Home

Ver/Abrir

1. 6 Yo Nu ya iz Ventilador Motor 2 A C caster 0 37 KW 230 460 V 1 8 0 9 A NV A Ventilador del Variador 1 Z Je Ventilador del Variador 2 10 A1 WwW lt a 0 37 KW 230 460 V 1 8 0 9 A Bomba lubricacion caster 2 6 KW 5 5A Ventilador Motor 1 A C caster Bomba lubricacion caster arranque paro DESCRIPCION CUENTA N PLANO N PAGINA SUPERINTENDENCIA 104 34 Rilman Montero ME 004 02 10 MANTENIMIENTO Potencia A C y controles MAQUINA APROBO Auxiliares Coladora Figura A2 39 Plano el ctrico de la conexi n de la ventilaci n de los motores 94 A3 Programa completo de los variadores de frecuencia y la pantalla t ctil A3 1 Programa de los variadores de frecuencia A continuaci n se presenta la programaci n completa de los variadores de frecuencia Como se mencion el programa DSE890 permite la programaci n de variador de frecuencia pero mediante bloques ya definidos que se interconectan para realizar dichas funciones 95 Variador de frecuencia maestro 12 Condicion de disparo RUNNING HEALTHY corriente Gel motor 1 0 ta Motor 1 Error encoder Motor 1 lt __L Error Encoder Motor 1 ADVANCED VIEW LEVEL GQ 9 i Corriente M2 EL Comente Motor 2 2 STARTUP SCREEN PASSWORD Error encoder M
2. EA AA AMAYA AMA ee ee ee ae a OTe El TS8000 Driver Selection Programming Port ome RS 232 Comms Port Series Driver Omron Series C PLC Edit f PLC1 L b RS 485 Comms Port Port Settings 4 Ethernet L X Protocol 1 Baud Rate 9600 y EN Protocol 2 Data Bits Seven y W Protocol 3 PE 2 3 Protocol 4 Stop Bits Two Y Sy Services i 4 Mail Manager Parity Even y OPC Server E m fir Port Sharing ime Manager teh Sync Manager Share Port No TCP Part D lt FireWire Option Card H FireWire Interface FireWire 890 Clear Port Settings Restore Driver Defaults Add Additional Device Figura A2 32 Selecci n de protocolo y dispositivo a comunicar 87 Configuraci n de las comunicaciones Una vez creado el dispositivo para dar el direccionamiento se debe entrar a la pantalla Data Tags que es donde se crean y definen variables internas entradas y salidas de la pantalla ver figura A2 33 lt Tags Inicio Detener VelocidadLinea DiametroRodillo 1 5 DiametroRodillo2 Adelante Atras VelocidadMotor1 VelocidadMotor 12 CorrienteMotor1 CorrienteMotor 12 VelocidadMotor2 VelocidadMotor21 CorrienteMotor2 CorrienteMotor21 AlarmaDriver 1 AlarmaDriver2 AlarmaEncoderM1 AlarmaEncoderM2 PAROEMERGENCIA ContAgua agua ContLogo logo ContMotor mg ContAlarma A Contpre presentacio
3. C C ted at 57600 iF il NE TON LE GAL Of ON Page 2 6 DSE 890 Configuration Tool First Configuration Connecting Parameters to the Application If a motor control block has to be written to or read from the application Inputs and Outputs can be added E to the Motor Control block diagram respectively a REFERENCE For example to add a new input parameter called REVERSE SPEED DEMAND open the Motor Control Block diagram add a new input from the Block menu then rename it to REVERSE shown connected to REFERENCE REMOTE REVERSE RAMP INPUT TRIM INPUT lt gt 8 MIN SPEED CLAMP False TRIM IN LOCAL REVERSE lt gt False REMOTE REVERSE 0 COMMS SETPOINT COMMS SETPOINT lt L gt 1500RPM On exiting the motor Control Macro the additional input parameter Motor Control SETPOINT will automatically appear on the Motor Control block as shown on the right STAR False REVERSE COMMS SETPOINT DSE 890 Configuration Tool Page 2 7 TS8000 Getting Started HA471056U001 Issue 2 Darker aver ENGINEERING YOUR SUCCESS Installation And Power TS8000 Getting Started Installation And Power The following specifications pertain to the TS8000 series HMI SSD Drives retains the right to modify specifications at any time without prior notice Mounting Instructions This operator interface is designed for through panel mounting A panel cutout diagram and a template are provided Care sh
4. Velocidad E tesrica Velocidad de Error RPM retroalimentaci n RPM 399 63 3 445687261 385 7 3 485724295 age 613 6 2 360497122 585 4 2 343815164 799 26 813 5 1 781648024 784 8 1 809173485 Saye 1013 2 1 413807772 985 9 1 318719816 1199 85 1212 1 1 101852547 1184 7 1 183594825 ee 1411 9 0 943733467 1383 9 1 058125402 1612 8 0 893326327 1598 52 0 877061282 114 A5 CVG ALUNASA La empresa ALUNASA fue fundada en el a o 1978 en la Rep blica de Venezuela posteriormente por acuerdos comerciales entre Costa Rica y este pa s la empresa realiza la apertura de una sede en el pa s consolid ndose como una empresa nica en su tipo En 1990 la Corporaci n Venezolana de Guayana CVG adquiri el 100 de las acciones de dicha empresa de ah su nombre actual CVG ALUNASA Esta empresa se dedica a la manufactura y mercadeo de productos de aluminio terminados y semiterminados a partir del lingote primario Se encuentra ubicada en el cant n de Esparza provincia de Puntarenas Costa Rica Es la nica empresa de su g nero en Centroam rica el Caribe y Panam Produce alrededor de 12 mil toneladas anuales exportando m s de un 80 a terceros mercados en Norteam rica Centroam rica Suram rica Europa y el Caribe Como se mencion la producci n de la empresa depende directamente del aluminio con su respectiva aleaci n y de la maleabilidad de este par
5. La empresa CVG ALUNASA trabaja en la manufactura y mercadeo de productos de aluminio terminados y semiterminado El principal m todo de obtenci n del aluminio para la producci n se realiza a partir del lingote de aluminio el cual se somete a un proceso en el rea de Fundici n y Colada en este proceso el lingote de aluminio primero es fundido por el horno de fundici n en su salida se quitan las impurezas y el aluminio fundido pasa al horno de espera este horno se encarga de mantenerlo en estado l quido para luego pasar a la fase de laminado Antes de pasarse a la laminadora el aluminio l quido es mezclado con la aleaci n que se requiera y posterior a esto se esparce y solidifica de inmediato en la coladora continua se pasa por dos rodillos que lo laminan y moldean dando la forma y espesor a cada l mina seg n las necesidades de la empresa seguidamente la l mina es transportada hasta llegar al enrollador donde se forma la bobina y se extrae la bobina de aluminio terminada La m quina coladora continua estaba conformada por un motor dos reductores de velocidad y dos rodillos a los cuales el motor hac a girar para lograr el proceso de laminado Esta m quina presentaba problemas el ctricos debido a que el motor que giraba los rodillos estaba al l mite de sus capacidades de potencia teniendo una velocidad m xima de l nea de 1 97 m min debido al aumento de las necesidades de producci n se requer a aumentar la vel
6. wpm Velocidad angular en la salida del motor RPM w Velocidad angular en la salida del reductor RPM N Relaci n de reducci n Tomando las consideraciones de las expresiones 4 1 4 2 y 4 3 se incorporan en iy r 22 la ecuaci n 3 3 y se obtiene la expresi n _ 1000 PeN _ 2T w 9 81 ET r kgf m 4 4 T torque kgf m Pe potencia el ctrica del motor Kw e eficiencia del motor N Relaci n de reducci n w Velocidad angular en la salida del reductor RPM La constante 9 81 surge por definici n debido a que las unidades de torque usadas son kgf m y las constantes 27 entre 60 surgen de la relaci n de cambio de radianes por segundo a RPM 25 4 Desarrollo de las expresiones para el c lculo de potencia mec nica y velocidad de colado continua 4 3 Requisitos y restricciones para la determinaci n de par metros mec nicos y el ctricos 4 3 1 Consideraciones para c lculo del torque de los rodillos El sistema mec nico del Caster de la coladora continua presenta una serie de restricciones importantes las cuales debieron ser tomadas en cuenta para el c lculo de potencia y velocidad de la maquinaria del Caster Los di metros de los rodillos de laminado se encuentran entre los limitantes ya que por las dimensiones que tiene el Caster permite di metros que no sobrepasen el l mite superior de 959 mm ni sean menores al l mite inferior de 876 mm Debido a la com
7. Al Glosario abreviaturas y s mbolos LCD Abreviatura en ingles para liquit cristal display o en espa ol patalla de cristal liquido PLC Abreviatura para programming logic control o control l gico programable es un dispositivo utilizado para control de procesos o maquinaria Par Conocido como momento de fuerza o Torque mide la tendencia de una fuerza de hacer rotar un cuerpo r gido alrededor de un eje Transductor Es un dispositivo capaz de transformar o convertir un tipo de energ a en la entrada a otro tipo de energ a en la salida Interferencias por modo com n son interferencias que se producen en la se al de informaci n por una fuente de corriente alterna Precarga Proceso usado en la empresa CVG ALUNASA que consiste en ejercer presi n a los rodillo para mantener la abertura entre ambos invariante 67 A2 Manuales y planos el ctricos Manual de usuario del sistema CVG ALUNASA Coordinacion de ingenieria de planta y proyectos CVG ALUNASA Area Fundici n y Colada Manual de usuario para el sistema Dual Drive Realizado por Jocksan E Villalobos Lobo 28 11 2011 ndice Pantalla T ctil 1 C digo de colores La pantalla t ctil TS8006 se program con una interfaz gr fica orientada a tener un c digo de colores para facilitar que el usuario comprenda y asocie los espacios y funciones de cada figura o dato que se presente dentro de la misma Celeste o azul Usado p
8. Pantalla T ctil Alarmas Caster Driver 1 Driver 2 Encoder 1 Encoder 2 Corriente en motor 1 Corriente en motor 2 Valvulas Temperatura Rodillo Superior Entrada gua Rodillo Inferior Ea EA E Sigue Figura A2 15 Pantalla de alarmas del Caster Si se presenta un fallo o error se puede presionar el cuadro de indicaci n y este desplegar una pantalla con indicaciones y procedimiento a seguir esto cando la alarma requiera de una indicaci n especial 76 Descripci n del programa de los Variadores de Frecuencia 5 Descripci n por Bloques El programa instalado dentro de los variadores de frecuencia pretende a partir de una velocidad de l nea de la l mina digitado de O a 4m min y sin importar que los di metros de rodillos del Caster sean diferentes que el sistema reaccione manteniendo invariante dicha velocidad de l nea para ambos rodillos Para mantener la velocidad de l nea de ambos motores sincronizada y constante los variadores de frecuencia se programaron con funciones matem ticas Las cuales muestran a continuaci n Para el variador de frecuencia del superior w a N RPM D Di metro de rodillo superior m w Velocidad angular motor superior RPM Vi Velocidad de linea m min 7 N Relaci n de reducci n Para el variador de frecuencia del rodillo inferior v w EE N RPM D2 Di metro de rodillo inferior m 2 Velocidad angular motor superio
9. La desventaja m s grande de este protocolo de comunicaci n es que al ser una comunicaci n muy veloz casi tiempo real se tiene problemas de sensibilidad ante ruido La informaci n puede corromperse f cilmente ya sea por un entorno con cables de otras se ales radio frecuencias o incluso por una distancia de transmisi n mayor a 10 metros entre dispositivo y dispositivo Los cables de Firewire presentan protecciones especiales como blindajes y el mayor cable que existe en largo es de 10 m para evitar los problemas de corrupci n de informaci n mencionados Tarjeta de Ethernet La tarjeta de Ethernet seleccionada es la 8903 IM 00 Modbus TCP IP 10 100 Mbit s ver figura 5 6 ya que en esta empresa dicho protocolo ya ha sido usado para otros procesos de comunicaci n por lo cual ya es conocido 39 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware Figura 5 7 Tarjeta de Ethernet Modbus TCP IP El protocolo de Modbus TCP IP es un protocolo de alta velocidad aunque la comunicaci n por Firewire es de mayor velocidad en la transferencia de datos Ethernet tiene ventajas en la distancia de transmisi n la distancia entre un dispositivo con otro puede ser hasta de 100 metros mientras que el protocolo de Firewire solo funciona correctamente para distancias de 10 metros o menos 5 3 Descripci n de Software La programaci n de los dispositivos se realiz mediante dos tipos diferentes de software El primero es el 8
10. SW 4 SEL SHT 4 OR 2 INPUT SHT 1 AUTO RESTART OxXDOFO ATTEMPTS 10 S INITIAL DELAY 1 wg S ATTEMPT DELAY 1 TRIGGER 1 WORD 1 OxO0001 TRIGGER 1 WORD 2 9x0009 TRIGGER 1 WORD 2 0x0000 TRIGGER 1 WORD 4 OOOO TRIGGER 1 WORD 5 TRIGGER 1 WORD 8 2 1 S INITIAL DELAY 2 2 1 ATTEMPT DELAY 2 00000 TRIGGER 2 WORD 1 TRIGGER 2 WORD 2 TRIGGER 2 WORD 3 x000 TRIGGER 2 WORD 4 00000 TRIGGER 2 WORD 5 0x0000 TRIGGER 2 WORD 6 gt lt lt Error Driver 1 TRIPS SPD FBK TRIP AND INPUT SHTI cal in 0 SS THRESHOLD EIDELAY a INHIBIT E THRESHOLD 0 1 Ss lDELAY STALL TRIP 480 Sl STALL TI TRO OR CURRENT talc LIMIT TYPE 1 0 TRIPS a EXTERNAL TRIP Face NVERT THERMIST INVERT ENC TRIP False iNPUT 1 BREAK False INPUT 2 BREAK DISABLED EXT TRIP MODE COMMS BREAK TRIPS STATUS FIRST TRIP ACTIVE WORD 1 ACTIVE WORD 2 ACTIVE WORD 3 ACTIVE WORD 4 ACTIVE WORD 5 ACTIVE WORD 6 WARNINGS WORD 1 WARNINGS WORD 2 WARNINGS WORD 3 WARNINGS WORD 4 WARNINGS WORD 5 WARNINGS WORD 6 U PHASE FAULT V PRASE FAULT W PHASE FAULT 0x000 DiISAREED WORD 00800 DISABLED WORD 2 0 0000 DISABLED WORD 3 20002 DISABLED WORD 4 DISABLED WORD 5 0x0000 DISABLED WORD 8 TRIP 10 OLDEST CUSTOM TRIPS OP VERSION OP DATABASE ENABLED KEYS Figura A3 4 Segunda p gina del bloque motor control AUXILIARY FUNCTIONS AUTOTUNE False ROTATING LE 00000 TEST DISABLE 28 SPD LOOP BNDWDTH Sy ISPD MAX TORQUE SPD
11. else ContVentiladorEn 0 MMT Pandicion MMIII findica alarma de error en panel de resistencias del Sniff ASniff 0 if ResistensaSniff 1 for ASniff 0 ASniff lt 2002 ASniff if ASniff gt 1000 ContRSniff 1 else ContRSniff 2 ASniff 0 else ContRSniff 0 findica alarma de error el Spray ASpray 0 if SprayDisparado 1 for ASpray 0 ASpray lt 2002 ASpray if ASpray gt 1000 ContSpray 1 else ContSpray 2 ASpray 0 111 else ContSpray 0 indica alarma de error en un driver2 ATitanio 0 if AlarmaTitanioBoro 1 for ATitanio 0 ATitanio lt 2002 ATitanio if ATitanio gt 1000 ContTitanio 1 else ContTitanio 2 ATitanio 0 else ContTitanio 0 112 A4 Tablas de comparaci n Las siguientes tablas muestran la comparaci n de la velocidad te rica en RPM en contraposici n con las velocidades medidas de la retroalimentaci n mediante el encoder Basado en las tablas 6 1 y 6 2 Tabla A4 1 Porcentaje de error entre la velocidad te rica y la retroalimentaci n con el di metro de rodillo de 876 mm Velocidad Velocidad de te rica retroalimentaci n RPM RPM Error ge OS ee 437 494 sega ee 656 24 o A 874 989 ese E Se 1093 74 ras gt 1312 48 a E 1531 23 a 1749 98 1736 7 0 758865816 113 Tabla A4 2 Porcentaje de error entre la velocidad te rica y la retroalimentaci n con el di metro de rodillo de 979 mm
12. produce dicho efecto La velocidad de las barras de la parte superior del rotor respecto al campo del estator tiende hacia la derecha lo que induce una tensi n hacia afuera de la pagina ver figura 3 4 mientras que en las barras interiores se genera una tensi n hacia el interior de la pagina Esto genera una corriente de la misma manera hacia fuera en las superiores y hacia adentro en las inferiores Sin embargo debido a que el rotor en conjunto es inductivo genera un atraso en la corriente pico respecto al voltaje pico esto genera un campo magn tico de rotor 11 3 Principios te ricos relacionados con la coladora continua Voltaje neto Ez Figura 3 4 Voltage corriente y campos magn ticos generados en el motor jaula de ardilla 4 En la figura anterior Bs es el campo magn tico del estator Br es el campo magn tico en el rotor Ir la corriente inducida en el rotor Ex es la tensi n neta inducida en el rotor Bnetes el campo magn tico neto producto del campo del estator y del campo del rotor y w la velocidad angular Estos campos campo estator y campo del rotor inducen un par en la m quina contrario a las manecillas del reloj Y como el par en el rotor va en contra de las manecillas del reloj el rotor se acelera en esa direcci n La ventilaci n forzada es un sistema de enfriamiento de motores con el cual el ventilador consta de un motor propio esto es usado en aplicaciones en las que el motor se trabaja con un variad
13. rea blanca mientras que si se digita la tecla de abajo se restan 100 10 o 1 respectivamente al valor en el rea en blanco 3 Informaci n general Es importante referirse a ciertas caracter sticas y atribuciones que se hicieron a la interfaz grafica de la pantalla Estas caracter sticas se dieron para darle un mejor aprovechamiento y mejorar la eficiencia y comprensi n del uso de la pantalla t ctil Los atributos son La pantalla principal del sistema cuenta con la hora y fecha Cada pantalla exceptuando al principal posee dos reas enmarcadas son El rea de informaci n Es un cuadro gris enmarcado de azul se encuentra siempre al principio de cada pantalla En esta rea se muestran los datos y mediciones que son monitoreadas son solo datos que brindan alguna informaci n relevante para los operadores y no se pueden cambiar solo leer El rea de Control esta rea se encuentra justo debajo del rea de informaci n en esta se encuentran los par metros de control de los procesos o maquinaria Los datos en esta rea se pueden cambiar o ajustar seg n las necesidades del proceso Se implemento pantallas de ayuda para que el usuario pueda acceder desde la pantalla y entender el proceso que se realiza as como los botones asociados a dicha pantalla La ayuda se despliega oprimiendo el bot n con 73 Pantalla T ctil un signo de interrogaci n que se encuentra en todas las pantallas a la izquierda en la
14. 2 Axis Hydraulic Servo 16 Point 79V 132 AC Input Figure 19 Ethernet Interface Selection amp Controller Parker _SSD_Ethernet_IP Controller Tags Controller Fault Handler Power Up Handler Genera Connection ASNetwork Module Info Port Configuration Port Diagnostics Backplane S Tasks Type 1756 ENBT 4 1756 10 100 Mbps Ethemet Bridge Twisted Pair Media MainTask Vendor Allen Bradley j Pe bo 3 MainP 3 MainProgram rai Adthess HostName 2 Unscheduled Programs amp Motion Groups Ungrouped Axes Trends amp Data Types G User Defined Ge Strings wE Predefined if Module Defined 3 1 0 Configuration 1756 Backplane 1756 413 ffa 0 1756 L55 Parker_SSD_Ethernet_IP 9 1 1756 ENBT A Ethernet Interface Description Ethemet Interface for Ethemet IP Address 192 168 1 240 Host Name Slot fi Revision g Je fi a Electronic Keying Compatible Keying al Comm Format and Major Revision cannot be changed while pending edits exist Figure 20 Ethernet Interface Setup 8903 1M 8903 1P amp 8903 PN Ethernet Communications Interfaces 8902 EQ HTTL Speed Feedback Option HA469255U001 Issue 4 Technical Manual aerospace climate control filtration fluid amp gas handling hydraulics pneumatics process control sealing shielding ENGINEERING YOUR SUCCESS Wiring the System WARNING Disconnect all sources of pow
15. 9 C digo fuente de detecci n de errores La figura A3 9 se muestra el c digo fuente encargado detectar cualquier error en el sistema y de mostrar la se al de alarma en la pantalla t ctil Presentacion Cuatro 4 presentacion 0 for presentacion 0 presentacion lt 10000 presentacion Contpre Contpret i if Contpre 9998 GotoPage Principal Contpre Contpre Cuatro Cuatro Figura A3 10 C digo fuente de pantalla de presentaci n La figura A3 10 se muestra el c digo fuente encargado de mostrar una pantalla al iniciar el sistema con los datos del creador y la empresa 105 Abre la pagina de acciones a tomar ante una falla en el encoder if El 1 s AlarmaEncoderM1 1 GotoPage EncoderDanado if E2 1 as AlarmaEncoderM2 1 GotoPage EncoderDanado Figura A3 11 C digo fuente ayuda ante fallo de encoder La figura A3 11 se muestra el c digo fuente que abre una pantalla de ayuda con un mensaje en la secci n de alarmas ante alg n fallo del encoder del sistema mec nico Abre la pagina de acciones a tomar ante una falla en el Driver if Di 1 ss AlarmaDriverl 1 GotoPage ErrorDriver if D2 1 amp amp AlarmaDriver2 1 GotoPage ErrorDriver Figura A3 12 C digo fuente de pantalla de presentaci n La figura A3 12 se muestra el c digo fuente que abre una pantalla de ayuda con un mensaje en la secci n de alarmas ante alg n fal
