HE670ACC100 General Electric

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.

ACC-51E Delta Tau  UMAC 4096 Interpolator Accessory Card
GE IC754VSF12CTD 12 inch Fast panel controls and views
TRICONEX 3505E Analog Output Module TRICON 3505E
TRICONEX 3506X High density digital input module TRICON 3506X
TRICONEX 3601E Output Module Digital TRICON 3601E
TRICONEX 3601T Digital Output module TRICON 3601T
TRICONEX 3603T Digital Output module TRICON 3603T
TRICONEX 3604E Digital Output Module 24VDC 16 point TMR TRICON 3604E
TRICONEX 3617E Digital Input Module TRICON 3617E
TRICONEX 3700A Analog input module TRICON 3700A
TRICONEX 3625A Digital Input module TRICON 3625A
TRICONEX 3721N Analog input module TRICON 3721N
TRICONEX 3825X Analog input module TRICON 3825X
TRICONEX 4355X Communication module TRICON 4355X
TRICONEX 8120E Main Box TRICON 8120E
TRICONEX 8311N High-density power module TRICON 8311N
TRICONEX 9561-810 Terminal Base Module TRICON 9561-810
TRICONEX AI6700 Analog input module TRICON AI6700
TRICONEX 9566-810 Terminal Base Module TRICON 9566-810
TRICONEX DI2301 Analog input module TRICON DI2301
TRICONEX AO3481 Analog Output module TRICON AO3481
TRICONEX EPI3382 simulates the input module TRICON EPI3382
TRICONEX MP6004 Analog output module TRICON MP6004
TRICONEX PI3351 Simulates the input module TRICON PI3351
TRICONEX PM6301A Analog Output module TRICON PM6301A
TRICONEX PI3381 simulates the input module TRICON PI3381
TRICONEX 3708EN Analog input module 3704E TRICON 3708EN
TRICONEX 3706A Thermocouple analog input module TRICON 3706A
5SHY4045L0003 3BHB021400 3BHE019719R0101 GVC736BE101 Diode and grid drive circuits
3500/54-03-00 Electronic Speed Detection System 3500/54
DSTS106 3BSE007287R1 Trigger Pulse regulator Advant main process control system
DSTS105 3BSE007286R1 is used to simulate the standby regulator DSTS105 ramp unit
DI650 3BHT300025R1 Digital input 32 channel DI650
3500/92-02-01-00 Communication Gateway 3500/92-04-01-00
TC515V2 3BSE013284R1 AF100 Twisted-pair repeater Advant Field Bus 100 interface
TC512V1 3BSE018059R1 RS485 Twisted Pair modem Advant Controller
DSAO130A 3BSE018294R1 Analog output board 16-channel S100 I/O module
DSTA155P 3BSE018323R1 Connects Unit 14 thermocouple S100 I/O terminal unit
ABB SYN5202-0277 Synchronous device
DSTA002B 3BSE018317R1 Analog input board connected to the unit S100 I/O module
DSTA135 3BSE018315R1 input board analog long connection unit S100 I/O module
DSTA001B 3BSE018316R1 Analog long connection unit S100 I/O module
DSTD190V1 3BSE018314R1 connects to unit 32 Ch control system Advant
DSTA181 3BSE018312R1 Connection unit S100 I/O module for simulation
DSTA156B 3BSE018310R1 connects unit 32 Ch control system Advant
DSDI120AV1 3BSE018296R1 Digital input pad 32 S100 I/O module
CI522AK04 3BSE018451R1 Communication module AF100 interface kit
CI522AK02 3BSE018449R1 Communication bus module AF100 interface
CI522AK01 3BSE018448R1 Field bus interface module AF100 interface suite
CI522AK01 3BSE018448R1 Field bus interface module AF100 interface suite