3BHE039770R0102 Система возбуждения DCS ABB

Design and implementation of variable frequency transmission system based on ABB hardware architecture
introduction

With the increasing development of transmission technology and the increasing demand for actual use, variable frequency transmission systems have been widely used.

As a Fortune 500 company in the world, ABB is a leader in the fields of power and automation technology and has strong capabilities in control
systems, high-voltage, medium-voltage and low-voltage frequency conversion technology and transmission technology. Therefore, this article mainly
relies on ABB”s control, frequency conversion and transmission technology, and uses related hardware products to design and implement the frequency conversion transmission system.

To truly design and implement a usable variable frequency drive system, the entire system must be fully equipped, conveniently operable and
compatible with a wide range of needs, so that it can be used without changing the control method and operation. According to the actual control needs,
that is, combining frequency converters with different performances and variable frequency motors with different speeds or torques to quickly build and realize a variety of control requirements.

1 System design purpose and composition

The design purpose of this system is to control ABB inverters through local and remote control methods and complete 4 independent channels
of closed-loop speed control to drive different test objects to rotate.

The entire control system consists of the following four main components: remote control computer, panel industrial computer (touch screen),
PLC and speed-regulating frequency converter. The system design block diagram is shown in Figure 1.

In order to ensure the accuracy of motor speed control, an encoder module is added. The PLC can obtain the feedback of the rotary encoder in the
frequency converter through the ProfibusDP protocol. The speed control is performed through the frequency converter for internal PID closed-loop control.

2 System hardware implementation

2.1 Control some hardware

The control part of the hardware mainly refers to the sum of hardware that supports operators to use the equipment directly or indirectly and complete
the functions of the equipment. Its main hardware includes computer control terminal, touch screen control terminal, PLC control unit, other auxiliary
circuits and measurement and control components.

2.2 Transmission hardware

The transmission hardware mainly refers to the total number of equipment that can relatively independently perform a complete transmission function.
Its main hardware includes frequency converters, variable frequency motors (configured with rotary encoders as needed) and other auxiliary circuits.
Among them, the selection of motors and frequency converters should be based on the principle of selecting the motor first and then selecting the
frequency converter. details as follows:

First, according to the tangential speed at which the object under test is to complete rotation, select the motor speed according to the following formula:
Secondly, choose based on several other important basic parameters of the motor, such as system hardness, torque, weight, etc
. This system uses ABB”s variable frequency motor.

Finally, select an appropriate frequency converter based on the motor power. In addition, the actual situation of the object being tested must also be taken
into consideration, such as whether the rotating load belongs to the heavy-load usage of the frequency converter, etc.

3Software system

System software includes three major categories in total, namely computer control software, touch screen software and PLC software. Among them, the PLC software, as the
underlying software, is responsible for the interaction with the computer control software and touch screen software on the upper side, and the interaction
with the frequency converter on the lower side. Therefore, from the architecture of the entire software system, it can be defined as a host and slave computer structure.
3.1 System development platform

The software system has two control methods: remote and local. The development platforms for the three major categories of software are Windows operating system,
LabVIEW[4] integrated development environment, CodesysV2.3, and CP400.

3.2 System software architecture

The software of the entire system is divided into three types, namely remote control software, PLC control software and local control software. Among them,
the remote control software runs under the Windows operating system and is developed under the LabVIEW integrated development environment; the PLC control software is
developed under the CodesysV2.3 programming environment; the local control software runs on the touch screen computer and is developed under the CP400 environment.
The relationship between the three software is shown in Figure 2.

5AP1130.156C-000 B&R Man machine interface
EMERSON 1C31203G01Analog output module
TRICONEX 3511 Pulse card unit
SCHUMACHER ATCS-15 1464-0320 Constant temperature chamber
KOKUSAI CXP-544A KOMS-A2 Digital quantity output module
IBA ibaFOB-4i-S Reflection memory card
GE WESCOM D200 VME rack
UP55A-001-11-00  YOKOGAWA   Temperature regulator
GE D20 EME 10BASE-T Internal memory card
ENTERASYS A2H124-24FX  Gateway switch
DANAHER S20660-SRS Servo control unit
The base of BALZERS IKR020
PP865A 3BSE042236R2 ABB P800 series man-machine interface
LDGRB-01 3BSE013177R1 ABB PLC module
SY-0399095E SY-0303451D+SY-0303460E FOXBORO DCS spare parts
L0130AD L0130AE-0H FOXBORO Power module
0399071D 0303440C+0303443B FOXBORO Network interface module
0399085B 0303440C+0303458A FOXBORO Control module
UFC762AE101 3BHE006412R0101 ABB Inverter circuit board
UFC760BE141 3BHE004573R0141 ABB Generator excitation module
UFC760BE142 3BHE004573R0142 ABB High pressure plate DCS module
UFC760BE42 3BHE004573R0042 ABB Excitation controller module
UFC760BE41 3BHE004573R0041 ABB Frequency converter module
3ASC25H219B DATX133 ABB Torque observer board
3ASC25H216A DATX132 ABB Torque observer board
3ASC25H214 DATX130 ABB Rotor feedback board
3ASC25H208 DATX100 ABB Pulse trigger plate
3ASC25H204 DAPU100 ABB Analog input module
YOKOGAWA CP451-51 Processor module
PROSOFT PLX32-EIP-SIE Industrial Ethernet communication gateway
MTL 8939-HN Controller base plate
MTL 8937-HN detector
GE INTELLIX MO150 Transformer monitoring system
GE 8811-IO-DC  8-channel safe digital input/digital output
85UVF1-1QD FIREYE Flame scanner
EMERSON A6500-UM Universal Measurement Card
S20360-SRS DANAHER Servo Drive
60M100-00 BENTLY Detector module
3BHE040375R1023 ABB Static excitation system
PPD512A10-150000 excitation controller ABB
ABB LDGRB-01 3BSE013177R1 Input/output module
UNITROL 1020 ABB UNITROL 1010 Indirect excitation system
MPS022 13100203 SCHROFF drive
REXROTH VT-HNC100-1-23 W-08-0-0 R900955334  drive
PP865A 3BSE042236R2 ABB High performance 15-inch touch screen
SPS5710-2-LF 51198685-100 Honeywell power module
SPS5710 51199929-100 Honeywell power module
HIMA F8652X 984865265 DCS card module
F8628X 984862865 HIMA Digital output board
CI570 3BSE001440R1 ABB Communication module
ALSTOM PIB1201A 3BEC0067 Controller module
ALSTOM PIB310 3BHB0190 Adapter module
ALSTOM PIB102A 3BEB0180 Communication card
ALSTOM PIB100G 3BEE0226 Control module
43297029 ALSTOM Input module
BGTR8HE 24491276A1004 ALSTOM rack
UAD155A0111 3BHE029110R0111 ABB Central processing unit
MP3101S2 TRICONEX Safety system module
SPHSS03 Bailey hydraulic servo sub module
RH924UQ FOXBORO Input output module
Y-3023-2-H00AA Allen Bradley  Servo motor
KONGSBERG RMP201-8 Input output system
Kollmorgen S72402-NANANA Servo drive driver
FCP280 RH924YF bottom plate FOXBORO
FCP280 RH924YA FOXBORO Control processor
A4H124-24TX ENTERASYS  Industrial switch
125680-01 BENTLY  Communication card piece
TSXP572634   Schneider  Unity processor
125720-01 BENTLY System module