ABB變頻器ACS880主從功能應用

主從傳動的概述主從傳動控制是ABB變頻器為多傳動應用而設計的功能，系統由若干個ACS880變頻器驅動，電機軸透過齒輪、鏈條或傳送帶等共同負載相互耦合在一起。負載可以均勻地分配在傳動單元之間，負載連線方式如下圖。

電機軸透過齒輪、鏈條的共同負載為剛性連線，如上圖左則連線所示。電機軸透過傳送帶的共同負載為柔性連線，如上圖右則所示。還有一種連線形式，既不是典型剛性連線，又不是典型柔性連線，如：主從共同負載連線不是齒輪、鏈條材料，但又類似上圖左側的連線形式。電機軸透過齒輪、鏈條的共同負載為典型剛性連線時，從機應該採用轉矩控制模式，以使傳動單元之間不存在速度差異。電機軸透過傳送帶的共同負載為典型柔性連線時，從機應該採用速度控制模式，因為傳動 單元之間允許存在微小的速度差異。主從共同負載連線不是齒輪、鏈條材料，但又類似上圖左側的連線形式時，從機應該採用轉矩加速度控制方式，同時開啟視窗控制功能，轉矩選擇器將速度調節器的輸出加到轉矩給定中，正常的執行範圍內從機為轉矩控制，當從機轉矩未跟隨到主機轉矩時，視窗控制功能來調節。

ACS880變頻器XD2D端子通訊主從控制

ACS880 XD2D的主從多臺ACS880變頻器連線起來組成主從鏈路，可以使用光纖電纜，但需要一個額外的FDCO通訊模組，也可以使用XD2D端子用遮蔽雙絞線電纜連線。變頻器與變頻器之間通訊鏈路是一個RS-485匯流排傳輸的環網，允許一臺主機和多臺從機的主從通訊。主機和最後一臺從機變頻器必須設定終端電阻為ON，XD2D端子連線方式原理如下圖所示：

ACS880 XD2D的主從控制的優勢

ACS880的XD2D端子主從控制與ACS800主從控制的通訊比較見下表，如表所示，XD2D方式允許鏈路的最大長度為50 m，主機和從機之間傳輸給定值最大延遲小於5 ms，傳輸速率達4 Mbit/s，高於ACS800變頻器採用光纖主從時的效能。XD2D最大優勢是採用普通遮蔽雙絞線，避免了光纖應用時因環境灰塵汙染帶來的光纖通訊問題。ACS880的XD2D端子主從通訊速度高、可靠、成本低，適用於造紙、鍊鋼、採煤、等系統。

ACS880的XD2D端子通訊主從控制方式的系統硬體設計

ACS880變頻器的主從功能的主機為速度控制，從機為轉矩控制，從機跟隨主機。如下圖所示，圖中造紙網部主棍電氣控制系統作為變頻器的上位機，把控制字、速度、轉矩的指令傳送到主變頻器。ACS880變頻器配置FSCA-01的RS-485匯流排適配模組，滿足Modbus RTU協議。變頻器間的通訊採用XD2D埠，其本質是RS-485通訊，通訊介質採用普通遮蔽雙絞線，其外部通訊連線如下圖所示。

變頻器XD2D方式的主/從通訊引數設定

ABB公司ACS880系列變頻器在XD2D主從應用時，主要針對60組、61組和62組引數設定主機和從機引數。

60組引數：

60.01 主從通訊埠，主機從機都設定為XD2D方式。

60.02 主從節點地址，主機設定為1 ，從機設定為2，用於多個從機應用時區分主機監視的從機資料。

60.03 主從模式，預設為未使用，定義變頻器在主從鏈路上的角色。DDCS主裝置，變頻器是主從DDCS鏈路上的主裝置，DDCS鏈路由光纖電纜或XD2D方式的遮蔽雙絞線電纜組成。採用XD2D主從控制時，主機應設定為DDCS主裝置，上位機的控制指令傳送給這臺變頻器。DDCS從裝置，變頻器是主從DDCS鏈路上的從裝置。採用XD2D主從控制時，從機應設定為DDCS從裝置，上位機不必向這臺變頻器發控制指令，本臺變頻器的控制指令來自主機。

D2D主裝置。變頻器是變頻器間D2D鏈路上的主裝置。D2D傳動到傳動的連線需要變頻器包含N8010授權資訊，使用ACS880應用程式設計程式設計，能夠更靈活的實現變頻器間的資料傳遞。D2D從裝置，變頻器是變頻器間D2D鏈路上的從裝置。DDCS強制，變頻器在主從DDCS鏈路上的角色由其他引數定義。D2D強制，變頻器在D2D鏈路上的角色由其他引數定義。

通訊連結主從拓撲結構：

60.05 主從硬體連線，定義主從鏈路的拓撲結構，採用XD2D主從方式時、主機和從機必須使用星型連線。

定義從哪些從裝置讀取資料：

60.14 主從通訊的從機選擇，該引數僅在主機中設定，定義從哪些從裝置讀取資料，主機引數應設定為從裝置2。

定義從機故障時主機的動作：

60.17 從機故障，該引數僅在主機中設定，此處主機引數設定為故障，即當從機故障時主機因FF7E故障跳閘，相當於增加啟動互鎖功能，防止從機變頻器故障時故障範圍擴大化。

