DE102006043170A1 - Extension device for motor staging system, has switching unit provided for independent switching of individual stable rotation speed drive, and interfaces connecting converter and stable rotation speed drives at device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Erweiterungsgerät zur Erweiterung einer aus einem Umrichter und einer Mehrzahl mit Arbeitsmaschinen gekoppelten Antriebe bestehenden Motor-Staging-Anlage.The The invention relates to an expansion device for expanding a an inverter and a plurality coupled with work machines Drives existing engine staging facility.
Aus wirtschaftlichen Gründen wird insbesondere beim Betreiben von Arbeitsmaschinen wie zum Beispiel Pumpen beziehungsweise Lüftern die Realisierung von variablen Drehzahlen einzelner Arbeitsmaschinen durch das sogenannte Motor-Staging erreicht. Das Motor-Staging ist üblicherweise ein Hinzuschalten beziehungsweise Abschalten von einzelnen mit jeweils einer Arbeitsmaschine gekoppelten Antriebsmotoren durch einen Umrichter, der hierbei neben seiner Funktion der Energieversorgung ebenfalls als Steuerungs- und Kontrolleinrichtung hinsichtlich der Ansteuerung der einzelnen Antriebe dient. So wird zum Beispiel bei Nutzung von vier mit jeweils einer Pumpe beziehungsweise einem Lüfter gekoppelten Antrieben 25 % der benötigten Leistung direkt durch einen Umrichter geregelt. Die weiteren 75 % werden durch Zuschaltung von Festdrehzahlantriebsmotoren direkt an das Netz realisiert. Das bedeutet, dass der Betrieb aller vier Antriebe durch den Umrichter geregelt wird, da drei Festdrehzahlantriebe je nach Leistungsanforderung durch den Umrichter betrieben werden und mit einer Festdrehzahl laufen und der vierte Antrieb entsprechend der restlichen geforderten Leistung vom Umrichter mit elektrischer Energie versorgt wird und dementsprechend geregelt Arbeit verrichtet.Out economical reasons especially when operating work machines such as Pumps or fans the realization of variable speeds of individual machines achieved by so-called engine staging. Motor staging is common a switch on or off of each with each a work machine coupled drive motors by an inverter, the here in addition to its function of the power supply also as a control and monitoring device with regard to the control the individual drives are used. For example, when using four coupled with one pump or a fan Drives 25% of the needed Power regulated directly by a converter. The other 75 % become direct by connecting fixed speed drive motors realized on the network. That means the operation of all four Drives is regulated by the inverter, since three fixed speed drives be operated by the inverter depending on the power requirement and run at a fixed speed and the fourth drive accordingly the remaining required power from the inverter with electrical Energy is supplied and accordingly regulated work performed.
Das bedeutet, dass üblicherweise das Zuschalten beziehungsweise das Abschalten von Festdrehzahlantrieben und der daran gekoppelten Arbeitsmaschinen je nach Leistungsanforderung vom Umrichter gesteuert wird, indem er bei größerer Leistungsnachfrage einen Festdrehzahlantrieb hinzuschaltet und ent sprechend seine eigene Leistung beim Betrieb des mit unterschiedlichen Drehzahlen fahrbaren Antriebes reduziert.The usually means that the connection or disconnection of fixed speed drives and the work machines coupled thereto depending on the power requirement is controlled by the inverter by a Festdrehzahlantrieb hinzuschaltet and accordingly his own Power in the operation of the mobile with different speeds Drive reduced.
