalentamiento, y responderá dinámicamente a los pasos de referencia de velocidad en milisegundos.

A conventional V/Hz frequency inverter — which simply changes the ratio of voltage to frequency — cannot achieve this level of dynamic performance because it has no direct mechanism to control torque independently of speed.

El CUVC admite ambos modos de funcionamiento: control del vector de flujo (circuito cerrado,que requiere un codificador para la retroalimentación de la posición del rotor) y el control vectorial sin sensores (donde la posición del rotor se estima a partir de mediciones de corriente y voltaje del motor, sin un codificador físico).

La interfaz de codificador de pulso HTL en la banda terminal del CUVC acepta la señal de retroalimentación para el control de vectores de circuito cerrado de un codificador incremental montado en el eje del motor o en el tren motriz.

Comunicación en serie con conexión PC y bus USS

Las dos interfaces en serie del CUVC tienen diferentes propósitos en una instalación MASTERDRIVES:

Interfaz RS232/RS485:Este puerto se conecta a un PC con software SIMOVIS o DriveMonitor, o al panel de operador de mano OP1S, para el inicio de la unidad, la configuración de parámetros y la monitorización de diagnóstico en línea.

Durante la puesta en marcha, el ingeniero conecta una computadora portátil a este puerto, carga el conjunto de parámetros de la unidad desde la memoria del CUVC, modifica los parámetros y descarga la nueva configuración.

Durante el funcionamiento en curso, el mismo puerto proporciona acceso para el monitoreo de diagnóstico, lectura de variables de funcionamiento, verificación del historial de fallos y realización de pruebas de función sin interrumpir la producción.

Bus del USS (RS485):Este es el bus serial para la integración de automatización a nivel de proceso.

The USS protocol (Universal Serial Interface Protocol) is Siemens's proprietary serial communication standard for drive integration — a master-slave network where a PLC or automation controller (S7-300, S7-400, o similar) actúa como el maestro del USS y hasta 31 inversores MASTERDRIVES participan como esclavos en un bus RS485 de dos cables.

A través del bus USS, el sistema de control envía puntos de ajuste de velocidad, comandos de palabra de control (ejecutar / detener / restablecer fallo) y lee la velocidad real, corriente de salida, palabra de estado,y códigos de fallas de cada unidad .

Configuración de E/S  Flexibilidad digital y analógica

El CUVC proporciona un conjunto de E/S configurable que cubre los requisitos estándar del control de accionamiento industrial:

ElE/S digital- cuatro canales que se pueden configurar individualmente como entradas o salidas, más tres entradas fijas - manejar señales de control binarias: comandos de ejecución / parada desde salidas de relé,permitir señales de los sistemas de seguridad, entradas de fallas externas de sobrecargas térmicas y salidas de estado a las lámparas indicadoras o entradas de PLC.

La dirección configurable de los 4 canales DI/DO permite que la asignación de E/S se ajuste al cableado de la máquina específica sin requerir módulos de expansión de E/S adicionales en la mayoría de las aplicaciones.

ElE/S analógico- dos entradas y dos salidas, cada una configurable para señales de corriente (020mA, 420mA) o voltaje (010V, ±10V) - maneja referencias de control proporcional y señales de retroalimentación.

un punto de ajuste de velocidad de un circuito de corriente de 4 ′ 20 mA, una retroalimentación de velocidad real a la entrada analógica de un controlador de proceso, un punto de ajuste de límite de par de un sistema de control de tensión,y una salida de retroalimentación de par real son ejemplos de las señales analógicas que fluyen a través de las tiras terminales de E/S analógicas del CUVC en aplicaciones típicas de accionamiento de máquinas.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Se puede intercambiar la placa CUVC 6SE7090-0XX84-0AB0 entre diferentes categorías de sección de potencia en la gama MASTERDRIVES?

Sí, la placa CUVC es compatible con una amplia gama de secciones de alimentación de MASTERDRIVES, desde unidades compactas hasta grandes unidades de chasis.

La placa se conecta a la ranura electrónica de la unidad de accionamiento, y el conjunto de parámetros almacenados en la memoria no volátil del CUVC incluye los datos del motor, parámetros de control,y configuración del bloque de funciones para esa aplicación específica de accionamiento.

