Jste zde

Průmyslová automatizace s řešeními ABB -Frekvenční měniče, ochrany a příslušenství

TME Česká Republika, 9. Leden 2024 - 13:00

Specialisté pracující v odděleních údržby a servisu strojů dobře vědí, že bezporuchovost automatizačních systémů vyžaduje použití značkových dílů a komponent. Na sklady TME se proto dostanou pouze osvědčená řešení – od stahovacích pásků až po silnoproudé měniče.

V katalogu TME sortiment výrobce ABB zahrnuje tisíce položek – ale tento článek představí ty nejoblíbenější (a tedy: nejprověřenější) skupiny produktů. Tato nabídka je určena především podnikům s automatizovanými sklady, strojovými parky nebo výrobními linkami – ačkoli některé z těchto výrobků, zejména v oblasti mechanického příslušenství, mají širší použití.

Tento článek obsahuje charakteristiky krytů a mechanických prvků:

Rozváděčové skříně, elektroinstalace a dálkové ovladače
Příslušenství pro přizpůsobení a montáž krytů ABB
Více i méně typické varianty stahovacích pásků

Následuje popis vlastností měničů ABB a doplňkových produktů:

Typy měničů v nabídce ABB
Řízení chodu automatických vrat a dalších jednoduchých strojů
Pohony pro motory do 5 koňských sil
Prvky určené k pohonu čerpadel a ventilátorů
Řízení motorů v průmyslových strojích
Použití a typy softstartérů
Úloha motorových spínačů při ochraně operátorů a instalací

Mechanické komponenty a příslušenství

Jedny z nejuniverzálnějších produktů ABB jsou kryty a instalační příslušenství. Účelem těchto výrobků je usnadnit realizaci napájecích a ovládacích instalací a kabelových tras. Tento sortiment lze rozdělit do několika užších podskupin.

Kryty

Kryty ABB se dodávají v univerzálních formátech (hlavně krabice), určených pro elektroinstalace, pro montáž modulárních prvků a dálkové ovladače. Bez ohledu na účel jsou produkty navrženy s ohledem na obtížné podmínky prostředí (včetně přítomnosti prachu a vlhkosti). Většina prezentované nabídky se vyznačuje třídou těsnosti IP55 nebo vyšší. Mohou být použity pro vestavbu uzlů/rozvaděčů silové nebo ovládací kabeláže, ale budou fungovat skvěle i v případě elektronických a měřicích zařízení, ochran atd. Jsou vyrobeny z odolných materiálů (ocel, polyamid, polykarbonát) s přihlédnutím k vlivu, jaký vibrace a otřesy mohou mít na celistvost konstrukcí a její upevnění. Kromě toho je zde mnoho produktů ABB odolných vůči účinkům UV záření, a proto lze nainstalovat mimo budovy.

ABB-13180
Kryt spínače alarmu s kladívkem na rozbití skla v případě ohrožení.

SRN4320K
Univerzální

ABB-00820
Elektroinstalační

1SLM004100A1200
Pro modulární zařízení

1SFA611813R1000
K dálkovým ovladačům

Mezi univerzálními kryty lze rozlišit dvě podskupiny: kovové krabice s dvířky a těsné plastové korpusy pro montáž na omítku. První sada obsahuje vnitřní montážní desky pro snadnější přizpůsobení interiéru. Celek je z oceli (lakované). Dveře umístěné na bočních pantech jsou proti otevření zajištěny zámky. Navíc mají těsnění zajišťující těsné lícování dveří s přední částí korpusu. Výrobky jsou vyrobeny ve třídě odolnosti proti nárazu IK10. Jsou dostupné ve velikostech od 200x300x150 mm do 600x600x250 mm. Splňují požadavky několika mezinárodních norem, včetně IEC61439 specifikující charakteristiky příslušenství schváleného pro nízkonapěťové spínací a ovládací přístroje.

Elektroinstalační prvky jsou typickými distribučními body používanými ve stavebnictví při výstavbě tras na omítce (s umístěním kabelů do potrubí) a pod omítkou (otevíraný kryt zůstává na povrchu stěny). Boční stěny korpusů mají standardně otvory pro vyříznutí. Do této skupiny patří také červená ohnivzdorná pouzdra, ve kterých jsou instalovány spínače alarmu.