Eine Staging-Anordnung wird üblicherweise aus Einzelkomponenten aufgebaut, das heißt, dass der Umrichter jeweils einzelne Verbindungen zu den jeweiligen Antrieben aufweist. Die einzelnen Verbindungen zu den Antrieben sind an jeweils ein Ausgangsrelais am Umrichter angeschlossen. Über dieses Ausgangsrelais kann ein Antrieb als Festdrehzahlantrieb hinzugeschaltet werden beziehungsweise direkt vom Umrichter mit einer bestimmten Spannung versorgt werden, so dass der Antrieb eine Antriebsleistung erbringt, die zu einer Arbeitsleistung der an den Antrieb gekoppelten Arbeitsmaschine (zum Beispiel Lüfter oder Pumpe) mit einem bestimmten technologisch erforderlichen Wert führt.A Staging arrangement is usually off Single components constructed, that is, that the inverter respectively has individual connections to the respective drives. The individual connections to the drives are connected to an output relay connected to the inverter. about This output relay can be connected to a drive as a fixed speed drive or directly from the inverter with a specific Voltage be supplied so that the drive has a drive power which results in a performance of the coupled to the drive Work machine (for example, fan or pump) with a certain technologically required value leads.
Um den Umrichter an die jeweiligen Betriebsparameter der Antriebe und der mit den Antrieben gekoppelten Arbeitsmaschinen anzupassen und die gesamte Anlage in Betriebsbereitschaft zu versetzen ist durch eine lange Einrichtungszeit und persönlichen Einsatz von Arbeitskräften ein hoher Einstellungsaufwand des Umrichters nötig.Around the inverter to the respective operating parameters of the drives and adapt the machines coupled to the drives and the entire plant is ready for operation is through a long set-up time and personal commitment of workers high adjustment effort of the inverter needed.
Des Weiteren ist eine Daten- oder Betriebszustandsabfrage durch die separate Anordnung aller Antriebe und Arbeitsmaschinen aufwändig.Of Another is a data or operating state query by the separate arrangement of all drives and machines consuming.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der in einfacher Weise Arbeitsmaschinen, Antriebe und Umrichter in kürzester Zeit betriebsbereit in einer Motor-Staging-Anlage eingerichtet werden können und verschleißarm sowie technologisch optimal bei vereinfachtem Zugang zu den Betriebsdaten betrieben werden können.Of the Invention is therefore based on the object, a device for disposal to put with, in a simple way work machines, drives and Inverters in the shortest possible time Time to be set up ready for operation in a motor staging facility can and wear as well as technologically optimal with simplified access to the operating data can be operated.
Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The The object is achieved by the features mentioned in claim 1. advantageous Embodiments are specified in the subclaims.
Es wird ein Erweiterungsgerät zur Erweiterung einer aus einem Umrichter und einer Mehrzahl mit Arbeitsmaschinen gekoppelten Antrieben bestehenden Motor-Staging-Anlage zur Verfügung gestellt, wobei das Erweiterungsgerät mindestens eine Schalteinheit zum unabhängigen Schalten einzelner Festdrehzahlantriebe und Schnittstellen zum Anschluss des Umrichters und der Mehrzahl der Festdrehzahlantriebe an das Erweiterungsgerät umfasst und das Erweiterungsgerät derart ausgestaltet ist, dass bei Anschluss der Festdrehzahlantriebe an das Erweiterungsgerät die Parameter der Festdrehzahlantriebe und der Arbeitsmaschinen in das Erweiterungsgerät einlesbar sind.It becomes an expansion device for extending one of a converter and a plurality with Work machines coupled drives existing engine staging facility to disposal provided, wherein the expansion device at least one switching unit to the independent Switching individual fixed-speed drives and interfaces to the connection of the inverter and the majority of fixed speed drives to the expansion unit includes and the expansion device is designed such that when connecting the fixed speed drives to the expansion device the parameters of the fixed speed drives and the working machines in the expansion unit are readable.
