Firma Eaton nieustannie rozwija swoje produkty, w tym także najnowsze rozwiązanie w zakresie dystrybucji mocy – pola kasetowe xEnergy XW. Dzięki zastosowaniu innowacyjnego systemu SmartWire-DT kasety wysuwne można podłączyć do przemysłowej sieci komunikacyjnej, sterować nimi oraz odczytywać szereg istotnych informacji.
Pola kasetowe xEnergy XW i system komunikacji SmartWire-DT to niezależne rozwiązania, które można ze sobą połączyć, uzyskując wiele korzyści.
Pola kasetowe xEnergy XW
Pola xEnergy XW są przeznaczone dla rozdzielnic do sterowania napędami (MCC) z układami napędowymi do 250 kW z rozruchem bezpośrednim (DOL), nawrotnym (FR) lub gwiazda-trójkąt (SD), a także do odbiorów liniowych do 450 A. Pola te składają się z dwóch części – kasetowej o szerokości 600 mm i kablowej o szerokościach 400 lub 600 mm. Wysokość zabudowy kasetami wynosi 1875 mm, dzięki czemu możliwe jest zastosowanie w jednym polu aż 25 kaset. Szyny rozdzielcze są przewidziane na prąd do 2000 A, a wartość prądu zwarciowego krótkozwłocznego wynosi 80 kA (1 s). Szyny główne oraz rozdzielcze są w pełni odseparowane od pozostałych przedziałów wewnętrznych, a dzięki systemowi samozamykających się żaluzji, zapewniony jest wysoki poziom ochrony użytkownika, uniemożliwiający mu dostęp do części czynnych.
Rys. 1. Rozdzielnica xEnergy
W zależności od rodzaju rozruchu oraz jego mocy w polu kasetowym xEnergy XW można umieszczać kasety wysokości 75–450 mm, a także specjalne moduły dla największych mocy, wysokości 600–750 mm. Każda kaseta ma system blokady, dzięki któremu można zablokować ją przed niepowołanym wsunięciem lub wysunięciem. Blokada ta łączy konstrukcję kasety z rękojeścią wyłącznika, zamontowanego w kasecie jako aparat główny. Pozycje kasety w polu xEnergy XW oznaczone są kolorem niebieskim dla pozycji TEST i zielonym dla pozycji PRZERWA IZOLACYJNA.
SmartWire-DT
Rys. 3. Wnętrze kasety xEnergy XW z komunikacją w systemie SmartWire-DT
System komunikacyjny SmartWire-DT został opracowany z myślą o ewolucji szaf sterowniczych w stronę rozwiązań, w których każdy komponent elektryczny jest inteligentnym elementem, zdolnym do komunikacji. Rozwiązanie tego typu pozwala osiągnąć szereg oszczędności na każdym etapie jej budowy – począwszy od projektowania, przez montaż i uruchomienie, aż do utrzymania ruchu. Nie jest przy tym wymagane poznawanie nowych narzędzi programowania. Dzięki modułom bramek dana linia SW-DT może być w prosty sposób integrowana w systemie nadrzędnym, tak jak klasyczna wyspa rozproszonych wejść/wyjść. Co istotne, system SmartWire-DT wykorzystuje standardowe aparaty produkcji Eaton oraz firm partnerskich, które zyskują zdolności komunikacyjne dzięki specjalnym przystawkom. Zapewnia to łatwy dostęp do części zamiennych.
Rys. 4. Topologia sieci komunikacyjnej – podłączenie pól kasetowych XW do sieci przemysłowej
SmartWire-DT w kasetach xEnergy XW
Urządzenia w sieci SmartWire-DT dotychczas były połączone w topologii linii, bez żadnych rozgałęzień lub pętli. Niekiedy odłączenie poszczególnych jednostek w linii SmartWire-DT mogło powodować niewłaściwe działanie całej aplikacji. Z kolei pola kasetowe XW stosowane są przede wszystkim w aplikacjach, gdzie klient oczekuje wysokiej dostępności. Kasety muszą umożliwiać ich szybką wymianę w ciągu kilku minut, bez utraty lub zmiany funkcji innych kaset w polu. Aby to osiągnąć, inżynierowie technologii SmartWire-DT opracowali rozwiązanie w postaci rozdzielacza, dzięki któremu nie ma konieczności dokonywania zmiany w połączeniach sieci SmartWire-DT podczas wymiany kasety.
Moduły rozdzielacza SWD4-FFR-PF1-1/ST1-1 pozwalają na przerwanie linii SmartWire-DT, przy czym inne kasety w polu pozostają nadal aktywne. Każda kaseta jest podłączona indywidualnie do bramki SmartWire-DT. Po wyjęciu kasety z pola moduł zasilający rozdzielacza pozostaje w linii SmartWire-DT i pełni funkcję mostka dla pozostałych urządzeń SmartWire-DT. Przez odpowiednią bramkę można podłączyć sieć SmartWire-DT do innych magistrali przemysłowych, takich jak CANopen, PROFIBUS DP, PROFINET, EtherNet IP, Modbus TCP itp.