Související položky ABB, které patří do rodiny MISTRAL, slouží k montáži modulárních zařízení montovaných na DIN lištu, tedy standardních nadproudových ochran, relé, ovladačů atd. V katalogu TME zákazníci takové kryty najdou v provedení na omítku i pod omítku, s poloprůhlednými i neprůhlednými dvířky. Jsou připraveny v 1-, 2-, 3- a 4-řadých verzích. Většina z nich obsahuje také kolejnice namontované uvnitř, a také bloky se šroubovými svorkovnicemi pro sdílená vedení (nulové N a ochranné PE).

Výše popsané položky se používají v kancelářských instalacích, bytové výstavbě a mnoha dalších – poslední skupina krytů patří k typickým průmyslovým řešením. Jsou to těla ovladačů používaných k manipulaci s jeřáby, včetně mostových, a podobnou těžkou technikou. Při úplném uzavření tělo dosáhne stupně těsnosti IP66, tedy plné prachotěsnosti a odolnosti proti proudům tlakové vody. Pro získání takových parametrů, je samozřejmě třeba použít příslušnou ucpávku a kvalitní tlačítka (instalovaná v otvorech utěsněných o-kroužky).

Příslušenství pro kryty

ABB-AA1206
Sada úchytů pro montáž krytu na stěnu.

Příslušenství ke krytům zahrnuje několik typů položek. Kromě sad úchytů, montážních desek (instalovaných uvnitř těla) a náhradních zámků si můžete z katalogu zakoupit i další položky. Prvním z nich jsou přístřešky pro kryty, které se používají při venkovní montáži, aby se omezilo pronikání dešťových srážek do mezer dveří. Druhým důležitým doplňkem jsou chrániče hran, dostupné v mnoha barvách a velikostech. Tyto elastické pásy se používají pro zajištění otvoru vytvořeného ve stěně těla (jak již bylo zmíněno, často je možné vylomit továrně předřezaný tvar). Umožňují vyhnout se zdlouhavému zahlazování otvoru, jehož ostré hrany by mohly poškodit vnější plášť kabelu. Navíc, protože jsou vyrobeny z pružného materiálu, zlepšují těsnost spojení mezi konstrukcí a plášťovou trubkou.

Stahovací pásky a úchyty

Jednou ze široce známých specialit ABB je robotika a komplexní řešení pro její implementaci. Portfolio výrobce proto zahrnuje mimo jiné četné stahovací pásky a úchyty pro zajištění, organizaci a upevnění kabelů v různých případech použití – takové trasy lze vytvářet v automatizačních systémech, elektroinstalacích a jinde.

Pásky na kabely ABB jsou vyrobeny z odolných materiálů, jako je nylon nebo polypropylen. Zůstávají proto odolné vůči povětrnostním vlivům, UV záření, chemikáliím a dalším faktorům, což se promítá do jejich dlouhodobého provozu. Zde je třeba zdůraznit, že v některých oblastech, např. na potravinářských a farmaceutických výrobních linkách, se používají senzory kovu sloužící k detekci nežádoucích cizích těles v šaržích výrobků (nebo polotovarů), např. šroubů, které se v důsledku vibrací uvolnily a spadly ze stroje. Obyčejná nylonová páska není samozřejmě tímto způsobem detekovatelná. Proto ABB dodává i upínací prvky s přídavkem kovu – takový prvek je instalován stejně jako ostatní pásky, ale bude detekován stejným způsobem jako ocelová matice.

TY27MX-RW
Plastové stahovací pásky

YLS-4.6-520BC
Kovové stahovací pásky

TC347
Úchyty pásek

Plastové pásky ABB jsou k dispozici v mnoha verzích. Zde je důležité zdůraznit modely vybavené poutky (dvojitá, trojitá, čtyřnásobná), jazýčky pro odepnutí/povolení a popisovacím povrchem (štítek). Produkty jsou nabízeny v mnoha barvách, což usnadňuje identifikaci skupin kabelů, se šířkami od 2,3 mm do 19,1 mm (v délkách až 4752 mm). Takové rozměry se promítají do pevnosti až 1,12 kN. Kromě toho ABB dodává také pásky na suchý zip, a také s kovovou blokací (který zvyšuje jejich pevnost a umožňuje plynulé nastavení poutek).