Die Parameter können dabei über separate Leitungen, auf der Motorleitung aufmoduliert oder auch mit Hilfe von RFID-Lesegeräten in das Erweiterungsgerät eingelesen werden. Somit kann die Anpassung eines Aggregates, wie zum Beispiel eines Antriebes, an ein anderes Aggregat, wie zum Beispiel an den Umrichter, automatisch erfolgen. Das heißt, dass die Eingabe der Parameter der Festdrehzahlantriebe in den Umrichter nicht mehr von Hand erfolgen muss, sondern automatisch abläuft. Dadurch, dass alle an Arbeitsmaschinen gekoppelten Festdrehzahlantriebe mit dem Erweiterungsgerät verknüpft sind, sind alle Daten und Parameter der Festdrehzahlantriebe und Arbeitsmaschinen im Erweiterungsgerät konzentriert. Bei einem Erweiterungsgerät ohne integrierte Steuereinheit können die in das Erweiterungsgerät eingelesenen Parameter über die dafür vorgesehene Schnittstelle an den Umrichter weitergegeben werden, der diese Parameter in üblicher Weise verwertet und über eine Kontrolleinrichtung einen jeweils hinsichtlich des Verschleißes oder der Technologie günstigen Festdrehzahlantrieb ansteuern kann. Das bedeutet, dass in diesem Fall der Umrichter vom Erweiterungsgerät mit den in das Erweiterungsgerät eingelesenen Parametern versorgt wird und dabei selbst parametrisiert wird.The parameters can be modulated via separate cables, on the motor cable or read into the expansion unit with the aid of RFID readers. Thus, the adaptation of an aggregate, such as a drive, to another unit, such as the inverter, done automatically. This means that the input of the parameters of the fixed speed drives in the inverter no longer needs to be done manually, but runs automatically. Due to the fact that all fixed-speed drives coupled to working machines are linked to the expansion unit, all the data and parameters of the fixed-speed drives and working machines are concentrated in the expansion unit. In an expansion device without an integrated control unit, the parameters read into the expansion device can be forwarded via the interface provided to the converter, which utilizes these parameters in the usual way and via a control device in each case with regard to wear or techno Low-cost drive technology can control. This means that, in this case, the inverter is supplied with the parameters read into the expansion unit by the expansion unit and is itself parameterized.
Das erfindungsgemäße Erweiterungsgerät verringert den Verschaltungsaufwand, da zwischen dem Erweiterungsgerät und dem Energieversorgungsnetz nur noch eine Leitung vorhanden sein muss. Außerdem ist weniger Verkabelungsaufwand zwischen dem Umrichter und den jeweiligen Antrieben erforderlich, da durch das erfindungsgemäße Erweiterungsgerät zwischen dem Umrichter und dem Erweiterungsgerät nur noch eine Verbindung besteht. Das erfindungsgemäße Erweiterungsgerät bietet des Weiteren bessere Diagnosemöglichkeiten, denn Temperaturwerte, Stromwerte, Überlastzustände, Einschalthäufigkeit und Einschaltzeitpunkte sind als Parameter alle zentral im Erweiterungsgerät abrufbar. Durch diese Zentralisierung der Parameter der Festdrehzahlantriebe und der Arbeitsmaschinen lassen sich des Weiteren günstiger Weise die Herstellervorgaben, wie zum Beispiel bestimmte Grenzbereiche oder Beschleunigungsverhalten einhalten beziehungsweise regeln. Dadurch kann einem vorzeitigen Verschleiß der Antriebe beziehungsweise der an die Antriebe gekoppelten Arbeitsmaschinen durch gezielte Auswahl für bestimmte Arbeitsbereiche vorteilhaft geeigneter Antriebe und Arbeitsmaschinen entgegen gewirkt werden. Insgesamt wird also durch das erfindungsgemäße Erweiterungsgerät der Aufwand beim Zusammenbau und der Betriebsbereitschaftserstellung der Motor-Staging-Anlage minimiert.The inventive expansion device reduced the Verschaltungsaufwand, because between the expansion device and the Power supply network only one line must be present. Furthermore is less cabling between the inverter and the respective ones Drives required because by the expansion device according to the invention between the inverter and the expansion unit only one connection consists. The expansion device according to the invention offers Furthermore, better diagnostic options, because Temperature values, current values, overload conditions, switch-on frequency and switch-on times are all centrally available as parameters in the expansion unit. By this centralization of the parameters of the fixed speed drives and the machines can also be cheaper Make the manufacturer's specifications, such as certain border areas or maintain or regulate acceleration behavior. This can premature wear of the drives or the to the drives coupled machines by targeted selection for certain Work areas advantageous suitable drives and machines counteracted. Overall, therefore, by the expansion device according to the invention, the effort during assembly and commissioning of the engine staging facility minimized.