61組定義D2D和DDCS鏈路傳送的資料：

主機向從機發送的控制指令資料包括控制字、給定值1、給定值2。引數設定為：

61.01 主從資料1選擇=從機控制字，

61.02 主從資料2選擇=實際速度給定值，

61.03 主從資料3選擇=轉矩給定值5實際值。

從機向主機發送的狀態資料包括狀態字、實際值1和實際值2，具體引數設定為：

61.01 主從資料1選擇=狀態字 16位，

61.02 主從資料2選擇=實際值1 16位，

61.03 主從資料3選擇=轉矩給定實際值5。

62組定義D2D和DDCS鏈路接收的資料：

62.01主/從資料1選擇、62.02主/從資料2選擇，62.03主/從資料3選擇。

三個引數定義了從機接收到的主機資料的用途，僅需要在從機中設定，具體設定為：

62.01=控制字 16位，

62.02=給定值1 16位，

62.03=給定值2 16位。

外部（EXT1/EXT2）控制地的選擇及控制模式：

主機和從機：19.11 EXT1/EXT2= EXT1或EXT2

19.12 Ext1，19.14 Ext2 控制模式：此引數設定變頻器執行模式，預設為速度，主機設定為速度模式，從機根據負載連線狀態設定為速度、轉矩、相加、最小、最大。速度，速度控制採用的轉矩給定值來自速度給定鏈輸出。從機的速度指令來自主機的速度。主從機的電動機軸採用柔性連線時，可以採用此設定，允許主從機間存在輕微速度差別。轉矩，轉矩控制採用的轉矩給定值為轉矩給定鏈輸出。從機的轉矩給定值來自主機的轉矩鏈輸出，適用於主從機的電動機軸為剛性連線，不允許出現速度差。最小，轉矩選擇器在速度控制器輸出和轉矩給定值中取值較小的一個。僅在特殊場合下使用。最大，轉矩選擇器在速度控制器輸出和轉矩給定值中取值較大的一個。僅在特殊場合下使用。相加，轉矩選擇器將速度給定值鏈輸出加到轉矩給定值鏈輸出。變頻器在正常的執行時為轉矩控制，出現速度偏差超過視窗範圍時，視窗控制會使誤差送到速度控制器，透過速度控制器的輸出引起速度升高或降低，以增加或減少內部轉矩給定值。採用相加選項和視窗控制一起使在轉矩控制模式下的從機形成一種速度監視功能，同時保證了從機跟隨主機的動態響應效能。對於造紙裝置主壓棍和伏棍調速系統而言，共同負載的電機軸連線不是完全的剛性連線，因此從機引數宜採用相加設定。

速度誤差視窗控制：

24.41速度誤差視窗控制使能=允許

啟用速度誤差視窗控制，使變頻器具備轉矩控制的速度監測功能。速度誤差視窗控制僅在相加模式啟用時，或在變頻器為從機速度控制時有效。從機應允許速度誤差視窗控制，同時設定速度誤差視窗控制上下限值。

速度誤差視窗控制方式：

24.42速度誤差視窗控制方式=正常轉速控制（即透過觀察25組引數的25.02、25.03、25.04的值來控制，如果設為P控制、則只觀察25.02值來控制）。

速度誤差視窗控制上下限值：

24.43速度誤差視窗控制上限=5 r/min。（即正轉時給定值-24.43值觸發調整）。

24.44速度誤差視窗控制下限=5 r/min。（即正轉時給定值+24.43值觸發調整）。

選擇外部啟停、方向命令源：20.01 Ext1 命令。

主機：20.01EXT1=主機設定為IN1啟動或其它方式。

從機：20.01EXT1=從機設定為主從連線。從機：20.02EXT1觸發=電平。

從機：20.06EXT2=從機設定為主從連線。從機：20.07EXT2觸發=電平。

從機速度、轉矩給定源選擇：

採用XD2D主從功能的從機，需要設定如下：

22.11 速度給定1選擇=主從給定值1，

26.11 轉矩給定1選擇=主從給定值2。

下表為造紙裝置主壓棍與伏棍的主從控制引數，根據你控制的裝置參考。

主從控制的負載平衡調速方法：

主從採用柔性連線，在主從都是速度控制的情況下，有時需要微調來達到轉矩和速度的平衡。

微調有二種方法：

呼叫主從的25。08 speed drooping，微調主從的速度給定，來達到轉矩和速度的平衡。

Load share方式，涉及的引數有，23。40，23。41，23。43，23。44，26。15。

從而達到最佳效果。

調整的目的都是修正主機和從機的速度給定，讓主從的轉矩和速度平衡。

除錯經驗：

從機的速度限幅要大於主機，並且最小速度限幅要為負值，避免從機觸發速度限幅造成的轉矩震盪。

主從的加減速時間要一致，速度環的PID引數要一致。

主從的電機模型引數要一致（98組引數，透過辯識得到的資料）。

注意從機的控制字，若傳送過來的Foollower CW，停機期間從機接受主機的給定值執行，當主機停止，調製機發給從機控制字第三位變為0。