Zákazníci TME si mohou zakoupit také upínací prvky vyrobené výhradně z kovu, které se používají v místech, kde panují extrémní teploty anebo montáž může být vystavena mechanickému poškození. Mezi taková použití patří instalatérství, plynařství, chlazení, těžké stroje. Pásky jsou dostupné v běžných (i rozepínacích) nebo perforovaných verzích a jsou vyrobeny z nerezové oceli (v některých variantách navíc potažené plastem), což vede k velmi dobré chemické a fyzikální odolnosti. S šířkami od 4,6 mm do 19,1 mm jejich pevnost v tahu dosahuje až 2,6 kN.

V sortimentu ABB je třeba dále zdůraznit ještě úchyty pásek, instalované šroubem nebo oboustrannou lepicí páskou – mají otvory pro provlečení stahovací pásky, díky čemu kabelový svazek zůstává po utažení nepohyblivý. Stejnou funkci plní prvky přímo uchycující kabely – vyrábějí se ve verzích upevňovaných šrouby (kov), ale i samosvornými vložkami (plast). V této skupině naleznete i produkty určené pro instalace trubek a kabelového potrubí bez použití nářadí.

Ovládání motorů

Automatizace strojů, bez ohledu na oblast, ve které se používá, je vždy z velké části založena na ovládání chodu elektromotorů. ABB jako specializovaný dodavatel průmyslových řešení vyvinulo široké portfolio takových produktů. Mnohé z nich byly zařazeny do nabídky TME v sekci katalogu věnované regulaci a ovládání. Sortiment zahrnuje několik skupin výrobků, ale je třeba mít na paměti, že jsou rozděleny do řad položek navržených pro konkrétní oblast použití.

Frekvenční měniče

Měnič slouží k pohánění a řízení chodu motoru střídavým proudem o příslušné frekvenci. Mnoho výrobků ABB, přestože se vyznačují podobnými elektrickými parametry, má dvě alternativní verze určené pro jedno- nebo třífázové napájení. Tak je tomu v případě řad, které patří do prezentované nabídky: ACS55, ACS150, ACS310 a ACS355.

ACS55-01E-02A2-2
Jednofázové měniče

ACS150-03E-03A3-4
Třífázové střídače

PSE25-600-70
Softstartéry

MS132-32
Motorové spínače

Řada ACS55

Měniče ACS55 jsou to nejzákladnější, a zároveň kompaktní řešení od ABB. Jejich rolí je ovládání motorů o výkonu až 2,2 kW (cca 3 HP) v jednoduchých strojích, jako jsou pohony automatických vrat, zvedáky žaluzií, solární otočné mechanismy. Za tímto účelem produkují na výstupu frekvence v rozsahu 0 Hz až 250 Hz. Mohou být úspěšně připojeny k instalacím v domácnostech nebo komerčních budovách, protože (jako mnoho dalších zde prezentovaných řešení) mají vestavěný EMC filtr minimalizující rušení sítě. Nastavení měniče je velmi zjednodušené, i když existuje možnost dálkového ovládání zařízení pomocí binárních (start/stop, směr otáčení) a analogových signálů (frekvence) realizovaných potenciometrem.

Řada ACS150

V této řadě jsou prvky pro plynulou regulaci otáček motorů s výkonem až 4 kW (5 HP). Ve srovnání s výše popsanými modely mají tyto produkty širší funkčnost, což umožňuje jejich použití v průmyslových aplikacích. Zde stojí za zmínku: chopper, tedy obvod umožňující přeměnu energie z dynamicky brzděného motoru na teplo na brzdových odporech při brzdění motorem, a také regulátor PID (proporcionálně-integrálně-derivační), jehož úkolem je aktivně přizpůsobovat nastavenou rychlost (moment) proměnnému požadavku v řízeném procesu.