16. MUST use the Autotune feature after entering your parameter values Set up using the Closed Loop Vector Mode high performance applications where the drive uses external sensors encoders to automatically compensate for load changes In this mode speed feedback signals from the motor shaft encoder are processed to determine the rotational speed of the shaft A PI algorithm within the software uses this information to produce varying gate drive signals to the drive circuits These signals cause the drive to output the required voltage and frequency for a particular motor speed You MUST use the Autotune feature after entering your parameter values 890CS Common Bus Supply Frames B amp D 820CD Common Bus Drive and 890SD Standalone Drive Frames E amp F 5 34 890SD Standalone Drive 4 2 Configure the 890SD Standalone Drive You must now configure each 890SD Standalone Drive to your application This is done using the DSE 890 Configuration Tool supplied on the CD or the keypad Using the DSE 890 Configuration Tool The DSE 890 Drive System Explorer Configuration Tool has a full Help system Insert the DSE 890 disk into your PC and follow the on screen instructions Use the tool to set up the I O connectivity so that it meets the requirements for each 890SD Standalone Drive When connected enter the set up parameters as discussed on page 5 36 Connecting to a PC Connect the 890SD Standalone Drive to your PC using an approved m
17. P L gt ParoEmergencia Figura A2 16 Diagrama de bloque de control del Variador de rodillo superior El sector del diagrama de bloques en gris ver figura A2 17 a continuaci n es el encargado de recibir los par metros del proceso provenientes de la pantalla y realiza las funciones de ajuste y c lculo que se presentaron anteriormente para la velocidad para el motor del rodillo superior Figura A2 17 Programaci n para el c lculo de la velocidad de los motores La figura A2 17 muestra las entradas necesarias para los c lculos y los bloques multiplicadores para lo mismo La entrada de Inicio es la que sincroniza el arranque de los motores 78 Descripci n del programa de los variadores de frecuencia Jog Adelante _L_ gt Motor Control direccion jog Jog Atras lt L gt RelacionD1D2 Y gt a 6 Lar gst jog O Detener sinerp Figura A2 18 Programaci n para pulso adelante pulso atr s y para frenar el motor La figura A2 18 muestra el pulso ya sea hacia adelante o hacia atr s jog y el pulso para detener el motor el cual debe mantenerse en 1 l gico y pasar a O para frenar por esto se usa el inversor EJENABLE X1501 F AE lt L gt ParoEmergencia Figura A2 19 Programaci n para paro de emergencia y env o de di metro de rodillo del variador inferior La figura A2 19 muestra la entrada digital de paro de emergencia del sistema proveniente del panel de operadores Tambi n se mues
18. coladora continua de la empresa CVG ALUNASA de un sistema que permita aumentar la velocidad de la l nea de producci n a 4m min 2 2 Objetivo General Sustituir el sistema el ctrico y electr nico encargado de hacer girar los rodillos de la laminadora de la m quina coladora continua de la empresa CVG ALUNASA por un sistema de mayor potencia y velocidad 2 3 Objetivos Espec ficos Calcular la potencia m xima para cada uno de los nuevos motores del sistema mec nico de la m quina coladora continua que permita cubrir las necesidades de velocidad de la l nea de producci n de la empresa Dise ar un control programado s ncrono para el control del sistema mec nico Implementar el control del sistema mec nico 2 Meta y Objetivos Implementar una interfaz gr fica programada para una pantalla LCD t ctil que permita al operario tener el control del sistema mec nico y sistema de control Cap tulo 3 Principios te ricos relacionados con la coladora continua 3 1 Conceptos generales del proceso de laminado y de la coladora continua Fundici n y colado es una de las reas mas importantes del proceso de producci n de la empresa CVG ALUNASA Dicho proceso es realizado por un conjunto de hornos y m quinas ver figura 3 1 El lingote de aluminio es fundido en el horno de fusi n A1 fundido el aluminio se le quitan las impurezas y se transfiere al horno de espera A2 donde se mantiene en estado l quido y
19. de VelocidadMotor1 VelocidadMotor2 CorrienteMotort CorrienteMotor2 Selecci n de parametros del proceso de colado VelocidadLinea DiametraRodillo1 DiametroRodillo2 Si VelocidadLinea 0 y DiametroRodilla1 0 y DiametroRadillo2 0 y Inic 1 Se env a la se al de Inicio del sistema Si Adelante 1 Env a un pulso hacia adelante mientras est oprimido el bot n Si Detener 1 Env a un pulso hacia atras mientras est oprimido el bot n El sistema continua su funci n Env a la se al para detener el seg n los parametros sistema seleccionados Figura 5 25 Diagrama de flujo de la funci n principal del la pantalla TS8010 La programaci n de la funci n principal adem s de realizarse en el ambiente de la interfaz gr fica figura 5 26 se hizo uso de herramientas como c digo fuente figura 5 27 para generar operaciones complejas como condiciones y decisiones de operaciones a realizar ante cualquier cambio 54 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware Informacion Velocidad Motor 1 Velocidad Motor 2 Corriente Motor 1 Corriente Motor 2 m min Figura 5 26 Pantalla de interface gr fica de la coladora continua Frenado e Inicio del sistema y envio de un numero constante Cuatro 4 if Inic 0 Cuatro 4 1 if Detener 1 Cuatro 4 Inicio 0 VelocidadLinea DiametroRodillol DiametroRodillo 1 J if Inic 1 s DiametroRodillol 0 s DiametroR
20. deg Range xx deg This diagnostic provides the motor shaft position before the gear box 8902 EQ HTTL Speed Feedback Option Parameter Descriptions LOAD POSITION PREF 71 10 Default xx deg Range xx deg This is the position of a shaft on the other side of a gearbox attached to the motor If a gearbox is not fitted set LOAD G BOX RATIO to 1 This variable is controlled by the position loop i e the position loop will force the load position to equal the demanded position ENCODER TYPE PREF 71 04 Default 0 Range See below This parameter defines the type of encoder being used Quadrature and Quadrature Diff A wrt A B wrt B direction forward direction reverse assumes ENCODER INVERT is FALSE Clock Dir and Clock Dir Diff Awrt A B wrt B direction forward direction reverse assumes ENCODER INVERT is FALSE Clock and Clock Diff A wt A B wrt B ignored direction forward direction forward assumes ENCODER INVERT is FALSE Enumerated Value Type 0 QUADRATURE single ended pulse encoder 1 CLOCK DIR single ended pulse encoder 2 CLOCK single ended pulse encoder 3 QUADRATURE DIFF differential pulse encoder 4 CLOCK DIR DIFF differential pulse encoder 5 CLOCK DIFF differential pulse encoder 6 SINCOS INC sin cos encoder 7 ABS ENDAT ST single turn endat absolute encoder 8 ABS ENDAT MT multi turn endat absolute encoder Save the Applicatio
21. hay dispositivos del proyecto que necesitaban comunicaci n con alta velocidad y otros dispositivos necesitan mayor seguridad en la transferencia de datos debido a la distancia y un ambiente ruidoso 33 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware 5 2 1 Selecci n de Hardware Variador de frecuencia La serie AC890 Standalone marca Parker es una de las m s modernas y nuevas de la actualidad En CVG ALUNASA se plantea el uso de marcas que ya se hayan trabajado dentro de la empresa para facilitar el uso y comprensi n de los t cnicos por este motivo se seleccion un variador de frecuencia de marca Parker Debido a las caracter sticas de potencia de los motores la estructura de los variadores de frecuencia seleccionados es tipo F modelo 890SD 4 0105F B 1F A US Esta estructura es propia de drivers con potencia de 75 Hp a 150 Hp la figura a continuaci n muestra dicho dispositivo FRAME F 55 110 kW 75 150 HP Figura 5 2 Variador de frecuencia 890SD 10 A nivel interno el variador de frecuencia presenta una estructura con m ltiples puertos para programaci n del dispositivo y entradas anal gicas y digitales Los dos campos de interface opci n A y B son adaptaciones mediante tarjetas para seleccionar diferentes tipos de comunicaci n con otros dispositivos la interface de retroalimentaci n de velocidad opci n F es usada para colocar la tarjeta correspondiente al encoder que se va a usar
22. in DSE The element number then increments by 1 if the Data Type of the previous variable is Word as Word otherwise it increments by 2 Data Type Set as follows DSE Type TS8000 Data Type SINT16 Word as Word UINT16 SINT32 Word as Long UINT32 REAL Word as Real 8903 1M 8903 1P amp 8903 PN Ethernet Communications Interfaces 24 Ethernet IP Allen Bradley ControlLogix 1 Start a new program and select the PLC processor and chassis type that is used in your project Our example uses a 1756 L55A processor and 1756 A7 B rack Remain Offline until you are ready to download the program Using the I O Configuration insert the Ethernet interface that will be installed Right click on the I O Configuration select New Module Our example uses 1756 ENBT A Input the desired IP address and slot in the PLC Controller Parker_SSD_Ethernet_IP Controller Tags Controller Fault Handler 3 Power Up Handler oj amp Tasks a MainTask amp MainProgram Unscheduled Programs amp Motion Groups Ungrouped Axes G Trends amp Data Types User Defined H Er Strimgs Er Predefined Module Defined 1756 Ethernet Communication Interface 1756 EWEBJA 1756 10 100 Mbps Ethernet Bridge w Enhanced Web Services 1756 H5C 1756 High Speed Counter 1756 HYDOZ
23. la realidad al realizar una conversi n a par metros el ctricos para la selecci n apropiada de un motor usando las caracter sticas el ctricas de fabricante del mismo Zo La relaci n que existe entre las velocidades angulares expresi n 4 6 en el sistema incide positivamente en el tiempo de frenado s ncrono de los motores del sistema 3 Al hacer uso de un variador de frecuencia para control de motores de alta velocidad 1750 RPM o mayor a bajas velocidades se pueden presentar problemas para mantener la potencia y exceder la corriente nominal del motor 4 Para obtener un sistema de control eficiente y optimizar la velocidad del sistema se debe estructurar y distribuir los c lculos y funciones asign ndolos a los dispositivos de control principal esto para evitar recargar un solo dispositivo 5 Un dispositivo asignado como maestro en el sistema de control facilita la programaci n la sincron a y permite un manejo apropiado y eficiente de los dem s dispositivos que conforman el sistema 6 El uso de un sistema de control con comunicaci n por Firewire permite un desempe o de alta velocidad pero para la distancia de comunicaci n entre pantalla y el variador de frecuencia mayor a 10 m se corrompen y da an los datos transmitidos 63 7 Conclusiones y recomendaciones 7 2 Recomendaciones l Al hacer uso de un variador de frecuencia para control de motores de corriente alterna se debe tener bien claro
24. no inicia Pantalla t ctil LCD La TS8010 de la marca Parker de la serie TS8000 es una pantalla t ctil anal gica LCD de 24 Va y 33 W posee una memoria de 8 Mb expandible compatible con la serie AC890 de variadores de frecuencia FOME Siria BLAH Figura 5 4 TS8010 pantalla t ctil LCD 1121 En la figura anterior se muestra la forma de la pantalla TS8010 la cual posee un tama o de la pantalla t ctil de 10 4 pulgadas en diagonal y al lado de la misma tiene una serie de botones numerados del Fl al F7 a los cuales se les pueden asignar funciones o p ginas dentro de la programaci n de la pantalla 36 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware La TS8010 posee diversos formatos y modos de comunicaci n RS 232 422 485 y 10 100 Base T Ethernet para la transmisi n y recepci n de informaci n ver figura 5 5 Por el direccionamiento que se da dentro de la pantalla se puede conectar y comunicar con varios dispositivos distintos en paralelo permitiendo un control m s eficiente de todo el equipo electr nico que conforma el sistema Ground Connection a RTS Pin 6 RTS Pin 6 COM COM Tx Pin 1 Rx eTxB Pin 1 ssa n L lel E Power Supply COMMS Port COMMS Port 2 o N a E t E N N Figura 5 5 Diagrama de puertos de comunicaci n de la pantalla TS8010 Este tipo de pantalla posee sonido para indicaciones importantes com
25. para la retroalimentaci n del 34 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware sistema La siguiente figura muestra el diagrama funcional de un variador de frecuencia Standalone 890SD Standalone Drive Figura 5 3 Diagrama de bloques funcionales del 890SD Standalone Drive 11 Las entradas digitales del drive usan pulsos de 24 V de corriente continua mientras que las entradas anal gicas usan un rango de 10 V a 10 V e incluso se pueden ajustar para rangos de 0 a 20 mA Este tipo de variador de frecuencia adem s de sus funciones normales de control de motores de corriente alterna tambi n posee una ventilaci n integrada 35 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware dentro del sistema para mantener los niveles de temperatura de operaci n adecuados ver anexo manual del variador de frecuencia en condiciones de operaci n pagina 5 4 y 5 5 Presentan una entrada de control de temperatura para evitar que el motor sufra sobre temperaturas que puedan da arlo los terminales 08 y 09 del modulo x16 son para conectar la resistencia t rmica del motor El error trip de sobre temperatura se acciona cuando la conexi n da una resistencia mayor a los 4 kQ estos terminales son muy importantes ya que en caso de que el motor no tuviese sensor de temperatura estos terminales se deber an poner en corto circuito para que el variador entre en modo de operaci n de lo contrario su sistema
26. si se genera un error en el encoder o en las termo resistencias de la ventilaci n 83 Descripci n del programa de los variadores de frecuencia VO TRIPS THERMISTOR ENCODER EXTERNAL TRIP OR 4 INPUT OR 1 INPUT SHT 4 OR 4 INPUT INVERT THERMIST False INVERT ENC TRIP cos INPUT 1 BREAK S INPUT 2 BREAK piso EXT TRIP MODE SElCOMMS BREAK Figura A2 27 Bloque de detecci n de errores externos P gina 3 dentro del bloque Motor Control En esta p gina se definen los datos de fabricante del motor y del encoder haciendo el autotuning el variador de frecuencia calcula y define los valores del motor reales despu s de la pruebas en el motor Sin embargo el encoder si debe ser configurado correctamente con los datos de placa de lo contrario podr a generar saltos o cambios de direcci n bruscos al momento de dar arranque al motor MOTOR INDUCTION GWER BASE FREQUENCY MOTOR VOLTAGE MOTOR CURRENT MAG CURRENT NAMEPLATE RPM MOTOR CONNECTION MOTOR POLES LEAKAGE INDUC MUTUAL INDUC ROTOR TIME CONST gt TOTAL INERTIA Figura A2 28 Bloque de datos de fabrica del motor 84 Descripci n del programa de los variadores de frecuencia ENCODER E ISW A IMPUT SHT 4 NCODER FEEDBACK SHAFT POSITION 3 LOAD POSITION IC 1 x SHT 4 CALIBRATN STATUS REV COUNT LINE COUNT X4 PULSE ENC VOLTS ENCODER LINES ENCODER INVERT ENCODER TYPE OUTPUT GBOX IN ENCODER MECH O S
27. son dispositivos muy tiles para el control y monitoreo de informaci n Con una programaci n que facilita el crear una interface gr fica para la observaci n y control de procesos Esta interface gr fica es formada seg n las necesidades de la empresa o usuario Las ventajas que presentan estas pantallas son que su mayor a poseen memoria integrada de 4MB a 32MB dependiendo de marca o tama o de pantalla la 16 3 Principios te ricos relacionados con la coladora continua cual permite almacenar datos y c lculos adem s de que permite realizar funciones l gicas y matem ticas que facilitan el procesamiento de los datos para el control del sistema 3 2 Colada continua Colada o vaciado es el nombre que se le da a uno de los procesos m s antiguos que se conoce y aplica a n en la actualidad para trabajar con metales Este consiste en dejar caer o vaciar material l quido en un molde y dejar que se solidifique Este proceso realizado en materiales met licos sigue siendo usado por ser uno de los m s simples y eficientes m todos de trabajar metales ya que permite moldear las piezas O partes met licas sin necesidad de procesos de mec nicos complejos solo se vierte en metal fundido en un molde el cual le da la forma de la parte o pieza semi terminada o terminada requerida para el producto El proceso de colada continua ha sido desarrollado como m todo alternativo para la producci n de hierro fundido sin moldes o proc
28. 1750 RPM se calcul la relaci n de reducci n para el reductor de velocidad haciendo uso de la expresi n 4 3 1750 N 1 454 N 1203 6 1204 Para calcular el torque requerido por un solo motor usando la expresi n 4 4 y despejando la potencia el ctrica se obtiene 210 gt _ 981 q 26159 1750 eT 1000 0 95 1204 Los requerimientos fueron hechos por el jefe del departamento de coordinaci n de ingenier a de planta y proyectos de la empresa CVG ALUNASA el ingeniero Osvaldo Gonz lez Alvarez 28 4 Desarrollo de las expresiones para el c lculo de potencia mec nica y velocidad de colado continua Per 41 12 kW Poy Potencia el ctrica te rica para cada motor A este valor te rico de potencia se le suma el 30 m s para tener un margen de seguridad este margen fue establecido por el ingeniero encargado del departamento de coordinaci n de ingenier a de planta y proyectos de CVG ALUNASA Lic Osvaldo Gonz lez Alvarez Por lo tanto Por Per 30 Por 4 5 Pop 53 46 kW Pop Potencia el ctrica requerida con factor de seguridad para los motores Poy Potencia el ctrica te rica para cada motor La potencia de 53 46 kW fue la usada para seleccionar los motores de corriente alterna para cada uno de los rodillos los motores seleccionados los cuales son de 1750 RPM y 55 kW o 75 Hp 4 3 3 Velocidad de l nea sincrona Para mantener la velocidad de l nea de ambos motores sincronizada sin
29. 890CS Common Bus Supply Frames B 8 D 820CD Common Bus Drive and 890SD Standalone Drive Frames E 8 F Product Overview 3 5 Functional Diagrams 890CS Common Bus Supply 890CD Common Bus Drive Busbars KEYPAD KEYPAD INTERFACE INTERFACE OPTIONA RS232 FIELDBUS PROGRAMMING HMI REMOTE x01 24V O PORT 24V O X10 PROGRAMMING PORT AUXILIARY SUPPLY ovo OPTION F ovo X O SPEED O CONNECTOR FEEDBACK x02 O for future use INTERFACE 24V OUT O O DIGIN 1 O x12 ENABLE C aci n v oO OPTION B AOUT MODE Q FIELDBUS AOUT O O COMMS ov ouT O Q INTERFACE ce O ANALOG I O O x1 RS232 O Q A DOUT4 j PROGRAMMING HMI REMOTE O B PORT x 10V O A 10V O 5 A pouts Half x13 DIGITAL 1 0 OA VOLTAGE SELECTOR Q DOUT6 s1 VOLTAGE SELECTOR Controlled OM convecror SB Rectifier O for future use O NC not connected x04 O O MTRTHRMA PRE TRIP WARNING REUN X14 AO MT THEME CONTACTS pours BO RELAY DC HEALTH 24V O CONTACTS O vo X15 O DIN1 O DIN2 O DIN3 O DIN4 O aie DIN5 O DIGITAL 1 0 KR DING O DIN7 O DBR DBR L1 L2 L3 DC DIN8 DOUT1 O DIN9 DOUT2 O Figure 3 1 Functional Block Diagram of 890CS Common Bus Supply amp 890CD Common Bus Drive 890CS Common Bus Supply Frames B amp D 820CD Common Bus Drive and 890SD Standalone Drive Frames E amp F 3 8 Product Overview Option Cards The 890CD Common Bus Drive and 890SD Standalone Dr
