IC695CPE302 Multi channel module

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.

AAI141-h00/K4A00 AAI141 Analog input module
330103-00-04-10-02-05 3300 XL 8mm short range probe
2093-AC05-MP5 Integrated shaft module
2198-D012-ERS3 dual-axis inverter
1756-OF8A analog output module
1756-IF8A Analog input module
FSCA-01 RS-485 Adapter module
701PGNKF Intelligent power module
1606-XLB240E Power module
IC693BEM330 FIP remote I/O scanner
F3YD64-1P YOKOGAWA Transistor output module
F3YD32-1P YOKOGAWA Transistor output module
F3YP12-0V YOKOGAWA Transistor output module
1734-CTM Input/output common terminal module
20P41AD330RA0NNN Three-phase AC driver
1769-SDN DeviceNet Communication module
2080-LC50-24AWB Programmable Logic controller
2080-LC50-24QBB Compact controller
20F1ANC205JN0NNNNN Adjustable frequency AC driver
25A-D043N114 PowerFlex 523 Series compact low voltage driver
22C-D038A103 AC Powerflex 400 drive
BCU-12 Control unit BCU12
FEN-31 68978955 HTL encoder interface
1769-OF4 Analog output module
MPS022 13100-203 Power module
1784-PKTX/A Network interface card
1FK2104-5AF11-1MA0 servo motor
3G3MX2-A4040-ZV1 multifunctional mini frequency converter
2711-K6C5 PanelView Standard Operator Terminal
1769-IF16C Compact I/O mode
Drive ACS880-01-109A-3 ABB
5069-L320ERS2 compact GuardLogix controller
1783-US16T Ethernet unmanaged switch
1783-BMS10CGL Managed Ethernet switch
2198-D020-ERS3 Kinetix 5700 two-axis servo drive
5069-OBV8S Security output module
AL81G ACQUISITIONLOGIC single-channel Analog input board
05701-A-0281 Single channel control card 05701-A-0281
CG6565/64-2L/8TE NMS Media processing board
D0C-16C SAMSUNG Digital Output and counting board
05701-B-0376 HONEYWELL control card module
05701-A-0303 HONEYWELL control card module
1756-OW16I ControlLogix discrete output module
1756-IRT8I ControlLogix Analog input module
1756-EN2TP Allen-Bradley Communication module
1756-OF8H Allen-Bradley analog output module
1756-IF16H Allen-Bradley analog input module
REF615 HBFDACADABC1BNN21G feeder protection and measurement and control device
Pxi-2510 NI PXI signals are inserted into the switch module
AKM34H-ANC2R-00 KOLLMORGEN brushless servo motor
AKM230-ANCNR-00 KOLLMORGEN servo motor
AKM32H-ANC2R-00 KOLLMORGEN servo motor
MPL-B680H-MJ74AA low inertia servo motor
3500/15-02-02-00 Power module
1794-IB32 Flex I/O DC input module
CX5130-0125 Embedded computer processor
MHD115C-035-PG0-AA MHD synchronous motor
PCIe-6734 NI Multifunctional I/ O device
140ERT85410 Multifunctional input module
SPM-D2-101010B/YB 8440-2167 Synchronizer
8800-1001 WOODWARD digital speed switch
REF611 HCBACB2AA1XE feeder protection and measurement and control device
MPL-B430P-HJ74AA servo motor
1756-PB72 A-B ControlLogix Power Supply
1734-AENTR I/O Dual Ethernet communication module
1769-L24ER-QB1B CompactLogix Encapsulates the controller
TZIDC-V18345-1010521001 Electropneumatic positioner