Cuando una placa CUVC esté instalada en una unidad de accionamiento de repuesto del mismo tipo,el conjunto de parámetros se mantiene y la unidad se puede volver a poner en marcha después de comprobar que las clasificaciones de la sección de potencia coinciden con la aplicación.

El ajuste cruzado de un CUVC a un tipo de accionamiento diferente o a un valor de potencia significativamente diferente requiere una nueva parametrización para que coincida con el nuevo hardware.

P2: ¿Cuál es la diferencia entre el control vectorial de circuito cerrado y el control vectorial sin sensores, y el CUVC admite ambos?

El control vectorial de circuito cerrado utiliza un codificador montado en el eje del motor para medir la posición real del rotor, proporcionando una retroalimentación precisa de la velocidad que se compara con el punto de ajuste en el controlador de velocidad.

Esto proporciona el mayor rendimiento dinámico y la mayor precisión de regulación de velocidad (normalmente ± 0,01% de regulación de velocidad). Sensorless vector control estimates the rotor flux position from the motor's measured stator voltages and currents using a mathematical motor model implemented in the CUVC's firmware — no physical encoder is requiredLa precisión de la regulación de la velocidad es menor (normalmente ± 0,5 ∼ 2% dependiendo del punto de funcionamiento) y el rendimiento dinámico a velocidades muy bajas (por debajo del ~ 5% de la velocidad nominal) se reduce.

El CUVC admite ambos modos el modo de operación se selecciona mediante la configuración de parámetros y la conexión del codificador.

P3: El CUVC acepta un sensor de temperatura del motor (PTC / KTY84). ¿Cuál es la función de cada tipo?

Ambos tipos de sensores monitorean la temperatura de enrollamiento del motor para proteger al motor de la sobrecarga térmica, pero funcionan de manera diferente.

A. NoEl termistor PTC (coeficiente de temperatura positiva)tiene una resistencia que se mantiene baja y relativamente estable hasta que se alcanza una temperatura de salida, luego aumenta bruscamente ¢ funciona como interruptor térmico,que desencadena un fallo del accionamiento cuando la temperatura del motor excede el límite nominal.

A. NoEl KTY84es un sensor de temperatura de silicio con un valor de linear resistance-versus-temperature characteristic — it allows the CUVC to measure the actual motor temperature in degrees Celsius and use that value in the drive's motor thermal model for more precise protection.

Los parámetros de la unidad determinan cómo responde el CUVC al tipo de sensor conectado.

P4: ¿Puede el 6SE7090-0XX84-0AB0 comunicarse con un controlador automático SIMATIC S7 a través de PROFIBUS DP?

La placa CUVC en sí no incluye una interfaz DP PROFIBUS, solo las interfaces USS bus (RS485) y RS232/RS485 descritas anteriormente.La comunicación PROFIBUS DP requiere un tablero de comunicaciones adicional (CB1), número de catálogo 6SE7090-0XX84-0AK0) que se instalará en la ranura opcional de la unidad MASTERDRIVES junto al CUVC.

La placa CB1 maneja el protocolo esclavo PROFIBUS DP e intercambia datos de proceso (puntos de ajuste y valores reales) con el maestro PROFIBUS DP a la velocidad de ciclo de bus configurada.

La combinación de CUVC + CB1 proporciona tanto la función de control de la unidad como la integración de PROFIBUS DP en la misma unidad MASTERDRIVES.

P5: ¿Cómo se comprueba y actualiza la versión del firmware en una placa CUVC?

La versión del firmware se puede leer a través de la pantalla de parámetros de la unidad (panel de operador OP1S o teclado) o a través del software DriveMonitor / SIMOVIS PC conectado a través del puerto RS232/RS485.La versión del firmware almacenado en la memoria flash de la placa se muestra como un valor de parámetro.

Updating the firmware requires loading the new firmware file into the CUVC via the serial port using the appropriate Siemens download tool — a procedure documented in the MASTERDRIVES firmware update instructions.

Antes de actualizar, el conjunto de parámetros actual debe guardarse en el PC o imprimirse, ya que las actualizaciones de firmware pueden restablecer los parámetros a los valores predeterminados de fábrica o cambiar las definiciones de parámetros entre versiones.