DE9416303U1 - Antriebssteuereinrichtung - Google Patents

Antriebssteuereinrichtung

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Description

ABB Patent GmbH ·:· "··" «·*··* ··' :
Mannheim 7. Oktober 1994
Mp.Nr. 94/644 PAT 3-Sf/Fo
Antrxebssteuerexnrichtuna Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Steuern, Regeln und Schalten eines Elektromotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche Einrichtungen finden in Systemen zur Prozeßautomatisierung in industriellen Anlagen Anwendung.
In Fig. 1 ist eine typische Systemarchitektur einer Anlage nach dem Stand der Technik dargestellt. Dabei ist mit Bezugszeichen ein leittechnisches System bezeichnet, das ein Bussystem 3 enthält, an das neben nicht dargestellten Verarbeitungs- und Ein-/Ausgabegeräten ein Bedienplatz 5 angeschlossen ist. Nicht dargestellt sind außerdem Sensoren, die über Eingabegeräte Pro-zeßsignale zur Verfügung stellen.
Die Ansteuerung eines an das Leitsystem 1 als Aktor angeschlossenen Elektromotors 2 erfolgt über zwei räumlich getrennte Komponenten, nämlich ein Steuer- und Regelgerät 7, das an das Bussystem 3 angeschlossen ist und ein Schaltgerät 6. Das Schaltgerät 6 ist ein elektromechanxsches Schütz. Das Steuer- und Regelgerät 7 ist über das im Leitsystem 1 benutzte Übertragungsprotokoll ansprechbar.
Nachteilig ist die Verkabelung 4, die zwischen dem Steuer- und Regelgerät 7 und dem Schaltgerät 6 sowie zu Sensoren einzelne Verbindungen notwendig macht. Aufwendig sind Planung, Installation und Inbetriebnahme sowie die Durchführung von Änderungen.
Mp.Nr. 94/644 "2 7 .· Oktober 1994
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Steuern, Regeln und Schalten eines Elektromotors anzugeben, die Nachteile der bekannten Einrichtungen vermeidet.
Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
Mit der Erfindung wird ein kombiniertes Motorschalt- und Steuergerät vorgeschlagen, in welchem zumindest Funktionen der sonst in zwei Geräten (nämlich ira o.g. Schaltgerät 6 und im Steuer- und Regelgerät 7) enthaltenen Funktionen sowie ggfs. zusätzliche Funktionen, z. B. Motorschutz integriert sind. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung handelt es sich jedoch um deutlich mehr, als nur um eine räumliche Zusammenfassung von Funktionen in einem Gehäuse. Die an den Bus des Leitsystems angeschlossene Einrichtung kann vom Bedienplatz aus programmiert oder parametrisiert werden. Erfindungswesentlich ist die direkte Kommunikationmsfähigkeit mit dem Leitsystem. Kommunikationsfähigkeit bedeutet, daß das Motorschalt- und Steuergerät unmittelbar mit dem Leitsystem kommunizieren kann, also die dort benutzte "Sprache" versteht. Dies wird dadurch erreicht, daß im Leitsystem vorhandene Funktionsbausteine auch im Motorschalt- und Steuergerät implementiert sind. Nutzdateninhalte in Nachrichten-Telegrammen, die das Motorschalt- und Steuergerät aus dem Leitsystem erhält, werden ohne eine Übersetzung verstanden; lediglich Telegramm-Rahmen (Frames) werden dem jeweiligen Bussystem (Protokoll) angepaßt. Die Einrichtung kann prozeßnah installiert werden und über einen Feldbus und Buskoppler (Gateway) mit dem Bus des Leitsystems kommunizieren. Prozeßnahe Installation kann auch Integration in ein Antriebssystem, &zgr;. &Bgr;. einen Stellantrieb bedeuten. Die Installation eines Feldbuses ist weit weniger aufwendig als eine Einzelverdrahtung. Prozeßinformationen und Diagnoseinformationen können mit verringertem Aufwand zur Verfügung gestellt werden. Der Aufwand für die Planung reduziert sich, da für den größten Teil aller Anwendungen nur ein Geräte-
Mp.Nr. 94/644 "3 "·· .:.*.. ..*7.' Oktober 1994
typ benötigt wird. Die Inbetriebnahme erfolgt vom Leitsystem aus mit den dort üblicherweise vorhandenen Software-Werkzeugen.
Die erfindungsgemäße Einrichtung wird nachstehend anhand eines in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 2 zeigt ein leittechnisches System 1, das oben anhand von Fig. 1 erläutert wurde. An das Bussystem 3 des Leitsystems 1 ist über einen Buskoppler 11 ein Feldbus 9, also ein prozeßnaher, vorzugsweise standardisierter Bus angeschlossen. Der Buskoppler 11 bewerkstelligt eine Umsetzung nicht kompatibler physikalischer Signale und Protokolle. An den Feldbus 9 sind mehrere Motorschalt- und Steuereinrichtungen 8 angeschlossen, deren Ausgang jeweils mit einem Elektromotor 2 verbunden ist. Der Buskoppler 11 wird für eine größere Anzahl von Motorschalt- und Steuergeräten 8, beispielsweise für 64 Geräte nur einmal benötigt .
In Motorschalt- und Steuergeräten 8 können Einrichtungen zur Laststrommessung und/oder zur Fehlerstrommessung integriert sein. Motorschutzfunktionen können als programmierbare Funktionen vorgesehen werden.
Das Gerät kann binäre Eingänge, z. B. für Endstellungen eines Stellantriebs aufweisen. Auch analoge Eingänge, z. B. für eine Temperaturmessung am Motor oder für beliebige andere Prozeßgrößen oder für eine Drehmomenterfassung und dadurch ausgelöste Abschaltung.
Funktionen zur automatischen Inbetriebnahme von Stellantrieben oder anderen Antrieben können integriert sein.
Überwachungsfunktionen können sich auf das Gerät, auf den damit gesteuerten Motor, bis hin zur mechanischen Last am Antrieb beziehen. Solche Funktionen mußten bei Einrichtungen nach dem Stand der Technik als zusätzliche Komponente(&eegr;) realisiert werden.
Mp.Nr. 94/644 "4 7 .* Oktober 1994
Das Motorschalt- und Steuergerät kann in einem unteren Leistungsbereich bis etwa 30 kW vorteilhaft als vollelektronisches Gerät mit Thyristoren oder anderen Leistungshalbleitern zum Schalten eines Antriebs ausgeführt werden. Insbesondere für höhere Leistungen kann das Motorschalt- und Steuergerät auch zum Ansteuern von elektromechanischen Schützen verwendet werden.
Bei Verwendung von Leistungshalbleitern für die Schaltfunktion kann eine Einrichtung zur zyklischen Prüfung der Halbleiterschalter integriert werden. Die Prüfung kann sich im ausgeschalteten Zustand auf eine Prüfung der Funktionsfähigkeit des Schalters beziehen sowie darauf, ob eine Verbindung zu einer Last vorliegt. Im eingeschalteten Zustand kann geprüft werden, ob der oder die Leistungsschalter zum Ausschalten bereit sind.
Das Motorschalt- und Steuergerät kann in einem Einschubgehäuse eines Schaltanlagen-Systems untergebracht sein. Das Motorschalt- und Steuergerät kann aber auch innerhalb des Gehäuses eines speziell dafür konstruierten Antriebs integriert sein.