30. 90DSE software de programaci n de los variadores de frecuencia y el otro es el software de programaci n de la pantalla t ctil el DSL El software 890DSE es una herramienta de programaci n por medio de m dulos ya definidos y estructurados Es una programaci n en bloques de control cuyas funciones entradas y salidas est n definidas Estos bloques pueden presentar funciones b sicas como una entrada una compuerta l gica o m s complejas como un multiplicador un contador o incluso bloques muy complejos con funciones 40 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware especificas de procesos mec nicos como un bloque de control de lazo de velocidad un bloque de control PID Estos bloques tanto los simples como los complejos se conectan entre ellos con el fin de lograr el control requerido para el proceso a realizar de los motores En la figura a continuaci n se presentan algunos bloques definidos por el software REFERENCE SPEED DEMAND SPEED SETPOINT REVERSE LOCAL SETPOINT LOCAL REVERSE FWIRE SETPOINT SPEED DEMAND REMOTE SETPOINT Sa SPEED TRIM aa E MAX SPEED CLAMP 110 MIN SPEED CLAMP Fae TRIM IN LOCAL Se REMOTE REVERSE I COMMS SETPOINT 1500 RPMI wax SPEED FEEDBACKS DC LINK VOLTS TERMINAL VOLTS SPEED FBK RPM SPEED FBK REV S SPEED FBK HEATSINK TEMP FEEDBACK HEATSINK TEMP TORQUE FEEDBACK FIELD FEEDBACK MOTOR CURRENT MOTOR CURRENT A STACK RATING A QUADRATIC TORQUE HIGH OVERLOAD LE
31. C QUADRATIC 0 C to 40 C 32 F to 104 F derate up to a maximum of 50 C Output power is derated linearly at 2 per degree centigrade for temperature exceeding the maximum rating ambient for the drive Product Enclosure Rating IP20 UL c UL Open Type North America Canada Type 1 Suitable for cubicle mount only Cubicle Installation The 890 must be installed to EN60204 Standard in the cubicle For USA the cubicle shall meet the requirements of UL50 Cubicle Rating Cubicle to provide the following attenuation to radiated emissions Attenuation to RF in EMC Enclosure Standard spectrum 30 1000MHzZ EN61800 3 Category C3 ONE EN61800 3 Category C2 Restricted Distribution 10db EN61000 6 3 EN61800 3 Category C1 Unrestricted Distribution 20db EN61000 6 4 890CS Common Bus Supply Frames B 8 D 820CD Common Bus Drive and 890SD Standalone Drive Frames E amp F 890SD Standalone Drive 5 5 890 Operating Conditions Altitude If greater than 1000m above sea level derate by 1 per 100m to a maximum of 2000m Humidity Maximum 85 relative humidity at 40 C 104 F non condensing Atmosphere Non flammable non corrosive and dust free Climatic Conditions Class 3k3 as defined by EN50178 The product has been tested to the following specification Test Fc of EN60068 2 6 10Hz lt f lt 57Hz sinusoidal 0 075mm amplitude 57Hz lt f lt 150Hz sinusoidal 1g 10 sweep cycles per axis on each of three mutually pe
32. EMOTE REVERSE direccion jog lt _ gt nn SHT 2 INPUT 1 0UTPUT 1900 RPM AX SPEED COMMS SETPOINT SincroniaTiempo lt gt REFERENCE STOP STOP RAME RUN STOP MODE STOP TIME 8 5 STOP ZERO SPEED 3 SISTOP DELAY RAME EAST STOP MODE 30 S FAST STOP LIMIT anna SFAST STOP TIME 1200 H2 S FINAL STOP RATE Figura A2 24 Bloques de configuraci n y definici n de la velocidad del drive maestro 81 Descripci n del programa de los variadores de frecuencia Los bloques de la figura A2 24 son bloque donde solo se define el valor del par metro como las velocidades pero no poseen la l gica de control como inicio o frenado solo las velocidades para realizarlos El SPEED LOOP es el bloque encargado de mantener y controlar la velocidad de los motores mediante la retroalimentaci n y comparaci n con la velocidad que se desea en la salida Es importante antes de poner a funcionar el sistema con lazo cerrado que primero se haga autotuning con el modo de CLOSE LOOP VECTOR esto para que el variador de frecuencia mida los valores y par metros reales del motor con la finalidad de que este haga un modelado el ctrico del motor para un eficiente control de velocidad La siguiente figura muestra el bloque de SPEED LOOP SPEED LOOP TOTL SPD DMD RPM TOTAL SPD DMD SPEED ERROR TORQUE DEMAND DIRECT INPUT PHASE INPUT DEMAND SOURCE SPD Pl OUTPUT SPEED PROP GAIN SPEED INT TIME JINT DEFEAT SPEED INT PRE
33. Instituto Tecnol gico de Costa Rica Escuela de Ingenier a Electr nica Tecnol gico de Costa Rica Modificaci n el ctrica y electr nica de la m quina coladora continua de aluminio Informe de Proyecto de Graduaci n para optar por el t tulo de Ingeniero en Electr nica con el grado acad mico de Licenciatura Jocksan E Villalobos Lobo 23 de enero del 2012 TEC Tecnol gico N de Costa Rica INSTITUTO TECNOLOGICO DE COSTA RICA ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRONICA PROYECTO DE GRADUACI N l TRIBUNAL EVALUADOR Proyecto de Graduaci n defendido ante el presente Tribunal Evaluador como requisito para optar por el t tulo de Ingeniero en Electr nica con el grado acad mico de Licenciatura del Instituto Tecnol gico de Costa Rica A Miembros del Tribunal MSC Arys Carr squilla Batista Profesor lector Ing Juan Carlos Jim nez Robles Profesor asesor Los miembros de este Tribunal dan fe de que el presente trabajo de graduaci n ha sido aprobado y cumple con las normas establecidas por la Escuela de Ingenier a Electr nica i Cartago 23 de enero del 2012 www tec ac cr Declaratoria Declaro que el presente Proyecto de Graduaci n ha sido realizado enteramente por mi persona utilizando y aplicando literatura referente al tema e introduciendo conocimientos propios En los casos en que he utilizado bibliograf a he procedido a indicar las fuentes mediante las respectivas citas bibliogr ficas En
34. MAX SPEED POWER LOSS CNTRL aes PWR LOSS ACTIVE ENABLE 447 N TRIP THRESHOLD 20 VICONTROL BAND de S ACCEL TIME 20 DECEL TIME TIME LIMIT a INITIAL STEP ISTACCEL LIMIT 500 H2 S IDECEL LIMIT One BRAKE RESISTANCE TE RW BRAKE POWER 25 SEC OVER RATING False INT DB RESISTOR SYNCHRONIZING SYNCHRONIZED PHASE LOSS CLOSE PRECHARGE ENABLE DRIVE STATUS me PRECHARGE CLOSED ase OC VOLTS DEMAND BRAKE MODE ENERGY METER 100 La figura A3 4 muestra la segunda p gina interna del bloque motor control en esta se encuentra el bloque de l gica secuencial Dicho bloque posee se ales de l gica de control de los motores como los tipos de frenado frenado r pido de emergencia frenado de rotor libre direcci n de giro del motor habilitar y deshabilitar el variador de frecuencia frenado y a la salida de este bloque se puede detectar si el variador de frecuencia est funcionando se genero alg n error o est en proceso de detenerse entre otras Dentro de esta p gina se encuentran los bloques de detecci n de error trips los cuales permiten protecci n del sistema ENCODER 1SW 4 INPUT SHT 1 MOTOR INDUCTION ENCODER FEEDBACK SHAFT POSITION q BASE FREQUENCY __ LOAD POSITION 1C 4 x SHT 1 Vic CALIBRATN STATUS MOTOR VOLTAGE ped a REV COUNT MOTOR CURRENT LINE COUNT X4 4 MAG CURRENT e PULSE ENC VOLTS NAMEPLATE RPM Tess MOTOR CONNECTION 2 gt vi E MOTOR POLES ENCODER TYPE FOWE
35. PM TOTAL SPD DMD SPEED ERROR TORQUE DEMAND DEMAND SOURCE SPD PI OUTPUT SPEED PROP GAIN SPEED INT TIME INT DEFEAT SPEED INT PRESET SPEED DMD FILTER SPEED FBK FILTER AUX TORQUE DMD ADAPTIVE THRESH ADAPTIVE P GAIN DIRECT IP SELECT DIRECT RATIO DIRCT IP POS LIM DIRCT IP NEG LIM SPEED POS LIM SPEED NEG LIM TORQ DMD ISOLATE COMPENSATION F1 COMPENSATN TYPE COMPENSATION F2 NON SELECT TQ COMP 2 om re TO COMP 2 FREQ 2000 VE SELECT TQ COMP 3 TQ COMP 3 FREO OPERATOR MENU Velocidad motor 1 FIELD BUSES lt gt Error encoder Motor 1 TORQUE LIMIT ACTUAL POS LIM ae ACTUAL NEG LIM 20 2 POS TORQUE LIM 159 NEG TORQUE LIM a E MAIN TORQUE LIM E ES YMMETRIC LIM FAST STOP T LIM CURRENT LIMIT 120 1 CURRENT LIMIT EIREGEN LIM ENABLE PATTERN GEN DRIVE FREQUENCY ACTUAL PWM FREQ True RANDOM PATTERN 3000 HZ4 E REO SELECT 2 Sj DEFLUX DELAY 4KHZ ow FREQ PMAC EMC CAPACITORS CONNECTED EMC CAPACITORS LOCAL CONTROL REMOTE SEQ REMOTE REF LOCAL REMOTE ezo MODES LOCAUREMOTE per MODES REMOTE POWER UP MODE SEO DIRECTION COMMS CONTROL COMMS SEO COMMS REF COMMS STATUS FIREWIRE REF False REMOTE COMMS SEL TERMINALS COMMS REMOTE SEQ MODES TERMINALS COMMS REMOTE REF MODES AT ZERO SPD FBK AT ZERO SPD DMD AT STANDSTILL HYSTERISIS Figura A3 3 Primera pagina del bloque motor control 0x0002 COMMS COMMAND False FIREWIRE REF SEL 98 La figura A3 3 muestra la configuraci
36. R FACTOR OUTPUT GBOX IN TOR 9 S221 ENCODER MECH OVS LS NAE SINCOS ENC VOLTS RPMI RESET LINE COUNT ac te CAL FAIL RETRY ROTOR TIME CONST ETRY TOTAL INERTIA OUTPUT GBOX OUT Figura A3 5 Bloque de motor de inducci n y encoder En la tercera p gina se presenta bloque de configuraci n del motor usado en la figura A3 5 muestra los bloques usados en el proyecto en el bloque MOTOR INDUCTION se incluyen los datos de placa del motor y en el de ENCODER se configura de igual manera con los datos del fabricante 101 Variador de frecuencia esclavo Velocidad de linea 2 9 yi M V3 4 Dual Drive 7 UL mx mx Diametro Rodillo 224 zurt 2 en xT l 1 7 0 h Motor Control E INVA te del motor 1 3 j corriente del motor Detener sincrono 2___ 2 i Error encoder Motor 2 Error encoder Motor 2 gt Error Driver 2 E Error Driver 2 direccionjog 2________8 ici Velocidad motor 2 iB Velocidad M2 True lp srads de emergencia Trel condicion de disparo DIG IN 4 10 Valos jog EJENABLE X1501 Ustate o DRIVE CONFIG Inicio 1 FBK FITTED FBK FAULT Condicion de disparo FBK VERSION SLOT A FITTED SLOT A FAULT SLOT A VERSION ns SLOT B FITTED Velocidad jog 2_13 ACCESS CONTROL SLOT B FAULT ADVANCED ew LeveL 50 DRIVE pane ETE VERSON STARTUP SCREEN CLOSED LOOP VEC WODA SSWORD CONTROL MODE AUTOMATIC ohms PORT MODE ODER FBK OPT TYPE Drive 2 We EISLOT A OPT TYPE CONFIG NAME FIREWIRE ot 8 OPT TYPE 2804 TO 480 LO LB OPT
37. RPM esta presente a la salida del reductor es necesario tener el dato a la salida del motor Usando formula 4 3 Wm 2450 0 654 Wm 1602 3 RPM El valor te rico del torque maximo del motor sistema mec nico viejo usando la expresi n 4 4 es 1000 0 95 37 2450 2m 16023 9 81 25 T kgf m Tt 52318 kgf m Este torque lo supl a solo un motor el sistema actual posee 2 motores uno para cada rodillo y sabiendo que los rodillos son del mismo material y ambos pose an siempre el mismo di metro y peso el torque necesario para cada motor es la mitad del mostrado por lo tanto el torque m nimo para cada motor del sistema actual es 26159 kgf m 27 4 Desarrollo de las expresiones para el c lculo de potencia mec nica y velocidad de colado continua 4 3 2 Definici n de las caracter sticas de los reductores y los motores AC Entre los requerimientos de los motores estaba que fueran motores de 1750 RPM y 460 V y que dichos motores con sus respectivos reductores proporcionaran un aumento de la velocidad de l nea a 4 m min para el proceso de A F 4 laminado de la coladora continua La mayor velocidad angular es producida por el di metro de rodillo m nimo y la velocidad de l nea m xima a partir de la formula 4 2 4 10 876 wr w 1 454 RPM Las 1 454 revoluciones por minuto estar an presentes en la salida del reductor y sabiendo que la velocidad m xima del motor solicitada es de
38. Relay Output normally open volt free 24V DC 1A DOUT3A 0 24V DC resistive load or use down to 1mA 12V levels DOUT3 closed HEALTH 02 Relay Output normally open volt free 24V DC 1A X14 DOUT3B 0 24V DC resistive load or use down to 1mA 12V levels DOUT3 closed HEALTH 03 USER 24V_ 0 24V DC 24V DC Output 150mA maximum load OPTION F 04 0V 0 24V DC OV reference for USER 24V output Note The maximum permissible sum of currents from X14 03 X15 08 X15 09 is 150mA An Alert message will be displayed if exceeded Dp SUPPLY X15 01 150mA X14 03 41 y m 7mA each m X15 08 X15 09 890CS Common Bus Supply Frames B amp D 890CD Common Bus Drive and 890SD Standalone Drive Frames E amp F oe O STATUS OPTION F E Ji Ja 01 02 03 04 05 X15 06 07 08 09 Name Range DINI 0 24V DC DIN2 0 24V DC DIN3 0 24V DC DIN4 0 24V DC DINS 0 24V DC DIN6 0 24V DC DIN7 0 24V DC DIN8 DOUTI 0 24V DC DIN9 DOUT2 0 24V DC 8905D Standalone Drive 5 29 DIGITAL I O Description Digital Input 1 default JOG Digital Input 2 default RUN Digital Input 3 default STOP Digital Input 4 default REVERSE Digital Input 5 default unassigned Refer to I O TRIPS EXT TRIP MODE for special function Digital Input 6 default unassigned Digital Input 7 default unassigned Digital Input output 1 default digital output RUNNING Digital Input output 2 defau
39. SET SPEED DMD FILTER SPEED FBK FILTER S1AUX TORQUE DMD SJ ADAPTIVE THRESH ADAPTIVE P GAIN DIRECT IP SELECT DIRECT RATIO DIRCT IP POS LIM DIRCT IP NEG LIM SPEED POS LIM SPEED NEG LIM TORQ DMD ISOLATE COMPENSATION F COMPENSATN TYPE COMPENSATION F2 Figura A2 25 Bloque de lazo de velocidad 82 Descripci n del programa de los variadores de frecuencia P gina 2 dentro del bloque Motor Control El bloque l gico encargado del control de sistema es el que define cuando se da un arranque de los motores y cuando se detienen as como tambi n tipos de frenados de seguridad ya predeterminados permite habilitar o bloquear el variador reversa y jog entre las funciones m s importantes esto en p gina 2 dentro del bloque Motor Control Este bloque recibe el nombre de SEQUENCING LOGIC se muestra en la siguiente figura VO TRIPS THERMISTOR WO TRIPS EXTERNAL TRIP START STOP SEQUENCING LOGIC TRPPED RUNNING JOGGING SNITCH ON ENABLE SWITCHED ON READY SYSTEM RESET SEQUENCER STATE REMOTE REV OUT RUN REVERSE LATCHED RUN CONTACTOR CLOSED DRIVE ENABLE NOT FAST STOP mel MoT COAST STOP REM TRP RESET Fu Tap RST BY RUN PFE DOWER UP START 105 CONTACTOR DELAY SWA SEL SHT 1 Condicion de disparo lt gt OR 2 INPUT SHT 1 Figura A2 26 Bloque l gico secuencial Se hizo uso de un bloque se detecci n de errores y fallas de equipo externo ver figura A2 27 para determinar
40. SINCOS ENC VOLTS RESET LINE COUNT CAL FAIL RETRY OUTPUT GBOX OUT Figura A2 29 Bloque de datos de fabrica del encoder Logica de seguridad de los variadores de frecuencia El mecanismo principal de protecci n que se implemento es el de detecci n de errores y fallos tanto internos como externos figura A2 27 del variador de frecuencia En caso de alg n error el variador mediante la se al de condici n de disparo ver A2 21 ante un error O falla del sistema del variador opuesto se bloquea y aplican mecanismos de protecci n de los motores y de la l mina en la colada En la figura A2 26 se observa que la se al mencionada activa el NOT COAST STOP esto hace que el drive se bloquee y libere el motor y permite que el rotor gire libremente de manera en que se protege el motor y el producto La entrada digital Paro de emergencia se activa al oprimirse la parada de emergencia pulsador de hongo del panel de operadores esta entrada va directa el NOT FAST STOP esta entrada frena de inmediato los motores en 0 1 segundo y bloquea los drives Otra l gica de protecci n que se implement es para asegurar que si los mecanismos de seguridad de la pantalla fallan que la velocidad de l nea se va a mantener 85 Descripci n del programa de los variadores de frecuencia en el rango definido de O a 4 m min siempre y no saldr de este rango Esta l gica se muestra a continuaci n Mantiene Velocidad de linea entre 0
41. TPUT Diametro Rodillo 1 0UTPUT Diametro Rodillo 2 0UTPUT Inicio OUTPUT Figura A2 22 Ajuste de velocidad del jog del variador inferior La configuraci n de el modo de operaci n del variador es el de CLOSE LOOP VECTOR el cual es una configuraci n de alta eficiencia en el uso de los variadores AC890 permite realizar un control de lazo cerrado mediante el uso de un encoder esto se configura dentro del bloque DRIVE CONFIG ver figura A2 23 En este bloque tambi n se definen las tarjetas de comunicaci n 80 Descripci n del programa de los variadores de frecuencia 0 DRIVE 1 CLOSED LOOP VES ENCODER MODBUS PLUS FIREWIRE 380V TO 480 DRIVE CONFIG FBK VERSION SLOT A FITTED SLOT A FAULT SLOT A VERSION SLOT 8 FITTED SLOT B FAULT SLOT B VERSION DRIVE NAME CONTROL MODE FBK OPT TYPE SLOT A OPT TYPE SLOT B OPT TYPE SUPPLY VOLTAGE Figura A2 23 Bloque de configuraci n del variador de frecuencia Dentro del bloque de Motor Control se realizaron las configuraciones necesarias del sistema P gina 1 dentro del bloque Motor Control La configuraci n de la velocidad del variador de frecuencia maestro de pulso de job y velocidad de frenado as como tambi n la direcci n de giro esto se observa en los siguientes bloques REFERENCE SPEED DEMAND Velocidad entrada gt ACCEL TIME DECEL TIME Se MAX SPEED CLAMP 110 2 MIN SPEED CLAMP OR 2 FSiSEITRIM IN LOCAL False R
42. TYPE _ SUPPLY VOLTAGE Figura A3 6 Programa por bloques del sistema en el variador de frecuencia esclavo 102 La figura A3 6 muestra la configuraci n y c lculos del variador de frecuencia esclavo como se puede apreciar comparado con el maestro figura A3 1 claramente se puede notar que el maestro realiza la mayor a de funciones y ajustes y gobierna al esclavo mediante se ales para lograr la sincron a de todo el sistema mec nico En cuanto al bloque de motor control internamente la configuraci n y conexi n del esclavo es la misma que la del variador de frecuencia maestro con la diferencia que el esclavo se configuro para girar en sentido contrario mediante l gica combinacional A3 2 Programa de la pantalla Como se mencion en el capitulo 5 en la descripci n de software de la pantalla la mayor a de la programaci n se realiza por medio de la herramienta de dibujo de figuras asignado funciones a las mismas Pero dentro de las funciones secundarias se programaron muchas por medio de c digo fuente que se mostrar a continuaci n 3e encarga de dar movimieto a la imagen del agua agua 0 for agua 0 agqua lt 10000 aqua if agua 5000 ContAgua 1 else ContAgua ContAqua agua 0 for agua 0 agua lt 10000 agua if agua 5000 ContAgua 0 else ContAgua ContAqua Figura A3 7 C digo fuente de movimiento de v lvulas de agua 103 La figura A3 7 se muestra el c di
43. VEL SPEED LOOP TOTL SPD DMD RPM TOTAL SPD DMD SPEED ERROR TORQUE DEMAND DIRECT INPUT PHASE INPUT DEMAND SOURCE SPD Pl OUTPUT 20 SPEED PROP GAIN 100 me SPEED INT TIME False INT DEFEAT SPEED INT PRESET SPEED DMD FILTER S SPEED FBK FILTER E JAUX TORQUE DMD EJADAPTIVE THRESH ADAPTIVE P GAIN DIRECT IP SELECT UDIRECT RATIO 2 DIRCT IP POS LIM IDIRCT IP NEG LIM 2 SPEED POS LIM 2 SPEED NEG LIM TORQ DMD ISOLATE COMPENSATION Ft E COMPENSATN TYPE 2000 HZ COMPENSATION F2 Figura 5 8 Algunos bloques definidos de 890DSE El software de programaci n DSI como se mencion es una herramienta para la programaci n de las pantallas T8000 Este software separa sus funciones en secciones para lograr un orden que facilite la programaci n y configuraci n de la pantalla ver figura 5 9 Cada secci n realiza una operaci n espec fica sin embargo aunque se encuentren separadas estas secciones se relacionan entre s directamente 41 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware Figura 5 9 Secciones DSI para programaci n de la pantalla TS8006 A cada secci n de la figura anterior le corresponde funciones espec ficas como se mencion Estas funciones se explican a continuaci n Comunicaciones Esta secci n se encarga de la configuraci n de las comunicaciones de la pantalla se define a que dispositivos se va a conectar los protocolos de comunicaci n a usar y las direcciones o n meros de regist
