Soft-Start-System mit mehreren Motoren, basierend auf einem Einchip-Mikrocomputer
Mit der rasanten Entwicklung der Volkswirtschaft spielen Wechselstrommotoren eine äußerst wichtige Rolle in der industriellen Produktion. Als Hauptantriebsmotoren in verschiedenen Branchen werden sie häufiger eingesetzt. Es ist bekannt, dass der Anlaufstrom beim Starten des Wechselstrommotors bei voller Spannung das 5- bis 7-fache des Nennstroms erreicht, was Auswirkungen auf das Stromnetz haben wird. Das Anlaufdrehmoment ist etwa doppelt so groß wie das Nenndrehmoment, was den Verschleiß der mechanischen Struktur verstärkt. Um das Problem des Startens des Wechselstrommotors zu lösen, ist es normalerweise erforderlich, einen Sanftanlasser für den Sanftanlauf zu verwenden.
Die Überwachung aktueller Sanftstarter wird im Allgemeinen durch separate Überwachungseinheiten durchgeführt, die keine vollständige Steuerung und Überwachung des gesamten Systems ermöglichen. Daher ist es notwendig, ein Datenkommunikationssystem einzurichten, um die Soft-Start-Überwachungsknoten zu einem vollständigen Überwachungsnetzwerk zu verbinden.
Im Vergleich zu Kommunikationsstandards wie RS-485 wurde der CAN-Bus (Controller Area Network) in vielen Bereichen mit seinen vielen Vorteilen eingesetzt. Der CAN-Bus ist ein Multi-Master-LAN, das Bosch in den frühen achtziger Jahren in Deutschland eingeführt hat. Das CAN-Kommunikationsnetz ist ein vollständig verteiltes, vollständig digitales, intelligentes bidirektionales, multivariables Multi-Point-Multi-Station-Kommunikationssystem mit mehreren Stationen. Hohe Zuverlässigkeit, gute Stabilität, starke Entstörungsfähigkeit, Blockierung der Kommunikationsgeschwindigkeit, geringe Kosten und viele andere Vorteile. Der CAN-Bus ist eine Kommunikationsmethode, die sich besonders für die raue Umgebung von Industriestandorten eignet. In diesem Dokument wird ein auf CAN-Bus basierendes Soft-Start-Kommunikationssystem mit Wechselstrommotor vorgestellt.
CAN-Kommunikationssystemstruktur
Das Soft-Start-Kommunikationssystem des Wechselstrommotors besteht aus einem Industriecomputer als Überwachungshost. Der Industrierechner greift über die CAN-Bus-Schnittstelle auf den CAN-Bus zu. Jeder Knoten ist ein Wechselstrommotor-Sanftanlasser mit CAN-Bus-Datenübertragungs- und -empfangsfunktion, die vom Einchip-Mikrocomputer gesteuert wird.
Die verschiedenen Teile des Kommunikationssystems bieten verschiedene Funktionen. Unter diesen steuert der Industriecomputer den Betriebszustand des Sanftstarters des Wechselstrommotors, wie z. B. Sanftanlauf, Sanftanschlag usw., und zeigt verschiedene Parameter des Sanftanlaufs an, wie z. B. Startspannung und Startstrom. Der Sanftanlasser steuert den Sanftanlauf des Wechselstrommotors entsprechend den Befehlen des Industriecomputers, sammelt die Parameter wie Startstrom und -spannung des Motors und sendet sie über den CAN-Bus an den Industriecomputer.
CAN-Kommunikationsprotokoll
In diesem Kommunikationssystem ist die Länge der übertragenen Daten nicht festgelegt. Der vom Industrierechner an den Sanftstarter ausgegebene Steuerbefehl beträgt nur wenige Bytes, und die Echtzeitdaten des Sanftanlaufs, die vom Sanftanlasser in den Industrierechner hochgeladen werden, haben im Allgemeinen mehrere zehn Bytes. Daher muss das CAN-Kommunikationsprotokoll über eine große Datenübertragungsfähigkeit verfügen und es muss schnell und effizient sein. Da die CAN-Kommunikation eine kurze Frame-Struktur aufweist, beträgt die effektive Datenlänge pro Frame maximal 8 Byte. Wenn die Menge der übertragenen Daten groß ist, werden die Daten zur Übertragung in mehrere Rahmen aufgeteilt. Wenn sich alle Informationen und Daten in dem 8-Byte-Datenfeld befinden, sind die effektiven Daten in dem Übertragungsrahmen geringer und die Kommunikationsinformationen werden größer, was die Kommunikationseffizienz des CAN-Busses verringert. Daher verwendet dieses Papier ein Verfahren zur Verwendung des Arbitrierungsfelds in der Nachrichtenkennung, um Kommunikationssteuerinformationen zu enthalten, und das Datenfeld enthält tatsächliche Daten zur Verbesserung der Kommunikationseffizienz.
Softstarter CAN-Kommunikationsprogrammdesign
Nach dem Einschalten des Softstarters wird zuerst der Selbsttest durchgeführt. Nachdem der Selbsttest abgeschlossen ist, wird das Ergebnis des Selbsttests an den Industriecomputer gesendet. Wenn der Selbsttest erfolgreich ist, sendet der Industrie-Computer den Initialisierungsparameter Sanftanlauf und den Befehl „Start zulassen“ an den Sanftanlasser, und der Motor beginnt weich zu werden. Start; Während des Sanftanlaufs sendet der Sanftanlasser alle 100 ms Sanftanlaufdaten, einschließlich Dreiphasenspannung, Dreiphasenstrom, Motordrehzahl und andere Informationen. Wenn der Motor läuft, sendet der Industriecomputer den Befehl "Soft Stop Start", Soft Starter Start, um den Soft Stop des Motors zu steuern. Wenn der Softstarter ausfällt, erhält die Industriesteuermaschine das Störmeldesignal und zeigt die Fehlerursache an.
Fazit
Dieses Papier entwirft ein zuverlässiges und effizientes Softstart-Kommunikationssystem für Wechselstrommotoren. Es verwendet die CAN-Bus-Technologie, um die Fernsteuerungs- und Überwachungsfunktion des Motor-Sanftanlaufs zu realisieren. Das System wurde erfolgreich auf das Sanftanlaufsystem eines Pumpenstationsmotors angewendet. Es wurde bewiesen, dass das System über eine starke Entstörungsfähigkeit, eine gute Echtzeitleistung und einen stabilen Betrieb verfügt und die Designanforderungen erfüllt.