Kasety xEnergy XW można podłączyć do sieci SmartWire-DT na dwa sposoby, w zależności od potrzeb aplikacji i stosowanych aparatów zabezpieczających silnik.
Pierwszy wariant dotyczy kaset, w których silnik jest zabezpieczony wyłącznikami silnikowymi z wyzwalaczami termomagnetycznymi. W tym przypadku stosuje się moduły wejść/wyjść SmartWire-DT, a pozycja styków głównych odczytywana jest za pomocą styku pomocniczego wyłącznika.
W drugim wariancie wykorzystuje się możliwości systemu SmartWire-DT. Jest on przeznaczony dla kaset z wyłącznikami z wyzwalaczami elektronicznymi i umożliwia odczytywanie wszystkich parametrów, dostępnych dla wyłączników PKE lub NZM.
Rys. 5. Okno programu SWD-Assist – konfiguracje dla dwóch kaset z układem nawrotnym
Projektowanie komunikacji w kasetach xEnergy XW
Proces planowania, projektowania i uruchomiania systemu SmartWire-DT w kasetach xEnergy XW wspomaga bezpłatne oprogramowanie SWD-Assist. Jest ono dostępne w polskiej wersji językowej na stronie internetowej www.moeller.pl/sw-dt.
Narzędzie wspomaga dobór odpowiednich elementów, monitoruje ewentualne przekroczenie dopuszczalnego obciążenia, wspomaga określenie długości taśmy (ze względu na spadki napięć) oraz pozwala określić konieczność instalacji niezbędnych akcesoriów, takich jak rezystor terminujący. Użytkownik może wygenerować listę zamówienia i wydrukować dokumentację. Dzięki funkcji on–line dostępna jest rozbudowana diagnostyka całego układu, po nawiązaniu połączenia z kontrolerem systemu. Przykład okna projektu przedstawiono na rys. 5.
Kasety xEnergy XW z układami łagodnego rozruchu DS7
Dotychczasowa konstrukcja kaset xEnergy XW umożliwiała jedynie wykonywanie układów rozruchowych z wykorzystaniem styczników. Obecnie umożliwiono montowanie w nich układów łagodnego rozruchu, co przy jednoczesnym zastosowaniu systemu SmartWire-DT daje użytkownikowi znaczne korzyści w sterowaniu napędami (tab. 2). Dostępne są kasety w trzech wariantach:
do rozruchu bezpośredniego (DOL) z wykorzystaniem stycznika,
do rozruchu bezpośredniego (DOL) bez stycznika,
oraz układu nawrotnego (FR).
We wszystkich wariantach kasety są dostępne w zakresie mocy 1,1–15 kW. Dla układów z rozruchem bezpośrednim można pominąć stosowanie stycznika, jeżeli nie jest wymagane rozłączenie galwaniczne. Należy jednak pamiętać, że softstartery zawsze mają jedną fazę zwartą na stałe, nawet jeśli są wyłączone. Kasety wyposażone dodatkowo w bezpieczniki mogą osiągnąć koordynację II.
Umożliwienie montażu softstarterów DS7 w kasetach xEnergy XW wymagało wprowadzenia rozwiązania, dającego użytkownikowi łatwy do nich dostęp, również w sytuacji, gdy kaseta jest wsunięta. W związku z tym firma Eaton wprowadziła do oferty uchylne pokrywy czołowe. Są one wykonane z metalu, dzięki czemu są tak samo wytrzymałe jak pozostałe elementy systemu xEnergy. Jednocześnie ich wygląd nie odbiega on innego typu dostępnych pokryw w całej linii produktów xEnergy. Dostęp do wnętrza kasety jest umożliwiony, a wprowadzenie nowych nastaw może być wykonane w bardzo łatwy sposób, również w przypadku indywidualnego rozmieszczenia aparatów.
Podsumowanie
Eaton, wprowadzając do oferty moduły SmartWire-DT typu SWD4-FFR-PF1-1/ST1-1, umożliwił podłączenie kaset xEnergy XW do sieci przemysłowych. Dzięki zastosowaniu systemu SmartWire-DT, całą aparaturę sterującą i sygnalizacyjną można połączyć za pomocą zielonej taśmy, co skraca czas montażu kaset, a także pozwala uniknąć wielu potencjalnych błędów w połączeniach. Prostota i nowoczesność systemu SmartWire-DT oraz bogactwo funkcji kaset xEnergy XW stanowią doskonałe połączenie.
Robert Roman, Jacek Zarzycki
EATON Electric Sp. z o.o.
Tab. 1. Wybrane dane, które można odczytać z wyłączników PKE i NZM
Parametry
PKE
NZM-ME/AE/VE
stan położenia styków
ü
ü
przyczyna wyzwolenia
ü
ü
odczyt wartości nastaw
ü
ü
względny prąd silnika [%]
ü
–
wartość prądu [A]
–
ü
dane identyfikacyjne wyłącznika
ü
ü
informacje diagnostyczne
ü
ü
Tab. 2. Wybrane informacje statusowe układów łagodnego rozruchu DS7, odczytywane za pomocą systemu komunikacji SmartWire-DT