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Erweiterungsgerät wenigstens eine weitere Schnittstelle zum Anschluss einer Kontrolleinrichtung zur gezielten Ansteuerung bestimmter Antriebe auf.In a preferred embodiment has the expansion unit at least one further interface for connecting a control device to targeted control of certain drives on.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung hat diese Kontrolleinrichtung eine Speichereinheit zum Speichern der Antriebs- und Arbeitsmaschinenparameter und des Weiteren eine Recheneinheit zur Berechnung des optimalen Festdrehzahlantriebs. Somit kann die Kontrolleinrichtung je nach Verschleißkriterium der Festdrehzahlantriebe oder der Arbeitsmaschinen beziehungsweise nach Technologiedaten eine Schalteinrichtung im Erweiterungsgerät veranlassen, bestimmte Festdrehzahlantriebe hinzu- beziehungsweise abzuschalten. Bei einem komplex ausgestalteten Umrichter kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die der Kontrolleinrichtung zugeordneten Funktionen vom Umrichter selbst übernommen werden.In an advantageous embodiment, this control device a storage unit for storing the drive and work machine parameters and further an arithmetic unit for calculating the optimum one Constant speed drive. Thus, the control device depending on wear criterion fixed speed drives or working machines respectively cause a switching device in the expansion device according to technology data, add or disable certain fixed speed drives. In a complex designed inverter, however, can also be provided that the control device associated functions taken from the inverter itself become.
In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Erweiterungsgerät selbst die Speichereinheit zum Speichern der Antriebsparameter und die Recheneinheit zur Berechnung und Ansteuerung des optimalen Antriebes enthält. In dieser Ausgestaltung weist somit das Erweiterungsgerät die Funktionen der zuvor erwähnten Kontrolleinrichtung auf. Dadurch, dass bestimmte Aggregate-Kennlinien, die zum Bespiel bei Pumpen die Zusammenhänge von Förderhöhe und Volumenstrom oder von Wirkungsgrad und Volumenstrom oder von Leistung und Volumenstrom oder Wirkungsgrad und Drehzahl oder Übersetzungsverhältnissen beschreiben, im Erweiterungsgerät eingelesen und abgespeichert sind, kann mit einer gezielten Ansteuerung eines bestimmten Festdrehzahlantriebes durch das Erweiterungsgerät einem vorzeitigen Verschleiß bestimmter Festdrehzahlantriebe entgegengewirkt werden oder es können besondere geforderte technologische Werte, wie zum Beispiel eine bestimmte Förderhöhe in Abhängigkeit zu einem bestimmten Volumenstrom, erreicht werden. Des Weiteren können die Parameter der jeweiligen Festdrehzahlantriebe und des Umrichters aneinander angepasst werden.In an alternative embodiment may be provided that the expansion unit even the memory unit for storing the drive parameters and the arithmetic unit for the calculation and control of the optimal drive contains. In this embodiment, therefore, the expansion device has the functions the aforementioned Control device on. Because of certain aggregate characteristics, the For example, for pumps, the relationships between delivery head and volume flow or from Efficiency and volume flow or of power and volume flow or efficiency and speed or gear ratios describe in the expansion unit can be read in and stored, can with a targeted control a certain fixed-speed drive through the expansion device one premature wear of certain Fixed speed drives are counteracted or it can be special required technological values, such as a specific one Delivery amount depending on to a certain volume flow, can be achieved. Furthermore can the parameters of the respective fixed speed drives and the inverter be adapted to each other.
