Hệ thống khởi động mềm đa động cơ dựa trên máy vi tính chip đơn
Với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế quốc gia, động cơ AC đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong sản xuất công nghiệp. Là động cơ kéo chính trong các ngành công nghiệp khác nhau, chúng được sử dụng rộng rãi hơn. Nó được biết rằng khi động cơ AC được khởi động ở mức điện áp đầy đủ, dòng khởi động đạt tới 5 đến 7 lần dòng điện định mức, sẽ gây ra tác động lên lưới điện; mô-men xoắn khởi đầu là khoảng hai lần mô-men xoắn định mức, làm trầm trọng thêm cấu trúc cơ khí mặc. Để giải quyết vấn đề khởi động động cơ AC, thường cần sử dụng bộ khởi động mềm để khởi động mềm.
Việc giám sát các bộ khởi động mềm hiện tại thường được thực hiện bởi các đơn vị giám sát riêng biệt, không cung cấp khả năng kiểm soát và giám sát toàn bộ hệ thống. Do đó, cần phải thiết lập một hệ thống truyền thông dữ liệu để kết nối các nút giám sát khởi động mềm để hình thành một mạng lưới giám sát hoàn chỉnh.
So với các chuẩn truyền thông như RS-485, bus CAN (Mạng vùng điều khiển) đã được áp dụng trong nhiều trường với nhiều ưu điểm của nó. Xe buýt CAN là mạng LAN đa chủ được Bosch giới thiệu ở Đức vào đầu những năm 1980. Mạng truyền thông CAN là hệ thống truyền thông phân phối đa điểm, đa điểm, đa điểm, đa điểm, được phân phối đầy đủ, kỹ thuật số. Độ tin cậy cao, ổn định tốt, khả năng chống nhiễu mạnh, khối truyền thông tốc độ, chi phí thấp và nhiều ưu điểm khác. Xe buýt CAN là phương pháp giao tiếp rất phù hợp với môi trường khắc nghiệt của các khu công nghiệp. Bài báo này giới thiệu một hệ thống truyền thông khởi động mềm động cơ AC dựa trên bus CAN.
Cấu trúc hệ thống truyền thông CAN
Hệ thống truyền thông khởi động mềm động cơ AC bao gồm một máy tính công nghiệp như máy chủ giám sát. Máy tính công nghiệp truy cập bus CAN thông qua giao diện CAN bus. Mỗi nút là bộ khởi động mềm của động cơ AC với chức năng truyền và truyền dữ liệu CAN bus được điều khiển bởi máy vi tính chip đơn.
Các phần khác nhau của hệ thống truyền thông cung cấp các chức năng khác nhau. Trong số đó, máy tính công nghiệp điều khiển trạng thái làm việc của bộ khởi động mềm của động cơ AC, như khởi động mềm, dừng mềm, vv, và hiển thị các thông số khác nhau của khởi động mềm như điện áp khởi động và dòng khởi động. Bộ khởi động mềm điều khiển khởi động mềm của động cơ AC theo lệnh của máy tính công nghiệp, và thu thập các thông số như dòng khởi động và điện áp của động cơ, và gửi nó đến máy tính công nghiệp thông qua bus CAN.
Giao thức truyền thông CAN
Trong hệ thống truyền thông này, độ dài của dữ liệu được truyền không cố định. Lệnh điều khiển được phát hành bởi máy tính công nghiệp với bộ khởi động mềm chỉ là một vài byte và dữ liệu khởi động mềm thời gian thực được tải lên bởi bộ khởi động mềm đến máy tính công nghiệp thường có vài chục byte. Do đó, giao thức truyền thông CAN cần có một lượng lớn khả năng truyền dữ liệu, và nó phải nhanh và hiệu quả. Do giao tiếp CAN có cấu trúc khung ngắn nên chiều dài dữ liệu hiệu dụng trên mỗi khung tối đa là 8 byte. Khi lượng dữ liệu được truyền lớn, dữ liệu được chia thành nhiều khung để truyền. Nếu tất cả thông tin và dữ liệu được đặt trong trường dữ liệu 8 byte, dữ liệu hiệu quả trong khung truyền sẽ ít hơn, và thông tin liên lạc sẽ nhiều hơn, điều này sẽ làm giảm hiệu quả truyền thông của bus CAN. Do đó, bài báo này sử dụng phương pháp sử dụng trường trọng tài trong định danh thông điệp để chứa thông tin điều khiển truyền thông và trường dữ liệu chứa dữ liệu thực tế để cải thiện hiệu quả truyền thông.
Thiết kế chương trình truyền thông CAN khởi động mềm
Sau khi khởi động mềm được bật, tự kiểm tra được thực hiện lần đầu tiên. Sau khi tự kiểm tra hoàn thành, kết quả tự kiểm tra được gửi đến máy tính công nghiệp. Nếu tự kiểm tra thành công, máy tính công nghiệp sẽ gửi tham số khởi tạo mềm và lệnh “allow start” cho khởi động mềm, và động cơ khởi động mềm. Khởi đầu; trong khi khởi động mềm, bộ khởi động mềm sẽ gửi dữ liệu khởi động mềm mỗi 100ms, bao gồm điện áp ba pha, dòng ba pha, tốc độ động cơ và các thông tin khác; khi động cơ chạy, máy tính công nghiệp sẽ gửi lệnh "khởi động mềm", khởi động mềm Bắt đầu điều khiển dừng mềm động cơ; khi khởi động mềm không thành công, máy điều khiển công nghiệp nhận tín hiệu cảnh báo lỗi và hiển thị nguyên nhân lỗi.
Phần kết luận
Bài báo này thiết kế một hệ thống truyền thông khởi động mềm động cơ AC đáng tin cậy và hiệu quả. Nó sử dụng công nghệ CAN bus để nhận ra điều khiển từ xa và chức năng giám sát khởi động mềm của động cơ. Hệ thống đã được áp dụng thành công cho hệ thống khởi động mềm của động cơ trạm bơm. Nó đã được chứng minh rằng hệ thống có khả năng chống nhiễu mạnh mẽ, hiệu suất thời gian thực tốt và hoạt động ổn định, và đáp ứng các yêu cầu thiết kế.