44. a cabo por el bloque de SPEED LOOP este es un bloque definido por el fabricante dentro del modulo de control del motor del variador de frecuencia Permite control de velocidad o de torque seg n de conFigura Ver figura 5 18 SPEED LOOP TOTL SPD DMD RPM TOTAL SPD DMD SPEED ERROR TORQUE DEMAND DIRECT INPUT PHASE INPUT DEMAND SOURCE SPD PI OUTPUT SPEED PROP GAIN SPEED INT TIME NT DEFEAT SPEED INT PRESET SPEED DMD FILTER SPEED FBK FILTER AUX TORQUE DMD ADAPTIVE THRESH DIRCT IP POS LIM DIRCT IP NEG LIM SPEED POS LIM SPEED NEG LIM TORQ DMD ISOLATE COMPENSATION Ft COMPENSATN TYPE COMPENSATION F2 Figura 5 18 Bloque de configuraci n del control de velocidad 48 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware Para este caso el bloque de control fue programado para control de velocidad por medio de un control proporcional integral ver figura 5 19 El variador de frecuencia se configura para hacer un m todo conocido como AUTOTUNE el cual hace pruebas el ctricas en el motor y hace que el variador se haga de una imagen el ctrica de la planta Motor y de esta manera ajustar los valores del control apropiado de velocidad Aux Torque Direct Torque Demand Input Demand Torque isolate Limits Torque j LE Torque A Demand Speed Clamp Control Speed Feedback Lo Pass Filter Integral Term Integral f t Integral Preset Defeat Figura 5 19 Esquema interno del contro
45. a poder obtener diferentes productos Este proceso consta de fundir los lingotes de aluminio y mezclar el aluminio fundido con las aleaciones necesarias en la l mina para as obtener las caracter sticas deseadas en el material para despu s laminar con diferentes tama os y grosor posteriormente las l minas se cortan y tratan seg n el producto que se desee obtener ya sea el producto semiterminado o terminado En el rea de producto semiterminado CVG ALUNASA tiene amplia experiencia en la fabricaci n de foil industrial discos flejes l mina embobinada l mina rectangular y fin stock El foil industrial consiste en la elaboraci n de empaques flexibles bl ster moldes desechables aislantes t rmicos membranas impermeabilizantes y otros m s En el rea de producto terminado CVG ALUNASA se especializa en la fabricaci n del foil institucional foil dom stico hojas interfoliadas y beauty foil 115 El proyecto fue realizado en la tutela del departamento de Coordinaci n de proyectos e ingenier a de planta El cual es el encargado de la realizaci n y estudio de innovaciones a los procesos y maquinaria dentro de la empresa mediante proyectos 116 Anexos 117 AC890 Engineering Reference Product Manual Frames E amp F with STO SIL3 PLe HA469315U004 Issue 2 Compatible with Software Version 3 7 onwards 2010 Parker SSD Drives a division of Parker Hannifin Ltd All rights strictly reserve
46. aG 10 gt _E_ gt Esror Encodar Motor 2 AUTOMATICI COMMS PORT MODE Error D2 Driver 2 Driver a E EDANA MULA Figura A3 1 Programa por bloques del sistema en el variador de frecuencia maestro 96 Mantiene Velocidad de linea entre 0 y 4 m min Figura A3 2 Protecci n de velocidad de l nea del sistema en el variador de frecuencia maestro En la figura A3 1 se muestra el conjunto de bloques principal del sistema encargado de realizar los ajustes y c lculos del sistema que se explico con mayor detalle en la el capitulo 5 Adem s de la configuraciones generales y la configuraci n de la comunicaci n por Ethernet las entradas y salidas en el bloque EN y el ajuste de tiempo para un frenado s ncrono mediante la relaci n de di metro de los rodillos En la figura A2 2 se encuentran los bloques conectados para brindar mayor protecci n para que la velocidad de l nea del sistema que se recibe desde la pantalla en caso de alg n error en la transmisi n Si la velocidad de l nea es menor que cero el programa no permite la velocidad negativa por lo que la mantiene en cero y si es mayor que 4 m min la mantiene en 4 m min Dentro del bloque de motor control se realizan funciones mas especificas como curvas de aceleraci n y desaceleraci n con base en tiempos establecidos por el programador inicio del sistema direcci n de giro de los motores errores trips a continuaci n se muestran p gi
47. al Los rodillos eran girados por un solo motor de 30 Hp el cual por su tama o y velocidad con la que operaba estaba unido a un reductor el cual disminu a la velocidad de giro y este se un a a un segundo reductor que adem s de disminuir la velocidad en la salida tambi n hacia girar los dos rodillos sincronizados por medio de dos salidas de ejes dentados En la figura 4 1 se puede observar la estructura de la coladora continua Reductor 2 gt j Figura 4 1 Maquinaria que compone al Caster de la coladora continua 21 4 Desarrollo de las expresiones para el c lculo de potencia mec nica y velocidad de colado continua Este sistema presentaba problemas mec nicos de importancia uno de los m s graves era que como solo un motor se encarga de hacer girar los rodillos para formar las l minas este motor se encontraba al l mite de la potencia que pod a entregar por lo que una recarga ocasionaba que se detuviera paralizando la producci n Al tener este nico motor para ambos rodillos se restring a a que estos tuvieran el mismo di metro y si uno se da aba se requer a quitar ambos rodillos ya que se desgastaba el rodillo con problemas para eliminar la parte da ada pero se ten a que desgastar el segundo rodillo en buen estado para mantener la condici n de igualdad de di metro lo que volv a ineficiente el sistema Debido a la demanda de productos surgi la necesidad de la empresa en aumentar la producci n y com
48. anterior se seleccionan las entradas y salidas del variador de frecuencia y se les asigna la direcci n coloc ndolas en la numeraci n deseada de Ethernet Modbus TCP IP En la figura A2 37 se muestra los n meros de cada entrada y en el espacio de abajo se debe configurar la direcci n IP la m scara de red y el entrada Nota Los n meros en que se colocaron entradas y salidas corresponde a la direcci n dentro de la red y a su vez deben coincidir con el direccionamiento de la pantalla t ctil 90 Configuraci n de las comunicaciones EN 355487 001 thernet Mess Trouts Mem Outputs Register Input Type Register Output Type 1 Inioo SINT32 11 Valocidad Motor 1 SINT32 2 Detener SINT32 2 Corriente Motor 1 SINT32 3 Velocidad de Lines SINT32 3 Velocidad Motor2 SiNT32 Diemetro Rodifo 1 SINT32 4 Corriente Motor 2 SINT32 5 Diametro Rodilo 2 SINT32 I5 Error Driver 1 SINT32 1 6 Jog Adelante SINT32 6 Error Driver 2 SINT32 7 Jog Atras SINT32 17 Error Encoder Motor 1 SINT32 8 Duara SNTI A Errar Encoder Motor 2 SINT3 T 4 it i fp General EE ow Word First Cm IP Address 0 0 0 0 subnet mask 0 0 00 7 gateway 0 0 00 32bit order 32bit order saveust Figura A2 37 Direccionamiento de las entradas y salidas por Ethernet Para realizar un direccionamiento por Firewire o cualquier otro se realiza el mismo proceso solo que en el caso del Firewir
49. ara t tulos y textos en la pantalla Brindan informaci n o indican el nombre de la medici n Ejemplo Figura A2 1 Titulo de secci n y rea de texto Blanco Es usado para los datos medidos y las unidades Cualquier valor en color blanco representa una cantidad medida del proceso Estos valores no se pueden cambiar son solo de lectura para monitoreo o an lisis del proceso Ejemplo 0 00 RPM 0 00 A 0 00 PSI Figura A2 2 Datos mostrados en la pantalla principal Figura A2 3 Datos de informaci n de cada secci n 70 Pantalla T ctil Areas en blanco con letras en negro Estas reas son usadas para la introducci n de datos para escribir valores necesarios para la realizaci n de un proceso en una de las m quinas Ejemplo Figura A2 4 rea de introducci n de datos Gris con blanco Combinaci n usada en botones para aplicar un cambio de valor o para iniciar procesos y maquinaria Ejemplo Inicio Figura A2 5 Bot n de inicio del arranque de los motores Rojo con blanco Combinaci n usada en botones para detener un proceso o detener el Figura A2 6 Bot n para detener todo el sistema sistema Ejemplo Verde con negro Combinaci n usada en botones usados para cosas simples como dar un pulso de marcha hacia adelante del motor o subir un valor Ejemplo m t Figura A2 7 Bot n para rotar los motores hacia adelante Amarillo con negro Combinaci n usada en botones usados
50. c Graw Hill p 392 5 Mecanica Engranajes en l nea Consultado en agosto 2011 Disponible en http www maestrojuandeavila es tecnologia temas mec mec htm 6 Diagrama variador de frecuencia jpg en l nea Consultado en septiembre 2011 Disponible en http es wikipedia org wiki Archivo Diagrama_variador_de_ frecuencia JPG 7 Coladora Continua Generalidades en l nea Consultado en agosto 2011 Disponible en http www utp edu co publio17 coladacon htm S Eltra Encoder incremental Descripci n general en l nea Consultado en octubre 2011 Disponible en http bc inter edu facultad arincon encoderIncrementales pdf 9 CVG ALUNASA Fundici n y Colada Archivos internos Z Fundicion Proyectos Coladoracontinua 10 Parker Hannifin Corporation 2010 AC890 Engineering Reference Manual de producto HA469315U004 p 3 11 Parker Hannifin Corporation 2010 AC890 Engineering Reference Manual de producto HA469315U004 p 4 12 Parker Hannifin Corporation 2008 HA471056U001 TS8000 Getting Started p 24 13 Parker Hannifin Corporation 2008 HA471056U001 TS8000 Getting Started p 25 14 Parker Hannifin Corporation 2007 8903 FA Firewire JEEE1394a Communication Interface Manual t cnico HA469265U001 p 1 65 Bibliograf a 15 Parker Hannifin Corporation 2010 8903 IM 8903 IP 8903 PN Ethernet Communications Interfaces Manual t cnico HA500522U002 p 4 66 Ap ndices
51. consecuencia asumo la responsabilidad total por el trabajo de graduaci n realizado y por el contenido del correspondiente informe final Cartago 2012 E Jocksan E Villalobos Lobo C d 6 358 482 Resumen La empresa CVG ALUNASA trabaja en la elaboraci n de productos a base de aluminio Para extraer el aluminio y formarlo en l minas se requiere el uso de la m quina coladora continua Parte principal de la misma es el sistema mec nico encargado de girar los rodillos que dan la forma y dimensi n a dichas l minas El objetivo del proyecto es reemplazar el sistema mec nico por uno m s eficiente y de mayor capacidad y dise ar e implementar un sistema de control que responda ante cambios f sicos que se realicen en los rodillos Debido a que el sistema anterior estaba al l mite de su capacidad y presentaba problemas tanto mec nicos como de control El sistema mec nico hace girar los rodillos a una velocidad determinada y con una precarga en estos para dar el espesor a la l mina estos factores definen la potencia suministrada por el sistema Con la velocidad m xima necesaria para la producci n y el torque se calcul la potencia que debe suministrar el nuevo sistema mec nico conformado por dos motores y sus reductores de velocidad planetarios Se dise un sistema de control s ncrono programado en dos variadores de frecuencia para la regulaci n de la velocidad y sincron a de los motores y una pantalla LCD t cti
52. d No part of this document may be stored in a retrieval system or transmitted in any form or by any means to persons not employed by a Parker SSD Drives company without written permission from Parker SSD Drives a division of Parker Hannifin Ltd Although every effort has been taken to ensure the accuracy of this document it may be necessary without notice to make amendments or correct omissions Parker SSD Drives cannot accept responsibility for damage injury or expenses resulting therefrom WARRANTY Parker SSD Drives warrants the goods against defects in design materials and workmanship for the period of 24 months from the date of manufacture or 12 months from the date of delivery whichever is the longer period on the terms detailed in Parker SSD Drives Standard Conditions of Sale 1A500504 Parker SSD Drives reserves the right to change the content and product specification without notice 3 4 Product Overview 890CS 890CD Selection The required rating for the 890CS input stage can be calculated by adding up the sum of the motor currents attached to the associated output stages Refer to Appendix E Electrical Ratings 890CS Calculation 890SD Standalone Drive FRAME E 30 55kW 40 75 HP Maximum 87A Constant Maximum 105A Quadratic nominal full load output current FRAME F 55 110 kW 75 150 HP Maximum 180A Constant Maximum 205A Quadratic nominal full load output current
53. d de l nea Al comparar ambas tablas en una misma velocidad de l nea se nota como el rodillo de menor di metro exige mayor velocidad lo que coincide con la teor a ya que debe cubrir una velocidad fija con una menor rea en comparaci n con el rodillo de di metro mayor La velocidad a la salida del control en ambas tablas es la velocidad exacta despu s de realizados los c lculos y ajustes por todo el sistema es la velocidad que equivalente a la variaci n de frecuencia que env a el variador de frecuencia al motor Al comparar la velocidad de salida del control con la velocidad te rica calculada 61 6 An lisis de Resultados para el sistema se puede ver que no se presenta casi ninguna variaci n con un error menor al 0 0001 La velocidad de retroalimentaci n es la velocidad que se recibe del transductor encoder medida directo del rotor del motor La velocidad de retroalimentaci n presenta una variaci n m s notoria que el de la velocidad a la salida del sistema de control Para el caso de la velocidad de retroalimentaci n en el peor de los casos el porcentaje de error es de 3 1 Este error se reduce a mayores velocidades hasta llegar a ser un error del 0 75 Este error que se presenta en la medici n es debido a la frecuencia del receptor del generador de pulsos encoder 62 Cap tulo 7 Conclusiones y recomendaciones 7 1 Conclusiones l Del principio f sico de torque se obtiene una aproximaci n a
54. de rayos infrarrojos De esta manera el disco proyecta su imagen sobre una superficie con receptores enmascarados por otro reticulado dichos receptores tienen la funci n de detectar cambios de luz producidos por el movimiento del disco convirti ndolas en las correspondientes variaciones el ctricas un diagrama claro del generador de pulsos se puede apreciar en la figura 3 8 19 3 Principios te ricos relacionados con la coladora continua Foto emisor Foto receptor Figura 3 8 Diagrama b sico interno de un generador de pulsos 8 Las se ales el ctricas detectadas son procesadas para evitar interferencias y generar pulsos totalmente escuadrados Para mejorar la calidad y estabilidad de los pulsos la lectura se realiza de manera diferencial comparando dos se ales casi id nticas pero con un desfase de 180 grados el ctricos entre ellas Se efect a la lectura a partir de la diferencia entre las dos se ales eliminando la interferencia de modo com n ya que est n transpuestas de igual manera en toda la onda 20 Cap tulo 4 Desarrollo de las expresiones para el c lculo de potencia mec nica y velocidades de colado continuo 4 1 Consideraciones importantes del sistema anterior El sistema mec nico del Caster de la coladora continua de la empresa CVG ALUNASA realiza la funci n de laminado del aluminio a una velocidad m xima de 1 97 m min Este proceso era desarrollado mediante dos rodillos que prensan el materi
55. e El troque depende de la fuerza y la distancia del eje al punto donde se aplica dicha fuerza Por lo cual define con la siguiente expresi n T Fxr 3 2 T Momento de fuerza N m F Vector de fuerza aplicada N r Vector de distancia del eje al punto de aplicaci n m 18 3 Principios te ricos relacionados con la coladora continua En sistemas mec nicos en los que generalmente el movimiento o proceso es realizado por motores se define el torque entregado por el motor a raz n de la potencia mec nica generada por el motor y la velocidad angular a la que se lleve a cabo el proceso este se expresa como e v 3 3 T Momento de fuerza Nm P Potencia del motor W w Velocidad angular en rad s 3 3 2 Transductor Generador de pulsos encoder Es un tipo de transductor rotatorio que se encarga de transformar un movimiento angular en una serie de pulsos digitales Estos son tiles para obtener informaci n de un motor o una m quina que requiera un movimiento rotatorio entre los datos m s relevantes que se pueden extraer de un generador de pulsos esta la velocidad angular y la posici n del rotor respecto a una referencia El procedimiento m s usado para obtener y codificar dicha informaci n se desarrolla mediante la rotaci n de un disco graduado con un reticulado radial formado por l neas opacas alternadas con espacios transparentes Este disco est iluminado perpendicularmente por una fuente
56. e ranuras en la cara del rotor y cortocircuitadas en los dos extremos por anillos de corto circuito Dichas barras conductoras se inclinan levemente a lo largo de la longitud del rotor para reducir ruido y para reducir las fluctuaciones del esfuerzo de torsi n que pudieran resultar a algunas velocidades y debido a las interacciones con las barras del estator El n mero de barras en la jaula de la ardilla se determina seg n las corrientes inducidas en las bobinas del estator y por lo tanto seg n la corriente a trav s de ellas Este motor debe su nombre a la forma en que est estructurado su rotor figura 3 3 el cual asemeja la rueda de ejercicios de un h mster A millos cortocircuitadores Conductores del rotor incrustados Figura 3 3 Rotor del motor jaula de ardilla 31 10 3 Principios te ricos relacionados con la coladora continua Al aplicar voltajes trif sicos en el estator de un motor de jaula de ardilla las corrientes estat ricas generan un campo magn tico que gira alrededor contrario a las manecillas de reloj La velocidad de dicho campo depende directamente de la frecuencia y el n mero de polos del motor Msinc 77 3 1 Nsinc es la velocidad de rotaci n del campo magn tico f es la frecuencia del sistema p es el n mero de polos del motor Dicho campo magn tico rotacional pasa en la barras del rotor e induce una tensi n en ellas El movimiento relativo del rotor respecto al campo del estator
57. e se selecciona el orden y n mero de las entradas y salidas el direccionamiento es por registros que deben coincidir con su respectivos par metros en la pantalla t ctil mediante el mismo n mero de registro 91 Plano el ctrico Por razones de confidencialidad de la empresa CVG ALUNASA se presenta a continuaci n s lo las hojas del plano el ctrico en las que se realizaron cambios como producto de este proyecto 92 125A C wean 4613 ucis 4614 momie 4615 4616 vMi V M143 V M1 45 MC M1 10 vets Emergencia Emergencia d Y E ved Alarma LO Ventil M1 Alarma y on Ventil M2 Alarma Ventil Dri SSD DRIVE SD 890 56KW 460 VAC 123456789 o SSD DRIVE SD 3 NP Ze ez 56 KW 460 96A l p 1750 pm Motor 1 Caster 4 polos Cos 0 87 56 KW 460 96 A Encoder Encoder Motor 2 Caster 4 polos Cos 0 87 CUENTA DIBUJO N2 PLANO N PAGINA CVG SUPERINTENDENCIA PESCRIPCION 104 38 ME 004 20 ALUNAS A MANTEIMENTO SA A eon O Oladora Figura A2 38 Plano el ctrico de la conexi n de los variadores de frecuencia 93 404 10 F1 405 10 F2 406 10 F3 25A 8 Q6 2 4A a 165 Alimentacion Control del sitema de spray de grafito a Pag 2 CVG ALUNASA
58. efault 1 Range to 64 This parameter can be used to configure absolute position control applications It must be an integer gear box ratio e g 64 1 If there is a gearbox between the motor and the load set the gearbox ratio via this parameter LOAD POSITION i e the position of the load on the other side of the gearbox will then be calculated ENCODER MECH PREF 71 06 Default 0 0000 deg Range 0 0000 to O S 360 0000 deg encoder mechanical offset Use this parameter ro enter a mechanical offset of between 0 and 360 degrees to allow the output shaft position to be correctly zeroed This value is subtracted from the LOAD POSITION which is reported by the encoder To zero the shaft position turn the shaft to the zero position note the value ofthe LOAD POSITION parameter and enter this value into the ENCODER MECH O S parameter LOAD POSITION will now read zero Note that load position refers here to the shaft position on the other side of a gearbox which may be mounted on the motor output It does not refer to the motor shaft position unless the output gearbox ratio LOAD G BOX RATIO is set to i e no gearbox fitted ENCODER FBK PREF 71 08 Default xx Range xx This parameter shows the mechanical speed of the motor shaft calculated from the encoder feedback as a percentage of the user maximum speed setting MAX SPEED in the REFERENCE function block SHAFT POSITION PREF 71 09 Default xx