Claims (7)

Mp.Nr. 94/644 1·" '··* .:.*.." 7."Oktober 1994 Schutzansprüche
1. Einrichtung zum Steuern, Regeln und Schalten eines Elektromotors (2), wobei die Einrichtung eingangsseitig an ein Bussystem (3) eines leittechnischen Systems (1) anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionen Schalten, Steuern und Regeln in einem kommunikationsfähigen Motorschalt- und Steuergerät (8) mit nachstehenden Merkmalen integriert sind:
das Motorschalt- und Steuergerät (8) ist als programmierbare dezentrale Steuerung mit den Funktionen einer speicherprogrammierten Steuerung ausgeführt, es enthält einen Kommunikationsteil mit Busschnittstelle, und
im Gerät ist eine Kommunikations- und Applikationssoftware implementiert, die eine Konfigurierung und Inbetriebnahme des Geräts (8) über das Bussystem (3) des Leitsystems (1) ermöglicht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommunikationsteil mit Busschnittstelle eingerichtet ist für einen Anschluß des Motorschalt- und Steuergeräts (8) an das Bussystem (3) des Leitsystems (1) unter Zwischenschaltung eines Feldbus oder sonstigen prozeßnahen Bussystems (9) mit Buskoppler (11).
3. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorschalt- und Steuergerät (8) Mittel enthält zur Laststrommessung und/oder Fehlerstrommessung.
4. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorschalt- und Steuergerät (8) Mittel aufweist für einen programmierbaren Motorschutz.
5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß binäre Eingänge, insbesondere für Endstellungen eines Stellantriebs vorhanden sind.
Mp.Nr. 94/644 2···'··" ···*··" 7 .'-Oktrober 1994
6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorschalt- und Steuergerät (8) analoge Eingänge aufweist, &zgr;. B. für eine Temperaturmessung am Motor (2) oder für eine Positionserfassung und Drehmomenterfassung oder für die Meldung einer durch Überwachungseinrichtungen ausgelösten Abschaltung.
7. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zusammen mit einem Antriebssystem eine Geräteeinheit bildet.
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