Řada ACS310

Prvky ze skupiny ACS310 se vyznačují dosti přísnou specializací: jsou určené k ovládání pohonů čerpadel a ventilátorů, tedy v případech, kdy otáčky motoru závisí na proměnných procesu, a proto podléhají dynamické regulaci. Zařízení této řady navíc umožňují kaskádové ovládání, a mají i vestavěný adaptér Modbus, což umožňuje přímé zahrnutí do větších ovládacích sítí. Mají integrované funkce ochrany čerpadla (detekce nedostatečného zatížení/přetížení) a jsou vybaveny pamětí pro několik programů (maker), které lze spustit přivedením signálu na digitální vstupy. Dohromady tyto vlastnosti tvoří měnič, který zajišťuje ergonomický provoz komponent instalace, což se dále promítá do nižší spotřeby energie, nižší poruchovosti a ekologického provozu VZT i vodovodních systémů atd.

Řada ACS355

Nejvyšší výkon z prezentovaných řešení (až 22 kW, 30 HP) nabízejí frekvenční měniče řady ACS355. Jsou určeny pro průmyslové (strojní) použití, zejména v oblasti dopravy a zpracování materiálů, které probíhá v továrnách a skladech. Výstupní signál nabývá hodnot až 599 Hz, což umožňuje v případě potřeby použití pohonů s mechanickými převody. Funkce vektorového řízení navíc umožňuje ovládat asynchronní motory a motory vybavené permanentními magnety (modely popsané výše nabízejí pouze skalární ovládání, takzvané U/f, protože je založeno na poměru efektivního napětí k frekvenci). Mezi továrně předdefinované funkce, kterými jsou zařízení vybavena, patří mj. Bezpečné vypnutí točivého momentu, čímž odpadá nutnost instalovat do ovládacího systému další ochrany. Do řady ACS355 dále patří zařízení s třídou těsnosti IP66 (zepředu), umožňující instalaci zařízení v obtížných podmínkách prostředí, včetně použití v terénu.

FENA-21
Volitelná komunikační karta Ethernet/PROFINET/Modbus pro měniče ABB.

Softstartéry, tedy regulátory měkkého startu

PSR16-600-70
Produkty řady PSR lze instalovat jak na panel, tak na DIN lištu.

Zařízení pro měkký start, tedy tzv softstartéry se používají k omezení rázových proudů probíhajících v napájecích obvodech vysoce výkonných motorů. To se projevuje ve zvýšené životnosti jak samotných motorů, tak celých ovládacích systémů. Startovací moduly (i když se používají i k šetrnému zastavení pohonů) jsou vždy kompromisem mezi velikostí ochrany a její ergonomií. Nabídka ABB proto zahrnuje dvě řešení: výkonné softstartéry PSE a kompaktní PSR. V obou případech jsou podporována provozní napětí do 600 V AC, přičemž produkty PSE podporují proudy od 3 A do 105 A, zatímco u komponentů PSR může jmenovitý proud dosáhnout 370 A. Jednotky z této druhé skupiny mají také systém řízení točivého momentu, což umožňuje mj. eliminovat vodní rázy při provozu čerpadel. Komunikují s regulátory vyšší úrovně pomocí sběrnice Fieldbus – na rozdíl od řady PSE, která má vestavěná relé, jejichž zkrat může signalizovat mj. konec startu nebo výskyt chybové události). V obou případech ABB vybavilo moduly softstartéru čitelným, symbolickým rozhraním na LCD obrazovce (které odstraňuje jazykovou bariéru) i stavovými LED kontrolkami.

Motorové spínače

Funkce motorových spínačů je dvojí: na jedné straně zajišťují ruční zapínání/vypínání pohonů (například v nouzových situacích, při údržbě, servisu atd.). Na druhou stranu chrání instalace podobně jako pojistky, ale specializovanějším způsobem. Díky nim reakce na zkrat nebo přetížení trvá doslova milisekundy, což má za následek zastavení motoru a zároveň nerozpojení celých napájecích obvodů. Pro spínače ABB vybavené otočným spínačem výrobce připravil napěťové spouště a moduly pomocných a signalizačních kontaktů, které umožňují dálkově ovládat prvek a sledovat jeho stav na ovládacím panelu. Nabídka zahrnuje moduly určené pro obsluhu zátěže s výkonem až 45 kW s nastavitelným prahem proudu/síly uvolnění.