59. el engranaje recto en los que los dientes est n tallados en la parte interior de un anillo o de una rueda con reborde en vez de en el exterior Los engranajes interiores suelen ser impulsados por un pi n tambi n llamado pi n planeta que es un engranaje peque o con pocos dientes Este tipo de engrane mantiene el sentido de la velocidad angular 13 3 Principios te ricos relacionados con la coladora continua Portasat lites Sat lites Planeta E XS Corona e r Figura 3 5 Esquema interno de un reductor de velocidad planetario 5 3 1 4 Variador de frecuencia Un variador de frecuencia es un sistema de control de velocidad rotacional para motores de corriente alterna por medio del control regula la frecuencia del voltaje aplicado al motor logrando modificar su velocidad Sin embargo simult neamente con el cambio de frecuencia debe variarse el voltaje aplicado al motor para evitar la saturaci n del flujo magn tico con una elevaci n de la corriente que da ar a el motor Figura 3 6 Diagrama de funcionamiento del variador de frecuencia 14 3 Principios te ricos relacionados con la coladora continua La figura 3 6 muestra en esquema b sico de funcionamiento de un variador de frecuencia Los cuales tambi n son conocidos como drivers de frecuencia ajustable drivers de CA o inversores Estos dispositivos de control son usados principalmente en procesos en los que se necesita dominio de par y
60. el motor el cual debe mantenerse en 1 l gico y pasar a 0 para frenar por esto se usa el inversor Go 4 PRodillojDriver2 IN 11 0UTPUT ElENABLE X15 D1 FI STATE lt L gt gt ParoEmergencia Figura 5 14 Programaci n para paro de emergencia y env o de di metro de rodillo inferior 45 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware La figura 5 14 muestra la entrada digital de paro de emergencia del sistema proveniente del panel de operadores Tambi n se muestra el env o de datos al variador de frecuencia inferior de la colada Condicion de disparo lt gt Corriente Motor 1 LTS Error Encoder Motor 1 Error Driver 1 E gard A Velocidad Motor 4 Figura 5 15 Salidas del sistema del sistema En la figura anterior se muestran las salidas del sistema hacia la pantalla tactil TS8006 Estas salidas son de monitoreo corriente y velocidad del motor superior del Caster y alarmas Error en el encoder y error en el drive Como parte de la seguridad el error del variador se manda como sefial de seguridad al otro variador para que asi se apliquen los mecanismos de seguridad y protecci n a los motores y a la l mina El diagrama de flujo de la figura 5 14 muestra en forma resumida y clara la funci n principal del variador de frecuencia maestro 46 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware Velocidad de linea 0 y Diametro de rodilla 11 0 y Diametro de rodillo 21 0 Envia Vel
61. er before attempting installation Caution This option contains ESD Electrostatic Discharge sensitive parts Observe static control precautions when handling installing and servicing this option X34 Connections For correct operation A A B and B must be connected as shown If any is left unconnected the HTTL speed feedback option will not operate The M input is not normally connected it is for use with future versions of the drive software M for connection to the once per revolution marker output from the encoder to verify correct operation of the encoder Take special care wiring the encoders to the Option due to the low level of the signals Use twisted pair screened cable preferably with an overall screen and a screen over each individual pair To ensure compliance with the EMC Directive the overall cable screen should be connected to the encoder body and to the cable clamp Recommended cable 3 pairs individually screened plus overall screen characteristic impedance 100 to 12002 e g Belden 8163 OPTION BOARD OPTION BOARD supply supply Q X34 A A B B M M GND A A BIB MM GND Terminal 9 8 7 6 5 4 332 1 9 8 7 6 5 4 32 1 x 7 1 GND F Es 2 y SS 3 V S 4 M S ES x34 5 M 5 6 B 7 B A B M A A BB M M supply supply 8 A ENCODER ENCODER 2 i Single Ended Differential Encoder Output
62. esos tradicionales de moldeo Este consiste en vaciar el hierro fundido a un horno alimentador en cuyo lado inferior se ha puesto un molde de grafito refrigerado por agua Se extrae horizontalmente la barra del horno en la medida que la presi n ferrost tica alimenta el hierro fundido a trav s del molde La fabricaci n del molde altamente controlada determina la forma y estructura de la barra de fundici n continua producida La refrigeraci n con agua dentro del molde inicia el enfriamiento de gradual Esto permite obtener una solidificaci n homog nea y una microestructura uniforme A medida que la barra recorre la m quina en toda su extensi n se completa el proceso de solidificaci n ver figura 3 7 17 3 Principios te ricos relacionados con la coladora continua Ayuste 3 Metal rgico Su Planchas Grue de Acero ai Planchones Laminad or Trio Laminsd or Hors Reversible de Planos de Cuchara en Caliente Planchones Hornode Calentamiento Tubutares es Tubos Soldados por Arco Sumergido Colada Continua de Patan quillas Rectss para Molenda gt DA Para Hormig n ass Rollos j SN O Alambr n Figura 3 7 Diagrama b sico del proceso de colada continua 7 BARIRAS Palanquiliss Hornode Laminad or Calentamiento de Baras 3 3 Principios mec nicos relacionados con el laminado 3 3 1 Torque El torque o momento de fuerza mide la tendencia de una fuerza de hacer rotar un cuerpo r gido alrededor de un ej
63. f 1 else ContCaudalInf 0 if CaudalInfBaja 1 ContCaudalInf 2 else 109 ContCaudalInf 0 findica alarma de bomba de lubricacion rodillo superior ABombaSup 0 if BombaLubricacionCaster 1 for ABombaSup 0 ABombaSup lt 2002 ABombaSup if ABombaSup gt 1000 ContBombaLuSup 1 else ContBombaLuSup 2 ABombaSup 0 else ContBombaLuSup 0 Espacio para bomba de lubricacion rodillo inferior MMMM EneroNador MMMM IIHT indica alarma de tension del enrrollador if TensionEnrrolladorAlta 1 ContTensionEnrrollador 1 else ContTensionEnrrollador 0 if TensionEnrrolladorBaja 1 ContTensionEnrrollador 2 else ContTensionEnrrollador 0 indica alarma de espesor de anillo if EspesorAnilloAlta 1 ContEspesor 1 else ContEspesor 0 esta programada se usa para indicar que dispositivo esta fallando indica alarma de bomba de lubricacion enrrollador ABombaEn 0 if BombaEnrrollador 1 for ABombaEn 0 ABombaEn lt 2002 ABombaEn if ABombaEn gt 1000 ContBombaLuEnrrollador 1 110 else ContBombaLuEnrrollador 2 ABombaEn 0 else ContBombaLuEnrrollador 0 indica alarma de ventilador del enrrollador AVentiladorEn 0 if VentiladorEnrrollador 1 for AVentiladorEn 0 A VentiladorEn lt 2002 A VentiladorEn if A VentiladorEn gt 1000 ContVentiladorEn 1 else ContVentiladorEn 2 AVentiladorEn 0
64. go fuente encargado del movimiento de la figura de demostraci n de las v lvulas de agua Presenta el giro de los motores hacia delante o atras mg 0 if VelocidadMotorl 0 ss VelocidadMotor2 0 if Atras for mg 0 mg lt 1002 mg 1 if mg 1000 ContMotor ContMotor 1 else ContMotor ContMotor for mg 0 mg lt 1002 mg if ma 1000 ContMotor ContMotor 1 else ContMotor ContMotor Figura A3 8 C digo fuente de movimiento de giro de motores La figura A3 8 se muestra el c digo fuente encargado del movimiento de una figura que indica el giro de los motores cuando estos son activados 104 indica alarma con el simbolo indica un problema en el sistema A 0 if VelocidadLinea lt 0 VelocidadLinea gt 4 AlarmaDriverl 1 AlarmaDriver2 1 AlarmaEncoderMl 1 AlarmaEncoderM2 1 AguaRInf a 1 AguaRInfBaja 1 AquaRSupAlta 1 AguaRSupBaja 1 AlarmaTitanioBoro 1 BajaPresionAgua 1 BombaEnrrollador Bq alubricacionCaster 1 CaudalInfAlta 1 CaudalInfBaja 1 CaudalSupAlta 1 CaudalSupBaja 1 EntradaAguaAlta 1 Entrad guaBaja 1 EspesorAnilloAlta 1 ResistensaSniff 1 SprayDisparado 1 TensionEnrrolladorAlta 1 TensionEnrrolladorBaja VentiladorEnrrollador 1 CorrienteMotorl gt 100 CorrienteMotor2 gt 100 for A 0 A lt 6000 A if A gt 3000 ContAlarma 1 else ContAlarma 0 A 0 else ContAlarma 0 Figura A3
65. hardware 5 3 1 Rutinas de los variadores de frecuencia La programaci n de control en los variadores de frecuencia fue realizada por el m todo de maestro esclavo en el que el variador de frecuencia que hace girar el motor del rodillo superior se program orientado a ser el maestro y el variador de frecuencia del motor del rodillo inferior del Caster el esclavo Rutina principal de los variadores de frecuencia La funci n principal programada dentro del variador de frecuencia maestro comienza al recibir un valor de velocidad de l nea y los valores de di metros de los rodillos superior e inferior El sistema se sincroniza por medio de que el maestro env a los datos de velocidad de l nea y el di metro del rodillo inferior al variador de frecuencia esclavo variador de frecuencia del motor inferior El sistema de control se mantiene en espera de la se al de inicio proveniente de la pantalla t ctil esta se al activa los ajustes y c lculos de ambos variadores de frecuencia los cuales van a los motores para control de la velocidad y mantener la relaci n de velocidad requerida por el proceso Dichos c lculos y ajustes los realiza en variador de frecuencia en el siguiente bloque de se ales 15W 8 OUTPUT Inicio L 3 Velocidad sincrona E V3 4 TEMPLATE lotor Control Veloci ntrada RI oR i Velocidad entrada RUNNING HEALTHY Diametro Rodillo 1 lt _V D jog sincrono cortiente del motor 1 Corriente Motor 1 Motor Cont
66. iguration by double clicking the icon for the block For example double click on AN IN 3 will open the ome AN IN 3 355387 001 Analog Input 3 analog input function block 3 ET 100 l offs Where a parameter can be edited click on the relevant sek fate ms sub menu to display the options for enumerated and boolean parameters or edit the displayed numeric value directly on the screen by clicking on the value When you have finished editing the block select OK to exit the block otherwise select Cancel to exit the block and disregard any changes you may have made When you make any changes save the configuration by clicking on the Save icon W or File gt Save This will remove the asterisk against the configuration name Editing Links AN INS Motor Control AN OUT 1 A link transfers the value of an S scale x12 04 2 00 RAMP INPUT 2 i OFFSET False ce INPUT output parameter to an input 200 ms False e TART parameter of another or the 100 00 i False STO oe PERAE 0 00 100 00 SCALE same block 0 00 SCALE Page 2 4 DSE 890 Configuration Tool First Configuration Editing the Motor Control Block 2 Double click the Motor Control Block A new window will display the motor control block diagram v e done lord pereaite CASSD_LINK CONFIGS NEWAB90CLDFT 003 saving L890_1 C SSD_LINK CONFIGS O0000890 L890_1 001 mod 1 Le Parameters Ey Projects lt
67. importar que el di metro de los rodillos difiera los variadores de frecuencia se programaron con funciones matem ticas Las cuales se deriban de la f rmula 4 2 de esta manera se tiene Para el variador de frecuencia superior V w 7 N RPM 29 4 Desarrollo de las expresiones para el c lculo de potencia mec nica y velocidad de colado continua D Di metro de rodillo superior m w Velocidad angular motor superior RPM Vi Velocidad de linea m min 7 72 5 N Relaci n de reducci n Para el variador de frecuencia inferior v w T N RPM D2 Di metro de rodillo inferior m w Velocidad angular motor superior RPM V Velocidad de l nea m min N Relaci n de reducci n Para lograr la sincron a de giro mencionada ambos variadores de frecuencia deben cumplir con T D 0w1 a Z TT D 07 N TON De lo cual surge la siguiente relaci n 2 2 4 6 w2 Dy 4 4 Ajustes del sistema de control Antes de realizar el estudio del equipo se plante un sistema de control conformado por una pantalla LCD t ctil que enviar a y recibir a informaci n a un 5 7 2 2 La relaci n de reducci n se agrega para obtener la velocidad angular exacta en la salida del motor 30 4 Desarrollo de las expresiones para el c lculo de potencia mec nica y velocidad de colado continua PLC el cual se comunicar a enviando y recibiendo datos con los variadores de frecuencia y estos controlar an lo
68. ini USB lead You can order this lead from Parker SSD Drives part number CM471050 3m long or CM465778 1m long 890SD Drives 890CS Common Bus Supply Frames B 8 D 820CD Common Bus Drive and 890SD Standalone Drive Frames E amp F 22 4 Create Tags for reading and writing variables E T r Create New Variable 7 Tal Flag Integer Multi Real String Cc i o B m Create New Formula Flag integer Multi Real String gt Create New Array Flag integer Multi Real String Variable Mappings Export to File Import from File Maintenance Validate All Tags Remap Retentive Tags Show Tag Viewer Manipulate Multiple Tags Close Create either an Integer or a Real variable and map it to the correct Slave lt Tags 2 X Vari 3 Wariable Data Mapping E y 5 Sian Mode gt Internal Ww E Next qa ACCESS ee 2 o ian e UR 890driveZ E Simulation 0 C AA N Scaling and Transforms 8903 1M 8903 1P amp 8903 PN Ethernet Communications Interfaces Digital Coils Digital Inputs Holding Registers 32 bit Data Item Always select Holding Registers for both 16 bit and 32 bit data types DO NOT SELECT Holding Registers 32 bit Element Set to 00001 to write to the first Input variable declared in DSE Set to 00257 to read the first Output variable declared
69. ive can be fitted with a range of Option Cards They are plugged into the removable Control Board e Feedback Board Resolver type Encoder type e Fieldbus Comms all major protocols These are easily fitted to the plug in Control Board For full details of the options available refer to Appendix A Control Board Access You can access this board from the front of the unit by removing the lower front cover e It contains a Processor that provides a range of analog and digital inputs outputs together with their reference supplies e It has connections for the range of Option Cards e There is a mini USB port for connection to a PC Use Parker SSD Drives DSE 890 Drive Systems Explorer Configuration Tool to graphically program and configure the drive Control OPTIONA OPTION F OPTION B Board Figure 3 3 Diagram showing Option Cards fitted to the Control Board 890CS Common Bus Supply Frames B 8 D 89OCD Common Bus Drive and 890SD Standalone Drive Frames E amp F 5 4 890SD Standalone Drive Enclosure Environmental Information The information here will help you to specify the enclosure to house the 890 s 890 Operating Conditions Operating Temperature Operating temperature is defined as the ambient temperature to the immediate surround of the drive when the drive and other equipment adjacent to it is operating at worst case conditions CONSTANT 10 C to 45 C 32 F to 113 F derate up to a maximum of 50
70. l nea de producci n Y el uso de dos motores independientes para cada rodillo se resuelve el problema mencionado de desgaste mec nico causado por el ngulo que se generaba entre las salidas del reductor con los ejes de los rodillos La parte de control y programaci n del proyecto est conformado por dos variadores de frecuencia para el control de los motores los cuales poseen PLC 1 Motivaci n y presentaci n del proyecto integrados estos realizan las operaciones y c lculos a partir de los par metros que se les env a o monitorean de los motores y con estos datos realizar los ajustes del sistema y mantener la sincron a de los motores y mantienen la velocidad de l nea deseada invariante ante cambios f sicos de los rodillos Para el control de todo el sistema se har uso de una pantalla LCD t ctil ver figura 1 2 Comunicaci n por Variador de Ethernet Frecuencia 1 Motor 1 Pantalla T ctil Comunicaci n por Firewire Variador de Frecuencia 2 Motor 2 PLC sistemas auxiliares Figura 1 2 Diagrama de bloques para el sistema de control Como se observa en la figura anterior figura 1 2 el sistema de control mediante la pantalla LCD t ctil debe acoplarse al resto de maquinaria de Fundici n y Colada por razones de monitoreo sincron a y control de datos De manera que la pantalla se debe de conectar a un PLC para lograr dicho acople Cap tulo 2 Meta y Objetivos 2 1 Meta Dotar a la m quina
71. l de lazo cerrado PI del variador de frecuencia Rutinas secundarias de los variadores de frecuencia Las rutinas secundarias est n destinadas a darle una mayor seguridad al proceso o sea garantizar el cumplimiento del proceso en las condiciones requeridas o para asegurar que ante cualquier fallo el sistema responde protegiendo tanto las m quinas como la l mina que se forma en el proceso Como parte del proceso de extracci n de la boquilla que esparce el aluminio en los rodillos se necesit una rutina de un pulso hacia adelante y hacia atr s se puede ver en la siguiente figura 49 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware Inicio ifiAtra 1 or Adelanle 1 Adelante 1 Los motores giran hacia atr s Los motores giran hacia sincronizados adelante sincronizados Figura 5 20 Diagrama de flujo de giro atr s y adelante Una de las protecciones de los variadores es debido al rango de velocidad de l nea que se defini para el proceso de O a 4 m min esta rutina garantiza que si por un error se recibe una velocidad fuera de este rango los variadores no saldr n del mismo en el caso de que la velocidad recibida por error sea mayor que cuatro el variador mantendr la velocidad en 4m min y si la velocidad recibida es menor que cero el variador mantendr en cero la velocidad Esto se puede apreciar mejor en la figura 5 21 50 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware ambio la Vel
72. l lazo de retroalimentaci n Se realizaron mediciones de la velocidad en diferentes puntos del sistema para poder comparar estas velocidades con los valores te ricos de las mismas Table 6 1 Valores de velocidad medidos en el sistema de control y la retroalimentaci n con el di metro de rodillo de 876 mm Velocidad de Velocidad Velocidad a la Velocidad de l nea te rica salida del control retroalimentaci n m min RPM RPM RPM 437 494 437 5 656 24 656 24 874 989 874 99 1093 74 1093 74 1312 48 1312 48 1531 23 1531 23 1749 98 1749 98 60 6 An lisis de Resultados Table 6 2 Valores de velocidad medidos en el sistema de control y la retroalimentaci n con el di metro de rodillo de 959 mm Velocidad de Velocidad Velocidad a la Velocidad de l nea te rica salida del control retroalimentaci n m min RPM RPM RPM 399 63 399 63 599 45 599 45 799 26 799 26 999 075 999 076 1198 89 1198 89 1398 7 1398 71 1598 52 1598 52 Como se mencion las tablas 6 1 y 6 2 muestran las mediciones de la velocidad realizadas en diferentes partes del sistema a los valores limites de di metro de rodillo m nimo 876 mm exige mayor velocidad a al sistema para acoplarse a la velocidad de l nea y valor de di metro m ximo 959 mm brinda las menores velocidades para acoplarse a la velocida
73. l que brinda datos relevantes del proceso alarmas y permite al operador la introducci n de par metros de control Palabras clave coladora continua precarga reductor de velocidad planetario Abstract CVG ALUNASA working on the development of aluminum products To extract the aluminum and make de aluminum foil it s require the use of the continuous casting machine Main part of this machine is the mechanical system that 1s responsible for spinning the roller that shape and give dimension to the foil The objective of this project is to replace the mechanical system to a more efficient with higher capacity system and the designing and implementation of a control system that responds to physical changes that take place on the rollers Those changes are because the previous system was in the limit of its capacity and had mechanical and control problems The mechanical system rotate the rollers at the necessary rate of speed with the preload on the rollers to give thickness to the sheet these factors give the power supplied by the system With the maximum speed and the torque value the power that must be supplied for the new mechanical system was calculated consisting of two motors and planetary gearboxes A synchronous control system was designed and programmed in two variable frequency drives to regulate the speed and the synchronization of the motor and one LCD touch screen was programmed to provides relevant process data ala
74. l variador con la tarjeta de comunicaci n apropiada ver figura A2 34 En este caso la tarjeta de Modbus y la tarjeta de Firewire DRIVE CONFIG FBK VERSION SLOT B VERSION 890 DRIVE Lave NAME CLOSED LOOP VEC See ones CONTROL MODE cepo FBK OPT TYPE VUGU UI O ry T p FIREWIRE OA ET TYPE 380V TO 480 Figura A2 34 Configuraci n de las tarjetas de comunicaci n y del modo de control Para la configuraci n del Firewire entre dos drives se necesita usar entradas y salidas normales solo se pone a que n mero de dispositivo va y que n mero de entrada representa en el dispositivo o de que dispositivo viene y el n mero de entrada Solo debe configurar y asignar el mismo canal a los variadores en el bloque de FIREWIRE REF ver figura A2 34 para crear una red entre ellos 89 Configuraci n de las comunicaciones Fl IRE REF POSITION OUTPUT SPEED OUTPUT ACCEL OUTPUT MASTER POSITION f MASTER SPEED MASTER ACCEL STATUS READY 1 CHANNEL RESET aiS amp INVERT ps GEAR RATIO A GEAR RATIO B Figura A2 35 Selecci n de canal Para configurar la comunicaci n por medio del protocolo Modbus TCP IP para conectar las entradas y salidas se debe acceder al men de Block y la pesta a de 890 Comms selecciona el bloque de Ethernet Un ejemplo de esto se muestra a continuaci n EN ETHERNET Slot A Figura A2 36 Bloque de Ethernet Dentro de este bloque de Ethernet de la figura
75. la velocidad regulaci n evitando los golpes mec nicos cuando un proceso requiere de movimientos complejos y con mec nica delicada o sea mecanismos que por su naturaleza o seguridad necesitan un control apropiado para evitar que se da en El variador de frecuencia regula la velocidad del motor basando su funcionamiento en la ecuaci n 3 1 de esta manera variando la frecuencia del motor de corriente alterna se obtiene el cambio en la velocidad Esto sujeto a una relaci n de voltaje y frecuencia como se mencion Principales funciones del variador de frecuencia Control de aceleraci n La aceleraci n del motor se controla mediante una rampa de aceleraci n lineal Generalmente esta rampa es controlable y permite por tanto elegir el tiempo de aceleraci n adecuado para el proceso o aplicaci n Variaci n de velocidad La velocidad del motor se define mediante un valor de entrada llamado consigna o referencia Para un valor dado de la consigna esta velocidad puede variar en funci n de perturbaciones variaciones de la tensi n de alimentaci n de la carga de la temperatura Al variar el valor de referencia en la entrada el variador ajusta la velocidad al nuevo valor deseado Regulaci n de la velocidad Definido el valor de referencia este se compara permanentemente con la se al de alimentaci n que viene dando la velocidad en el motor Si se detecta una desviaci n como consecuencia de una 15 3 Principios te ricos
76. la velocidad y torque ejercido por el motor Debido a que la relaci n de tensi n y frecuencia usada por el variador de frecuencia para dar la velocidad al motor a velocidades bajas para el motor la frecuencia usada es baja y por la relaci n mencionada la tensi n enviada del variador de frecuencia al motor tambi n se reduce para mantener la potencia necesaria para suplir el torque ante una tensi n baja se produce un aumento de la corriente en el motor lo que puede generar serios problemas y da ar los aislamientos del motor Por lo que se recomienda hacer un estudio de la velocidad torque y en caso de ser necesario hacer una selecci n apropiada de un reductor de velocidad 2 Es importante definir la comunicaci n que cada dispositivo realice con otro equipo del sistema tener claro no solo las ventajas del protocolo si no tambi n las desventajas En caso de un cambio de posicionamiento en los variadores donde la comunicaci n se defini por Firewire y la distancia entre ellos se hace mayor a 10 m este protocolo ya no brinda transferencia de informaci n fiable por lo cual debe ser cambiado 64 Bibliograf a 1 CVG ALUNASA Fundici n y Colada Archivos internos Z Fundicion Coladoracontinua 2 CVG ALUNASA Manual de uso del Caster de la coladora continua secci n 5c p 7 3 Chapman Stephen M quinas el ctricas 3 ed Mc Graw Hill Figura p 388 4 Chapman Stephen M quinas el ctricas 3 ed M
77. larma de error en el encoder del motor 2 if AlarmaEncoderM2 1 ContEnco2 1 else ContEnco2 0 findica alarma por exceso de corriente motor superior ACorrl 0 if CorrienteMotor1 gt 100 for ACorr1 0 ACorr1 lt 2002 ACorr1 if ACorr1 gt 1000 ContCorr1 1 else ContCorr1 2 ACorr1 0 else ContCorr1 0 findica alarma por exceso de corriente motor inferior ACorr2 0 if CorrienteMotor2 gt 100 for ACorr2 0 ACorr2 lt 2002 ACorr2 if ACorr2 gt 1000 ContCorr2 1 else ContCorr2 2 ACorr2 0 else ContCorr2 0 indica alarma por exceso de temperatura Rodillo Superior if AguaRSupAlta 1 ContARSup 1 else ContARSup 0 if AguaRSupBaja 1 ContARSup 2 else ContARSup 0 findica alarma por exceso de temperatura Entrada de Agua 108 if EntradaA guaAlta 1 ContAEnt 1 else ContAEnt 0 if EntradaA guaBaja 1 ContAEnt 2 else ContAEnt 0 findica alarma por exceso de temperatura Rodillo Inferior if AguaRInfAlta 1 ContARInf 1 else ContARSup 0 if AguaRInfBaja 1 ContARInf 2 else ContARInf 0 findica alarma de caudal de agua del Rodillo Superior if CaudalSupAlta 1 ContCaudalSup 1 else ContCaudalSup 0 if CaudalSupBaja 1 ContCaudalSup 2 else ContCaudalSup 0 findica alarma de caudal de agua del Rodillo Inferior if CaudalInfAlta 1 ContCaudalIn
78. lo de uno de los variadores de frecuencia Este programa despliega un aviso en caso de que se active la senal de parada de emergencia del sistema if PAROEMERGENCIA 1 Inicio 0 VelocidadLinea 0 DiametroRodillo1 0 DiametroRodillo2 0 GotoPage ParoEmergencia Figura A3 13 C digo fuente para detener sistema ante paro de emergencia La figura A3 12 se muestra el c digo fuente que detiene el sistema y asegura el sistema Esto ante alguna emergencia 106 El c digo fuente escrito para mostrar cada una de las alarmas independientemente Y seccionado por las tres a reas de toda la l nea coladora continua enrollador y fundicion Permite indicar que alarma se activo espec ficamente y identificar en que parte del sistema o parte de la l nea de producci n se genero el error esta programada se usa para indicar que dispositivo esta fallando MMMM Caster MMMM indica alarma de error en un driver ADR1 0 if AlarmaDriver1 1 for ADR1 0 ADR1 lt 2002 ADR1 if ADR1 gt 1000 ContDR1 1 else ContDR1 2 ADRI1 0 else ContDR1 0 indica alarma de error en un driver2 ADR 0 if AlarmaDriver2 1 for ADR2 0 ADR2 lt 2002 ADR2 4 if ADR2 gt 1000 ContDR2 1 else ContDR2 2 ADR2 0 else ContDR2 0 indica alarma de error en el encoder del motor 1 if AlarmaEncoderM1 1 ContEnco1 1 else ContEnco1 0 107 indica a
79. los procesos secundarios estos poseen valores limites los cuales fueron programados para que la pantalla no permita introducir valores fuera de los l mites del proceso 58 Cap tulo 6 An lisis de Resultados 6 1 Resultados del sistema En el cap tulo 1 del presente informe se muestra la estructuraci n del proyecto en la cual se separa en dos reas bien definidas sistema mec nico y de control ver figura 1 1 las cuales se trabajaron para lograr cumplir a cabalidad los objetivos del proyecto Debido a la naturaleza del proyecto algunos de los resultados del mismo consisten en los c lculos y selecci n de dispositivos y maquinaria Como parte de los resultados del proyecto se puede mencionar los obtenidos en la secci n 4 3 2 los cuales corresponden a lo reductores de velocidad se obtuvo una relaci n de reducci n de 1204 por lo cual se seleccion unos reductores de velocidad de 1 1204 De la f rmula 4 5 se obtuvo la potencia el ctrica requerida de los motores con el factor de seguridad de 30 seg n opini n de experto la cual es de 53 46 kW como resultado se seleccion motores de 460 V 55 kW y 1750 RPM Como resultado de la selecci n de los motores apropiados se selecciono variadores de frecuencia que surtan la misma potencia de los motores de all se decidi por variadores de 55 kW 59 6 An lisis de Resultados 6 2 Resultados de la medici n de velocidad en el sistema de control y e
80. lt digital output ZERO SPEED All digital inputs outputs are configurable using the DSE 890 Drive System Explorer Configuration Tool supplied on disk The table shows the factory defaults The digital inputs require 24V DC which is supplied at terminal X14 03 For further information refer to the DSE 890 Configuration Tool Note The maximum permissible sum of currents from X14 03 X15 08 X15 09 is 150mA The load on X15 08 amp X15 09 connects from these pins to X14 04 0V An Alert message will be displayed if exceeded SUPPLY 150mA X14 03 X15 01 y 7mA each X15 07 X15 08 X15 09 890CS Common Bus Supply Frames B amp D 820CD Common Bus Drive and 890SD Standalone Drive Frames E amp F 5 36 890SD Standalone Drive Set up Parameters The drive has several control modes Control Modes V Hz VOLTS HZ SENSORLESS VEC CLOSED LOOP VEC Set up as an Open Loop Drive V F Fluxing low performance applications fan pump Simplest method involving no speed feedback and no compensation for load changes Autotune is not required Set up using the Sensorless Vector Fluxing Mode medium performance applications where the drive uses an electrical model of the motor to automatically compensate for load changes The drive must be tuned to the motor in use by matching the motor parameters in the drive to those of the motor being controlled You
81. n ContDR1 APD A Variable Data Mapping Bit Number fito O CSS Access Write Only y Storage Non Retentive v Simulation off X Setpoint Enable No X Comment Security Triggers Alarms Colors Format Data CO EEE EER AAA NNN EHR OE la 5 Figura A2 33 Pantalla de direccionamiento y creaci n de variables Data Tags Para direccionar se crea la variable en Tags o se selecciona en caso de que este creada como se puede ver en la figura anterior al seleccionarla aparecen las opciones de configuraci n para la variable se selecciona la pesta a de Mapping al seleccionar aparece las clasificaciones interna siguiente y aparecen el o los dispositivos que se hayan configurado en la parte de Communications Al seleccionar el dispositivo que se defini se le da el direccionamiento deseado seg n el tipo de comunicaci n y dispositivo seleccionado y con Access se selecciona si es entrada o salida o si es dual As para cada variable que se necesite direccionar 88 Configuraci n de las comunicaciones 7 Direccionamiento AC890 Standalone drive La comunicaci n del variador de frecuencia se realiz por el protocolo Modbus TCP IP Ethernet para comunicarse con la pantalla y Firewire para comunicaci n con el otro variador de frecuencia en el software de programaci n DSE890 Para acceder a las los protocolos se debe configurar e
82. n Remember to save your new configuration in DSE 890 and install it in the drive In DSE 890 select Command gt Install At Selected to install the currently opened configuration into a drive 8902 EQ HTTL Speed Feedback Option DRIVES DSE 890 Development Configuration Tool Software Manual HA471113U001 Issue 4 Compatible with Version 1 x Software O Copyright SSD Drives Limited 2006 All rights strictly reserved No part of this document may be stored in a retrieval system or transmitted in any form or by any means to persons not employed by a SSD Drives company without written permission from SSD Drives Ltd Although every effort has been taken to ensure the accuracy of this document it may be necessary without notice to make amendments or correct omissions SSD Drives cannot accept responsibility for damage injury or expenses resulting therefrom WARRANTY SSD Drives warrants the goods against defects in design materials and workmanship for the period of 12 months from the date of delivery on the terms detailed in SSD Drives Standard Conditions of Sale A058393C SSD Drives reserves the right to change the content and product specification without notice DSE 890 Configuration Tool First Configuration Modifying a Configuration A configuration can be modified by editing blocks and links and by inserting or deleting blocks Editing Blocks You can view the contents of any function block in the conf
83. n y conexi n de las variables de referencia como la velocidad calculada y ajustada Se muestra el bloque de aceleraci n y desaceleraci n con los tiempos calculados para la sincron a del sistema La figura mencionada posee la referencia de jog que es el bloque que permite girar los motores con un pulso y detenerse cuando el pulso desaparece En esta p gina se obtienen datos calculados por el variador de frecuencia estimados para la retro alimentaci n a partir de las caracter sticas el ctricas del motor en el bloque de FEEDBACK Dentro de esta p gina se encuentra el bloque de control de velocidad SPEED LOOP este como se menciono realiza la funci n d un control proporcional integral de velocidad o torque Para este proyecto se configuro para control de velocidad Se programo una funci n de protecci n interna para detectar si el encoder se da o y de esta manera realizar cambios autom ticos en el sistema para que las mediciones de velocidad sean tomadas de la salida del variador y no del lazo da ado del encoder En esta p gina se configur el bloque EMC capacitores para protecci n de los motores 99 VO TRIPS THERMISTOR VO TRIPS EXTERNAL TRIP START STOP SEQUENCING LOGIC SWITCH ON ENABLE SWITCHED ON FAN RUNNING 5 START DELAY RUN FORWARD RUN REVERSE DRIVE ENABLE NOT FAST STOP NOT COAST STOP Helse REMOTE REVERSE 52 REM TRIP RESET S POWER UP START 19 S CONTACTOR DELAY
84. nas interiores del bloque motor control que fueron programados 97 REFERENCE SKIP FREQUENCIES O Hz FREQUENCY 1 HZ SAND 2 S HE FREQUENCY 2 BAND 3 O H2 FREQUENCY 3 O HZI BAND 4 O Hz FREQUENCY 4 REFERENCE SPEED DEMAND SPEED SETPOINT REVERSE LOCAL SETPOINT LOCAL REVERSE FWIRE SETPOINT e SPEED DEMAND oe REMOTE SETPOINT 110 SPEED TRIM El MIN SPEED CLAMP OR 2 False TRIM IN LOCAL 9 REMOTE REVERSE El COMMS SETPOINT 1890 RPM MAX SPEED Velocidad entrada gt gt SHT 2 INPUT 1 O0UTPUT SHT 2 SEQUENCING LOGIC RUNNING Velocidad Entrada RPM lt _ gt SHT 2 Iniciar SHT 3 ENCODER ENCODER FEEDBACK FEEDBACK FEEDBACKS SPEED FBK HEATSINK TEMP HEATSINK TEMP TORQUE FEEDBACK FIELD FEEDBACK MOTOR CURRENT MOTOR CURRENT Aj 100 lt corriente del motor 1 STACK RATING A pues QUADRATIC TORQUE HIGH OVERLOAD LEVEL LINEAR RAMP TYPE 19 S ACCEL TIME S DECEL TIME Fave SYMMETRIC MODE re SYMMETRIC TIME EL SRAMP CONTINUOUS 10 S2 SRaMP ACCEL 10 S2lsRamP DECEL i SUSRAMP JERK 1 10 SS SRAMP JERK 2 SU SRAMP JERK 2 10 S21SRAMP JERK 4 False HOLD REFERENCE JOG 19 SETPOINT 19 S ACCEL TIME 19 S DECEL TIME REFERENCE STOP STOF RAME IRUN STOP MODE SincroniaTiempo lt gt 1 1STOP TIME 2 1 Elstop ZERO SPEED RAMS STOP DELAY FAST STOP MODE o S FAST STOP LIMIT 1 SIFAST STOP TIME 1200 HZ SIEINAL STOP RATE SHT 2 1 O TRIPS ENCODER TOTL SPD DMD R
85. nderstand chapter 6 05 STATUS To disable STO do not connect Safe Torque Off of this manual 06 STATUS To disable STO do not connect OPTION F 890CS Common Bus Supply Frames B 8 D 820CD Common Bus Drive and 890SD Standalone Drive Frames E amp F 5 26 890SD Standalone Drive ANALOG I O a Name Range Description 01 OV OV reference for analog I O 02 AINI 0 10V 10V Analog Input 1 default diff 1 P 03 AIN2 0 10V 10V Analog Input 2 default diff I P 10V 0 10V Analog Input 3 default remote setpoint I P 0 0 04 AIN3 0 20mA 4 20mA iy 100 00 reverse 10V 100 00 forward maximum speed 10V 0 10V X12 a 05 AIN4 0 20mA 4 20mA Analog Input 4 default speed trim I P OPTION F 06 AOUTI at Analog Output 1 default speed feedback O P 10V 100 speed 07 AOUT2 aly Analog Output 2 default torque feedback O P 10V 200 torque 08 10V REF 10V output 10V reference for analog i o Load 10mA maximum 09 10V REF 10V output 10V reference for analog i o Load 10mA maximum Note AINI and AIN are fitted with a link to ensure no noise pick up when not in use These terminals can be used as a differential I0V input which we call AINS but AINI and AIN2 must remain within 410V relative to OV AINS has a direct input into the Speed Loop providing a fast speed or torque demand for Servos All analog inputs outputs are configurable using the DSE 890 Drive System Explorer C
86. nio Rodillos superiores gu a son rodillos muy peque os comparados con los laminadores estos rodillos de la gu a se encargan de asegurar que la l mina salga recta sea se encargan de enderezar Gu a superior de cilindros de acondicionamiento es usado para que al mover los rodillos de la gu a toda la parte mec nica de enderezado se mueva y mantenga el balance de forma en que siempre quede alineada para no da ar o torcer la l mina de aluminio Pivote pieza met lica en la que se apoya la l mina para enderezarla Gu a inferior de ajuste de rodillos Sube o baja los rodillos gu a para ajustar a la posici n de salida de los rodillos de laminado en caso que se haga cambio de rodillos y estos sean de di metro diferente Marco base met lica que sostiene los rodillos y los mantiene en su posici n Brinda la posici n y presi n precarga a los rodillos para producir los espesores de l mina deseados Pivote cil ndrico del Caster usado para sostenes el marco a la hora de hacer cambio de rodillos El marco se abre para extraer los rodillos gracias a este pivote 3 Principios te ricos relacionados con la coladora continua 3 1 2 Motor jaula de ardilla con ventilaci n forzada El motor jaula de ardilla es un tipo de motor de inducci n los cuales usan corriente alterna para inducir un campo giratorio alrededor del estator Un rotor de esta clase consiste en un conjunto de barras conductoras dispuestas entre una serie d
87. ntallas est separada por secciones Caster parte mec nica de la coladora continua Enrollador y Fundici n La primer secci n corresponde a las alarmas de todo el sistema de control y mec nico de la coladora continua las ltimas dos secciones corresponden a las alarmas del resto de la l nea de producci n 56 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware Alarmas Caster Driver 1 Driver 2 Encoder 1 Encoder 2 Ea a 2 Corriente en motor 1 Corriente en motor 2 werent E Valvulas Temperatura Rodillo Superior Entrada Agua Rodillo Inferior Figura 5 28 Pantalla de alarmas del Caster Alarmas Caudal Rodillo Superior Caudal Rodillo Inferior morma Bomba de lubricacion Bomba de lubricacion Reductor Superior Reductor Inferior Enrrollador Tension Enrrollador Espesor de Anillo E Atras Sigue Figura 5 29 Pantalla de alarmas del Caster y el Enrollador 57 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware Alarmas Bomba de lubricacion Ventilador del Enrrol lador Enrrol lador pi y Fundicion Panel de resistencias del Sniff Sistema Spray E Titanio Boro en el canal Figura 5 30 Pantalla de alarmas del Enrollador y Fundici n Ante cualquier falla la se al es detectada por la pantalla y por la programaci n de la misma muestra el dispositivo o parte que debe ser revisada y reparada La protecci n de los datos o par metros de los procesos es otro de
88. ntrol de los motores Dichos dispositivos de control son dos variadores de frecuencia en los que se realiz una programaci n para la sincron a y control de velocidad de los motores ante diferentes par metros de entrada Los variadores deb an cumplir con ser de la misma potencia de los motores 75 Hp Y para control y monitoreo del sistema se seleccion una pantalla LCD t ctil para mostrar e introducir los datos de control del sistema 5 2 Descripci n de Hardware El hardware de este sistema se puede separar en tres etapas b sicas las cuales se pueden apreciar con claridad en la figura 1 4 Procesamiento Esta etapa est conformada por los variadores de frecuencia encargados de realizar los c lculos o ajustes del sistema para controlar la velocidad y potencia en los motores Realiza las funciones de emergencia reaccionando autom ticamente ante cualquier error o fallo del sistema interact a entre la interfaz humana y el sistema mec nico Interfaz humana Es la que permite la interacci n del sistema y proceso con el operador Est conformada por una pantalla LCD t ctil para la observaci n y control de par metros del sistema adem s permite que el usuario defina las caracter sticas del proceso de colado Brinda ayuda y soporte al operario en caso de alg n error o falla del sistema o proceso Comunicaciones La comunicaci n del sistema realiza las labores de transmisi n y recepci n de datos Esta var a debido a que
89. o la activaci n de una tecla o una funci n alarmas debido a un error o a que alg n par metro sobrepas un l mite establecido por el usuario 37 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware Tarjetas de comunicaci n Tarjeta de Firewire El Firewire es un formato de comunicaci n uno a uno de alta velocidad en un bus serie La tarjeta de comunicaci n de Firewire 8903 FA 00 FF es una del las opciones que se pueden adaptar en los variadores de frecuencia AC890 Standalone opci n B del campo de interfaz de comunicaci n ver figura 5 3 Dicha tarjeta posee tres terminales de comunicaci n y necesita de una alimentaci n externa de 24 Va La Siguiente figura muestra la tarjeta de Firewire que se instala en el variador de frecuencia Figura 5 6 Tarjeta de Firewirel 14 38 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware Este tipo de comunicaci n presenta ventajas considerables en velocidad de transferencia de datos y de comunicaci n entre varios dispositivos ya que se crea una red de dispositivos Por esta raz n se seleccion este tipo de protocolo para comunicaci n entre los variadores de frecuencia y para lograr sincron a entre los dispositivos y motores La tarjeta de Firewire env a informaci n a todos los dispositivos conectados a la red todos la conocen sin embargo solo el dispositivo direccionado realiza las funciones asignadas los dem s equipos solo descartan la informaci n
90. o se mencion la velocidad m xima de la l nea de producci n era 1 97m min La velocidad deb a ser aumentada a 4m min y que se pudiera variar esta velocidad para las diferentes aleaciones de aluminio Los ejes del reductor 2 ver figura 4 2 presentaban un desgaste mec nico importante esto debido a que dicho mecanismo estaba unido a ambos rodillos idealmente la distancia entre una salida y la otra del reductor debe ser igual a la distancia entre un eje y otro eje de los rodillos para que al conectarse estas salidas a los ejes de los rodillos la conexi n fuese horizontal y paralela una salida con la otra no obstante la distancia de separaci n entre las dos salidas de dicha m quina era menor que la distancia de separaci n que exist a entre los dos ejes de los rodillos lo que produc a que los ejes que se conectan presentaban un ngulo variable ya que los rodillos se mueven se acercan o alejan seg n las necesidades de grosor de l mina y el di metro que ten an dichos rodillos y debido a este ngulo variable se generaba un desgaste mayor de los dientes de la m quina 22 4 Desarrollo de las expresiones para el c lculo de potencia mec nica y velocidad de colado continua Rodillo 1 Rodillo 2 Figura 4 2 Conexi n mec nica entre el reductor 2 y los rodillos 4 2 Datos necesarios para la obtenci n de una expresi n de torque Para la obtenci n de la expresi n se desarroll la ecuaci n 3 3 con el objeti
91. ocidad de linea Mantener Velocidad de OxVelocidad de linea linea 4 Velocidad de linea cambia e naiac us SE al nuevo valor indicado Velocidad de linea 0 Velocidad de linea 4 Figura 5 21 Diagrama de flujo de protecci n del rango de velocidad de l nea La programaci n del m dulo de control de rango de velocidad de l nea se presenta en la siguiente figura Mantiene Velocidad de linea entre O y 4 m min Velocidad de Linea_ gt ISW 3 INPUT Figura 5 22 Protecci n del rango de velocidad de l nea El sistema de control posee ante cualquier error o un fallo sea de los variadores de frecuencia o una falla externa una rutina de protecci n para los motores y el proceso de laminado Como se muestra en la figura 5 23 ante cualquier error los variadores se bloquean y liberan los motores de tal manera en que los 51 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware rotores giran libremente para evitar desprender o da ar la l mina que se est creando El sistema de control se mantiene bloqueado hasta que se corrija el error y se habilite el control Sistema en marcha y funcionando rror o fallo en algun drive o sistema externo Bloqueo del los variadores de frecuencia Rotor del motor libre Aviso de error Bloqueo de todo el sistema hasta la correccion del error Se solucion el error Figura 5 23 Diagrama de flujo de protecci n general del sistema de contr
92. ocidad a un m ximo de 4m min El sistema mec nico de la coladora continua presentaba adem s un problema de desgaste mec nico ya que el reductor de velocidad que estaba unido a los rodillos presentaba una torsi n entre las uniones de dicho reductor con cada rodillo lo que produc a un desgaste excesivo de los dientes mec nicos en las uniones 1 Motivaci n y presentaci n del proyecto Otro problema mec nico que se sumaba era de eficiencia y aprovechamiento de recursos debido que al tener un solo motor para ambos rodillos se restringi a que estos tuviesen el mismo di metro y si uno se da aba se requer a quitar ambos rodillos se desgastaba el rodillo con problemas para eliminar la parte da ada pero se ten a que desgastar el segundo rodillo en buen estado para mantener la condici n de igualdad de di metro Debido a los problemas mencionados se propuso cambiar todo el sistema mec nico de la m quina coladora continua e implementar un sistema de control para el mismo ver figura 1 1 Sistema de control Sistema mec nico Rodillo 1 Interfaz Gr fica Ajustes y sincron a Rodillo 2 Sistemas auxiliares y Enrollador Figura 1 1 Diagrama de bloques de todo el sistema El sistema mec nico se cambio por dos motores de corriente alterna uno para cada rodillo con su respectivos reductores ver figura 1 2 con el fin de eliminar los problemas de potencia y aumentar la velocidad de
93. ocidad de linea y Diametro rodillo 2 af va ador de frecuencia del motor inferior esclavo Sincroniza el Drive inferior Ajuste de velocidad w W n DR Sincroniza el arranque de los motores Contra de velocidad lazo cerrada Manane velocidad de motores constante e invariante Cambio en la Velocidad de linea Sincroniza el Drive inferior Ajuste de velocidad w Vu n DR Cambio de velocidad de las motoras Frerado sincronizado de los motores Figura 5 16 Diagrama de flujo del programa principal de los variadores de frecuencia Se realiz un control de lazo cerrado para mantener invariantes las velocidades de los motores mediante la configuraci n del variador en modo CLOSE LOOP VECTOR Este modo realiza un control de lazo cerrado tomando como referencia a velocidad deseada y compar ndola con la velocidad que se recibe del transductor que vine del motor del generador de pulsos En la siguiente figura 47 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware se muestra en color rojo la selecci n del modo y de las comunicaciones para el variador de motor de rodillo superior DRIVE CONFIG FBK VERSION SLOT A FITTED SLOT A FAULT SLOT A VERSION ebb Braves SLOT B VERSION Ss N DRIVE NAME A Laie CONTROL MODE MODBUS s us IEE OPT TYPE SSISLOT A OPT TYPE LOT sor Ton ETS Figura 5 17 Bloque de configuraci n del variador de frecuencia El control de la velocidad es llevado
94. odillo2 0 Inicio 1 Cuatro 4 DiametroRela DiametroRodillol iametroRodillo2 1 J else DiametroRela DiametroRela Inicio Inicio Cuatro Cuatro Figura 5 27 C digo fuente para las condiciones y cambios en la pantalla de la coladora continua 55 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware La interfaz grafica de la coladora continua tiene como funci n monitorear la velocidad en RPM de cada motor y mostrar la corriente en amperios de cada motor Permite la interacci n del usuario con el sistema de control y el mec nico de la m quina coladora continua El operador de la m quina puede cambiar los par metros del sistema seg n la necesidad de producci n define el momento en el que se debe detener el proceso o el momento en el que se da inicio a la producci n botones Detener e Inicio respectivamente Rutinas secundarias de la pantalla t ctil Las rutinas secundarias programadas en la TS8010 son funciones para la protecci n del proceso funciones para dar una mejor visualizaci n de procesos y otras pantallas para comunicaci n y transferencia de informaci n con el resto de la l nea de producci n de fundici n y colada La funci n principal de protecci n de todo el sistema se da mediante las pantallas de alarma Las cuales consisten en tres pantallas de interfaz gr fica que muestran las alarmas de todo el sistema ver figura 5 26 figura 5 27 figura 5 28 La informaci n de estas pa
95. ol 5 3 2 Rutinas de la pantalla t ctil La funci n principal de la pantalla t ctil es el control del sistema de laminado de la coladora continua Sin embargo la pantalla deb a acoplarse a un PLC el cual env a y recibe datos para el control de todo el proceso desde fundici n hasta el enrollador Por lo cual la pantalla t ctil consta de una serie de ventanas de 52 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware transferencia de datos de control e informaci n de toda la maquinaria de fundici n y colada El diagrama general de la pantalla se muestra en la figura a continuaci n Anicializaci n de la pantalla Pantalla de presentaci n Pantalla principal e seleccion una pantalla Se despliega pantalla seleccionada Recepci n de informaci n Selecci n de parametros Transferencia de datos Ira pantalla secundaria Se despliega pantalla seleccionada Ira pantalla principal Recepci n de Informaci n Selecci n de parametros Transferencia de datos Figura 5 24 Diagrama de flujo general de la pantalla t ctil Rutina principal de la pantalla t ctil La rutina principal programada en la pantalla como se mencion es la encargada del control y transferencia de datos con el sistema de la coladora continua 53 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware Se seleccion pantalla Coladora Continua Muestra interfaz gr fica de la Coladora Continua Muestreo
96. onfiguration Tool supplied on disk The table above shows the factory defaults These analog connections require 10V DC which is supplied at terminal X12 08 and X12 09 respectively For further information refer to the DSE 890 Configuration Tool ly Frames B 8 D 820CD Common Bus Drive and 890SD Standalone Drive Frames E amp F 8905D Standalone Drive 5 2 g USER 24V DC INPUTS o sen Name Range Description 01 24VINPUT 24VDC_ User 24V 2A per unit x13 Y 24VINPUT 24VDC User 24V 2A per unit Functionality only available when 03 OVINPUT 0V OV 24V input eee CS D 04 OVINPUT 0V OV 24V input Note These connections are not necessary for normal operation of the drive OPTION F Following paragraphs are only valid when the control card is used on frames B C amp D This 24V DC control supply allows for configuration and commissioning of the system without the DC supply being present The drive will operate with this supply but will not turn a motor D Connection is not required when the DC supply is present but the connection can be safely left connected If you have more than four 890SDs use a 24V rail and wire as shown in the Wiring Diagram on page 5 12 terminals 8A maximum 890CS Common Bus Supply Frames B 8 D 820CD Common Bus Drive and 890SD Standalone Drive Frames E 8 F 5 2 90SD Standalone Drive a RELAY CONTACTS O STATUS Name Range Description 01
97. or de frecuencia donde la velocidad es variable para el accionamiento a par constante de manera en que si se usa motores con refrigeraci n propia presentan una reducci n del par asignado debido a una disminuci n del aire de refrigeraci n 12 3 Principios te ricos relacionados con la coladora continua 3 1 3 Reductores de velocidad planetarios Los reductores planetarios son mecanismos usados en maquinas que necesitan de motores para su movimiento y funci n en estos casos en los que la m quina necesite que la velocidad del motor sea adaptada Esta adaptaci n de velocidad se logra con el uso de engranajes posicionados seg n la necesidad de la m quina Adem s de la adaptaci n de velocidad con un reductor se pueden tomar en cuenta o controlar factores como la potencia mec nica a transmitir la potencia t rmica rendimientos mec nicos est ticos y din micos Un reductor de velocidad planetario ver figura 3 5 tiene un engranaje principal planeta fijado r gidamente a la secci n delantera del motor y una corona interna es impulsada por el cigiiefial El porta sat lites esta unido al eje de lo que se requiere mover Montado en el una serie de pi ones sat lites que cuando el cigiiefial gira los pi ones giran en torno al principal fijo en compa a de la corona en la misma direcci n pero a una velocidad reducida Los reductores de velocidad de engranajes planetarios interiores o anulares son variaciones d
98. ould be taken to remove any loose material from the mounting cut out to prevent it from falling into the operator interface during installation A gasket is provided to enable sealing to NEMA 4X IP66 specifications Install the provided nuts and tighten evenly for uniform gasket compression For more Detailed documentation refer to Appendix A B C D and E Mounting Templates Connecting To Ground This protective conductor terminal is bonded to conductive parts of the equipment for safety purposes and must be connected to an external protective grounding system Each TS8000 has a chassis ground terminal on the back of the unit The unit should be connected to ground The chassis ground is not connected to the signal common of the unit Maintaining isolation between the ground and the signal common is not required to operate the unit however other equipment connected to this unit may require isolation between the ground and the signal common To maintain isolation between signal common and ground care must be taken when connections are made to the unit For example a power supply with isolation between its signal common and ground must be used Also plugging in a USB cable may connect signal common to ground TS8000 Ground Connection Important Do not connect the power supply common to ground The TS8000 has its own chassis ground that should be utilized To further reduce electrical noise SSD Drives also recommend
99. para cosas simples como dar un pulso de marcha hacia atr s del motor o bajar un valor Ejemplo Figura A2 8 Bot n para rotar los motores hacia atr s 71 Pantalla T ctil 2 Introducci n y cambio de par metros Existen dos formas para introducir o cambiar un par metro en la pantalla La primera es como se menciono antes por medio de un rea en blanco con texto en negro Digitando dos veces con un dedo sobre esta rea se despliega el teclado que se muestra en la siguiente figura Figura A2 9 Teclado digital La figura A2 9 muestra el teclado digital mediante esta herramienta el usuario puede digitar el valor num rico del par metro seleccionado Los botones situados en la columna derecha son para instrucciones Exit es para borrar el dato digitado y salir del teclado prev permite cambiar a un par metro anterior dentro de la misma pantalla para poder cambiar el valor next permite cambiar a un par metro que este despu s del que se est usando para cambiar el valor y por ultimo enter acepta el valor digitado y lo mantiene El segundo m todo es con teclas de suma o resta ver figura A2 10 esto le suma o resta al par metro el valor mostrado PSI 100 Figura A2 10 Teclas de suma y resta 72 Pantalla T ctil Como se observa en la figura se tiene teclas se alando hacia arriba y hacia abajo al digitar la tecla hacia arriba se suman 100 10 o 1 respectivamente al valor que aparece en el
100. parte inferior de la pantalla Figura A2 11 Bot n de ayuda Figura A2 12 Ejemplo de pantalla de ayuda e Es sistema presenta un representaci n gr fica para indicar que los motores est n activados con una figura en esta se muestra la del sentido de giro de los motor Figura A2 13 Indicador de giro de los motores 74 Pantalla T ctil 4 Alarmas Si en alg n momento se activa alguna de las alarmas aparecer un indicador en la pantalla ver figura A2 14 Este indicador se localiza en la parte de debajo de la pantalla en el centro de la misma y aparecer de manera intermitente Indicando al usuario que se debe revisar la secci n de alarmas Figura A2 14 Indicador de alarmas Las alarmas del sistema del rea de Fundici n y Colada se encuentran separadas en tres secciones dentro de la pantalla La primera corresponde a las alarmas el Caster de la coladora continua la segunda corresponde a las alarmas que pertenecen al proceso del enrollador y por ltimo las alarmas correspondientes al rea de fundici n Cada indicador presenta un cuadro de alarma en el cual se indica el estado de la alarma si aparece normal color verde quiere decir que no existe problema En caso de que se active una alarma se indica y seg n sea la importancia o prioridad de la alarma con amarillo est tico alarmas de prioridad baja y si el cuadro de alarma es intermitente alternando rojo y amarillo la prioridad es alta 75
101. pios te ricos relacionados con la coladora continua 3 1 1 Secciones del sistema mec nico principal de la coladora continua El Caster de la coladora continua La parte principal de la coladora continua se llama Caster figura 3 2 El Caster est conformado por un marco o estructura met lica que soporta los rodillos brinda soporte y asegura el enderezado de la l mina para que esta salga recta Para este caso la estructura es inclinada en un ngulo de quince grados para facilitar la posici n al tip de colado que distribuye el aluminio l quido en los rodillos Raspador de rodillos Gu a superior de cilindros de accionamiento de los rodillos Rodillos del Caster Rodillos superiores gu a Gu a inferior de ajuste de rodillos Base del Caster iaa cilindrico del caster Figura 3 2 Estructura del Caster de la coladora continua 21 3 Principios te ricos relacionados con la coladora continua Tip de colado Pieza met lica que se encarga de la distribuci n del aluminio l quido en los rodillos y define el ancho de la l mina Cu as son de metal usadas para evitar que los rodillos se junten Proporcionan un l mite al poner precarga para que los rodillos se acerquen pero no se junten y as evitar da os en l mina o en los rodillos Raspador de rodillos es una placa con cerdas a lo largo del rodillo la cual esta posicionada para limpiar y quitar suciedad los rodillos y evita que se le pegue grumos de alumi
102. plejidad del marco del Caster ver figura 3 2 y las dificultades de hacer un estudio del mismo ya que el proceso de colado no puede ser detenido solo puede detenerse por una emergencia y las diferentes fuerzas precarga lado derecho y lado izquierdo aplicadas y distribuidas en diferentes partes del marco como restricci n se solicit hacer los c lculos a raz n de la potencia del motor SOHp que estaba al l mite una relaci n de reducci n de 2450 70 y 35 eran las relaciones de reducci n del primer y segundo reductor respectivamente y la velocidad m xima de l nea 1 97m min y el valor medido de 52688 9 kgf m el cual corresponde al torque que generan ambos rodillos Esta restricci n fue hecha por el jefe del departamento de coordinaci n de ingenier a de planta y proyectos de la empresa CVG ALUNASA el ingeniero Osvaldo Gonz lez Alvarez 26 4 Desarrollo de las expresiones para el c lculo de potencia mec nica y velocidad de colado continua Para comprobar el valor medido de torque se realiz el c lculo te rico del sistema partiendo del valor m ximo del di metro de rodillo manteniendo la velocidad de l nea en su valor m ximo 1 97m min y el valor de potencia del motor de 37 kW 5O Hp se calcul el valor de velocidad angular que generaba el torque te rico m ximo que entregaba el motor del sistema mec nico viejo Usando la formula 4 2 1 97 7 0 959 Oy w 0 654 RPM Este valor de 0 654
103. r RPM Para lograr la sincron a y control apropiado se trabajo con un variador de frecuencia en configuraci n de maestro variador de frecuencia superior y el otro como esclavo variador de frecuencia inferior 7 La relaci n de reducci n se agrega para obtener la velocidad angular exacta en la salida del motor se 77 Descripci n del programa de los variadores de frecuencia Vi Velocidad de linea m min N Relaci n de reducci n Tomando en cuenta que los di metros de los rodillos pero la misma velocidad de l nea para ambos se obtiene el valor de velocidad en RPM que debe existir a la salida de cada motor Este c lculo y ajustes los realiza en variador de frecuencia en el siguiente bloque de se ales ISW 3 EOE P vacia sir Mi V3 4 TEMPLATE Inicio L den E ISV 3SEL pas 120015 TD Inicio a e J Motor Control E TZ Condicion de disparo otor Control Velocil l RUNNING IEALTHY 2 a p G E Diametro Rodillo ED mee 3 3 Diog si corsente del motor i f lt T gt Corriente Motor 4 eats Error encoder Motor 1 lt T SError Encoder Motor 1 so Jog Adelante 3 E acres Zid Eror Driver 1 H Ts i nica Velocidad motor 1 lt I gt Velocidad Motor 1 Motor Control direccion jog a Pra Jog Atras lt T Relaciond102 lt 172 gt Detener Paro de emergencia 1 EJENABLE X15 01 pa
104. r supply provides isolation to accessible circuits from hazardous voltage levels generated by a mains power supply due to single faults SELV is an acronym for safety extra low voltage SELV circuits exhibit voltage that are safe to touch both under normal operating conditions and after a single fault such as a breakdown of a layer of basic insulation or after the failure of a single component has occurred Page 9 http www SSDdrives com
105. relacionados con la coladora continua variaci n de velocidad las magnitudes aplicadas al motor tensi n y o frecuencia se corrigen autom ticamente para volver a llevar la velocidad a su valor inicial Desaceleraci n controlada Cuando se desconecta un motor su desaceleraci n se debe nicamente al par resistente de la m quina desaceleraci n natural Los variadores de frecuencia permiten controlar la misma mediante una rampa lineal generalmente independiente de la rampa de aceleraci n Inversi n del sentido de marcha La mayor a de los variadores actuales tienen implementada esta funci n La inversi n de la secuencia de fases de alimentaci n del motor se realiza autom ticamente o por inversi n de la referencia de entrada o una orden l gica en un borne Protecci n integrada Los variadores modernos aseguran tanto la protecci n t rmica de los motores como su propia protecci n A partir de la medida de la corriente y de una informaci n sobre la velocidad si la ventilaci n del motor depende de su velocidad de rotaci n un microprocesador calcula la elevaci n de temperatura de un motor y suministra una se al de alarma o de desconexi n en caso de calentamiento excesivo Tambi n protecciones como evitar o detectar los cortocircuitos entre fases y entre fase y tierra las sobretensiones y las ca das de tensi n y los desequilibrios de fases 3 1 5 Pantalla LCD t ctil Las pantallas t ctiles LCD industriales
106. rms and allows the operator the introduction of control parameters Keywords continuous casting preload planetary gearboxes VI ndice general 4 3 Requisitos y restricciones para la determinaci n de par metros mec nicos y VII VIII ndice de figuras 1 1 Diagrama de bloques de todo el sistema ooooocnoccnonccnoonnooncnonononnnono nono nono ncnnnnnrnn cons 2 1 2 Diagrama de bloques para el sistema de control ooooonoccninccnonacacacinancnoncnononana conan 3 Xl XII XII A3 8 C digo fuente de movimiento de giro de motores A3 9 C digo fuente de detecci n de errores A3 10 C digo fuente de pantalla de presentaci n A3 11 C digo fuente ayuda ante fallo de encoder A3 12 C digo fuente de pantalla de presentaci n A3 13 C digo fuente para detener sistema ante paro de emergencia XIV ndice de tablas T6 1 Valores de velocidad medidos en el sistema de control y la retroalimentaci n con el di metro de rodillo de 876 mm 6 6 2 Valores de velocidad medidos en el sistema de control y la retroalimentaci n con el di metro de rodillo de 959 mm A4 1 Porcentaje de error entre la velocidad te rica y la retroalimentaci n con el di metro de rodillo de 876 mm Zoe 7 A4 2 Porcentaje de error entre la velocidad te rica y la retroalimentaci n con el di metro de rodillo de 959 mm XV Cap tulo 1 Motivaci n y presentaci n del proyecto
107. ro que tendr n las entradas o salidas con los dispositivos respectivos Etiquetas de datos secci n encargada de nombrar las entradas salidas y variables internas de memoria en la pantalla F rmulas y escalamientos son creados en esta secci n Interfaz de usuario Es la secci n principal en esta se crea la interfaz gr fica en un ambiente en el que las estructuras botones y figuras son dibujados mediante herramientas del software A cada figura sea bot n o estructuras se les asigna las funciones en las propiedades de la figura que se cre La siguiente figura 42 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware muestra las herramientas del software para dibujar y conformar la interfaz gr fica de usuario Button Figura 5 10 Herramienta de DSI para el dibujo de la pantalla Programaci n Esta secci n es para dar atributos de control y funciones que en la interfaz de usuario no pueden ser creadas En esta se crean rutinas para funciones l gicas y matem ticas as como tambi n rutinas secuenciales para alg n proceso de transmisi n de datos Registro de datos Secci n encargada de comparar y graficar datos y resultados medidos en los procesos Servidor Web Secci n para la configuraci n para la conexi n de la pantalla a internet Administrador de seguridad Secci n encargada de los mecanismos de seguridad de la pantalla contrase as y usuarios 43 5 Dise o selecci n y programaci n del
108. rol T2 Condicion de disparo Error encoder Motor 1 Error Encoder Motor 1 jo Jog Adelante lt _L MUL OUTPUT z a Error Driver 1 L gt Error Driver 4 Velocidad motor 1 Velocidad Motor 1 Motor Control direccion jog TT Jog Atras lt _L d fiz ek PE sincroniaTiempo RelacionD1D2 lt 2 Y Bdireccion jog INV Detener lt T MUL Z Detener sincrbno Diametro Rodillo 2 lt T y RATA Paro de emergencia 1 19024 1N 44 0UTPUT EJENABLE X1501 z STATE T gt ParoEmergencia Figura 5 11 Diagrama de bloque de control del Variador de rodillo superior 44 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware El sector del diagrama de bloques en gris ver figura 5 12 a continuaci n es el encargado de recibir los par metros del proceso provenientes de la pantalla y realiza las funciones de ajuste y c lculo que se presentaron anteriormente para la velocidad para el motor del rodillo superior Diametro Rodillo 1 lt _Y_ gt Figura 5 12 Programaci n para el c lculo de la velocidad de m motores La figura 5 12 muestra las entradas necesarias para los c lculos y los bloques multiplicadores para lo mismo La entrada de Inicio es la que sincroniza el arranque de los motores Jog Atras lt L gt RelacionD1D2 lt V gt Detener sincrpno Figura 5 13 Programaci n para pulso adelante pulso atr s y para frenar el motor La figura 5 13 muestra el pulso ya sea hacia adelante o hacia atr s jog y el pulso para detener
109. rpendicular axis Satety Pollution Degree Pollution Degree ll non conductive pollution except for temporary condensation Europe When fitted inside an enclosure this product conforms with the Low Voltage Directive 2006 95 EC using EN50178 to show compliance North America Canada Complies with the requirements of UL508C as an open type drive Conformal Coated Conformal coating increases the product s resistance to certain Product climatic conditions Note conformal coating where effective will only mitigate the effects being considered 890CS Common Bus Supply Frames B amp D 820CD Common Bus Drive and 890SD Standalone Drive Frames E amp F 5 24 890SD Standalone Drive ge Control Connections 8905D Standalone Drive O status The table below shows the factory defaults Mini USB Port Name Range Description This Mini USB port provides a serial communications link to a host computer running the X10 USB DSE 890 Configuration Tool Use an approved USB lead A to mini B 890CS Common Bus Supply Frames B 8 D 820CD Common Bus Drive and 890SD Standalone Drive Frames E amp F 8905D Standalone Drive 5 25 g SAFE TORQUE OFF STO o see Name Range Description 01 STOA To disable STO connect to X14 03 02 STO OV To disable STO do not connect A 03 STOB To disable STO connect to X14 03 04 STOOV To disable STO connect to X14 04 To use the STO feature the user must read and fully u
110. s Encoder Outputs Figure 4 Wiring Diagram 8902 EQ HTTL Speed Feedback Option 6 Initial Set up Note Ignore the setting for this parameter Configuring the 890 Drive Use the DSE 890 Configuration Tool to configure the ENCODER function block as detailed below The DSE 890 Configuration Tool is Parker SSD Drives Windows based block programming software and is supplied with each drive ENCODER Function Block SETUP MOTOR CONTROL ENCODER This block allows Speed Feedback to be measured using a quadrature pulse encoder Parameter Descriptions PULSE ENC VOLTS PREF 71 01 Default 10 0 V Range 10 0 to 20 0 V Set this approximately to the supply voltage required by the pulse encoder SINCOS ENC VOLTS PREF 71 22 Default 5 0 V Range See below Set the supply volts required by the sin cos encoder Enumerated Value SinCos Encoder Volts 0 5V 1 10V ENCODER LINES PREF 71 02 Default 2048 Range 250 to 262143 Set the number of lines to match the type of encoder being used Incorrect setting of this parameter will result in an erroneous speed measurement ENCODER INVERT PREF 71 03 Default FALSE Range FALSE TRUE Used to match the encoder direction to the motor direction When TRUE changes the sign of the measured speed and the direction of the position count Setting the encoder direction should be done as part of the Autotune when running in Closed loop Vector Mode LOAD G BOX RATIO PREF 71 05 D
111. s motores de corriente alterna El PLC cumplir a las funciones l gicas y matem ticas de control y sincron a del sistema sin embargo despu s de realizado el estudio del equipo se determin que un PLC era innecesario ya que los dos variadores poseen un PLC integrado como parte de su estructura interna y la pantalla t ctil posee memoria interna que permite realizar funciones l gicas y matem ticas Por lo cual este fue descartado del sistema ya que representaba un gasto innecesario 31 Cap tulo 5 Dise o selecci n y programaci n del Hardware 5 1 Sistema mec nico y el ctrico El sistema mec nico se cambi para lograr mayor eficiencia velocidad y disminuir los desgastes mec nicos El sistema pas de tener un motor para ambos rodillos a tener dos motores uno para su respectivo rodillo De esta manera se elimin el problema de desgastes por ngulo En la siguiente figura muestra el sistema mec nico con dicho problema de desgaste corregido Figura 5 1 Sistema mec nico con dos motores 9 En el cap tulo anterior se mostraron los c lculos hechos para determinar las caracter sticas mec nicas relaci n de reducci n torque velocidad y el ctricas potencia del sistema mec nico as como las restricciones y requerimientos del mismo 32 5 Dise o selecci n y programaci n del hardware Con el sistema mec nico dimensionado se procedi a seleccionar los dispositivos m s adecuados para el co
112. s the use of a ferrite core on the 24Vdc and OVdc leads between the power supply and the TS8000 Page 8 http www SSDdrives com Installation And Power TS8000 Getting Started Power Supply Requirements The TS8000 series requires a 24vdc power supply rated at 9 5W TS8003 14W TS8006 24W TS8008 33W TS8010 or 67W TS8015 The units may draw considerably less than the rated power depending upon the options being used As additional features are used the unit will draw increasing amounts of power Items that could cause increases are additional communications optional communications cards use of the CompactFlash card and other features programmed through DSI8000 In any case it is very important that the power supply is mounted correctly if the unit is to operate reliably Please take care to observe the following points The power supply must be mounted close to the unit with usually not more than 6 feet 1 8 m of cable between the supply and the operator interface Ideally the shortest length possible should be used The wire used to connect the operator interface s power supply should be at least 22 gauge wire If a longer cable run is used a heavier gauge wire should be used The routing of the cable should be kept away from large contactors inverters and other devices which may generate significant electrical noise A power supply with a Class 2 or SELV rating should be used A Class 2 or SELV powe
113. se le agrega la aleaci n que se necesita tener en le l mina y se esparce en los rodillos de la coladora continua los cuales enfr an y laminan el aluminio que se solidifica formando una l mina de espesor y ancho especifico seg n las necesidades de la empresa Finalmente la l mina es transportada y el enrollador forma la bobina de aluminio que ser transportada para transformarla en un producto final El proceso de laminado se puede segmentar en tres operaciones que se pueden distinguir claramente en la figura 3 1 y se explican a continuaci n Hornos Dos hornos que se conocen dentro de la empresa como Al y A2 y como se menciono son los encargados de fundir y mantener el aluminio en estado l quido adem s en ellos se eliminan impurezas y se agrega la aleaci n Coladora continua M quinas industriales que se encargan de solidificar y dar forma ya sea bloques o l minas de materiales met licos En el caso de CVG ALUNASA la m quina est hecha para endurecer laminar y transportar el aluminio para que se forme la bobina 3 Principios te ricos relacionados con la coladora continua Enrollador Es el final de la l nea consiste en un motor que gira enrollando la l mina de aluminio con una tensi n constante para que la bobina no se afloje JOpe110143 ELE EE TEE EEES ed ee or ee UT OLE lopeulwey Jopepodsues uolipun4 Figura 3 1 Maquinaria de fundici n y laminaci n del aluminior 11 3 Princi
114. tra el env o de datos al variador de frecuencia inferior de la colada Condicion de disparo lt gt Corriente Motor 1 Error Encoder Motor 1 Figura A2 20 Salidas del sistema del sistema En la figura anterior se muestran las salidas del sistema hacia la pantalla t ctil TS8006 Estas salidas son de monitoreo corriente y velocidad del motor superior del Caster y alarmas Error en el encoder y error en el drive Como parte de la seguridad el 79 Descripci n del programa de los variadores de frecuencia error del variador se manda como se al de seguridad al otro variador para que as se apliquen los mecanismos de seguridad y protecci n a los motores y a la l mina Los datos que son enviados a la pantalla desde el variador inferior Esclavo son enviados a trav s del variador superior Maestro Ver figura a continuaci n Velocidad MZ lt _ _ gt Velocidad Motor 2 Corriente mM O lt gt Corriente Motor 2 Error encoder M 2 lt L gt Error Encoder Motor 2 Error D2 lt L Error Driver 2 ISW SEL Figura A2 21 Datos del variador de frecuencia esclavo hacia la pantalla Para sincronizar el pulso de adelante o atr s entre los dos variadores se ajusto la velocidad de giro del variador de frecuencia esclavo por la relaci n de diferencia de velocidad que angular de los motores debido a la diferencia entre los di metros de los rodillos como se puede ver en la siguiente figura Cuatro OU
115. vo de usar datos con una aproximaci n mas real Relaci n torque y potencia de la ecuaci n 3 3 pa a 9 810 T torque kgf m Pm potencia mecanica del motor Kw w Velocidad angular rad s T En la realidad el sistema estaba inclinado 15 como se ve en la figura 3 2 pero como todo el sistema incluyendo el reductor ten a esta inclinaci n el sistema no se ve a afectado por esos 15 23 4 Desarrollo de las expresiones para el c lculo de potencia mec nica y velocidad de colado continua La potencia mec nica de un motor puede expresarse como el factor de eficiencia m nima del motor multiplicado por la potencia el ctrica del dato de fabricante Pn Po 4 1 Pm potencia mec nica del motor Kw Pe potencia el ctrica del motor Kw e eficiencia del motor Un aspecto importante en la relaci n que existe entre la velocidad de l nea de l mina y la velocidad angular O Figura 4 3 Diagrama de velocidades en los rodillos 2 RPM 42 w RPM 42 d Di metro de rodillo m w Velocidad angular RPM Vi Velocidad de linea m min 24 4 Desarrollo de las expresiones para el c lculo de potencia mec nica y velocidad de colado continua El reductor desempe a una funci n importante ya que aporta una relaci n de reducci n la cual se expresa a continuaci n Rodillo 1 Figura 4 4 Diagrama de conexi n del motor y el reductor con el rodillo Wm N Wy 4 3
116. y 4 m min Velocidad de Linea gt o ha aa y Figura A2 30 L gica de protecci n para la velocidad de l nea El ultimo indicador de seguridad es el detector de encoder da ado el cual manda una alarma a la pantalla indicando que el mismo o la tarjeta F de encoder de AC890 Standalone drive est n da ados Se puede ver dicha l gica en la siguiente figura SHT 2 SEQUENCING LOGIC RUNNING 15W 4 Velocidad Entrada RPM lt gt SHT 2 Iniciar SHT 3 ENCODER ENCODER FEEDBACK Error encoder Motor 1 Figura A2 31 Detector de encoder da ado Nota El variador de frecuencia esclavo posee los mismos m dulos y configuraciones que el variador maestro solo en la configuraci n de los puertos de comunicaci n difieren 86 Configuraci n de las comunicaciones 6 Direccionamiento en la pantalla t ctil TS8006 Los protocolos de comunicaci n seleccionados para la pantalla fueron Modbus TCP IP por Ethernet para la comunicaci n con el driver maestro y puerto serie RS232 para comunicaci n con el PLC del sistema antiguo de fundici n y colada Para la configuraci n de estos puertos se debe con el software de programaci n DSIS000 se abre el proyecto y se ingresa en Communications ah se selecciona el protocolo ver figura A2 32 Con el protocolo definido se selecci n Edit y se elige el dispositivo con el que se desea comunicar ya sea un PLC o un Drive y se crea el dispositivo

Ver/Abrir

Contents

Download Pdf Manuals

Related Search

Related Contents