Vorteilhafterweise ist das Erweiterungsgerät derart ausgestaltet, dass es mindestens eine Schutzeinrichtung zum Schutz der angeschlossenen Festdrehzahlantriebe und Arbeitsmaschinen aufweist. Diese Schutzeinrichtung kann dabei zum Beispiel wie ein Überlastschalter für den Motor oder die an ihn gekoppelte Arbeitsmaschine funktionieren. Die Schutzfunktion ist dadurch gewährleistet, dass das Erweiterungsgerät einen in ihn eingelesenen Maximalwert, zum Beispiel einer an einen Antrieb anzulegenden Spannung, nicht überschreitet, beziehungsweise eine dementsprechende Information an den Umrichter ausgibt, dass dieser eine an einen Festdrehzahlantrieb anzulegende Spannung nicht überschreitet.advantageously, is the expansion device like this designed that there is at least one protective device for protection the connected fixed speed drives and machines has. These Protective device can, for example, like a circuit breaker for the Engine or the coupled to him work machine work. The protective function is ensured by the fact that the expansion device has a read into it maximum value, for example, one to a drive voltage to be applied, does not exceed or a corresponding information to the inverter outputs that this one to be applied to a fixed speed drive Voltage does not exceed.
In einer günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Erweiterungsgerätes ist vorgesehen, dass zumindest einige Schnittstellen des Erweiterungsgeräts in einem BUS integriert sind. So können zum Beispiel alle Verbindungen zu den jeweiligen Festdrehzahlantrieben nebeneinander an der BUS-Schnittstelle angeordnet sein.In a cheap one Embodiment of the expansion device according to the invention provided that at least some interfaces of the expansion device in one BUS are integrated. So can to Example all connections to the respective fixed speed drives be arranged side by side on the bus interface.
Alternativ oder auch in Ergänzung zur BUS-Schnittstelle kann vorgesehen sein, dass das Erweiterungsgerät zumindest eine Schnittstelle aufweist, welches eine PtP-Kommunikationsstelle ist. Durch die BUS-Schnittstelle oder auch durch die PtP-Kommunikationsstelle wird gewährleistet, dass in einfacher und schneller Art und Weise ein Parametertransfer zwischen den Festdrehzahlantrieben und dem Erweiterungsgerät sowie zwischen dem Erweiterungsgerät und dem Umrichter stattfinden kann.alternative or in addition to the BUS interface can be provided that the expansion device at least has an interface which is a PtP communication point is. Through the BUS interface or through the PtP communication point is guaranteed that in a simple and fast way a parameter transfer between the fixed speed drives and the expansion unit as well between the expansion unit and the inverter can take place.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass das Erweiterungsgerät ausschließlich die Schalteinheit, die Schnittstellen, die Speichereinheit, die Recheneinheit und die Schutzeinrichtung umfasst. Das heißt, dass das Erweiterungsgerät auf die mit den genannten Einrichtungen durchführbaren Funktionen beschränkt ist.Furthermore, it is provided that the expansion device exclusively the switching unit, the interfaces, the memory unit, the Rechenein unit and the protective device. This means that the expansion device is limited to the functions that can be carried out with said devices.
Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben.The The invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Es zeigt die einzige Figur eine durch ein erfindungsgemäßes Erweiterungsgerät erweiterte Motor-Staging-Anlage.It shows the single figure extended by an inventive expansion device Motor staging system.
Als
Arbeitsmaschinen sind hier Pumpen
Es
ist eine Motor-Staging-Anlage für
kaskadiert angeordnete Pumpen
Über die
Verbindungen
In
der Druckleitung
Bei
geringer Leistungsanforderung speist der Umrichter
Durch
die Auto-Parametrisierbarkeit des Erweiterungsgerätes
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006043170A DE102006043170A1 (en) | 2006-09-14 | 2006-09-14 | Extension device for motor staging system, has switching unit provided for independent switching of individual stable rotation speed drive, and interfaces connecting converter and stable rotation speed drives at device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102006043170A DE102006043170A1 (en) | 2006-09-14 | 2006-09-14 | Extension device for motor staging system, has switching unit provided for independent switching of individual stable rotation speed drive, and interfaces connecting converter and stable rotation speed drives at device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102006043170A1 true DE102006043170A1 (en) | 2007-11-08 |
Family
ID=38564993
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102006043170A Ceased DE102006043170A1 (en) | 2006-09-14 | 2006-09-14 | Extension device for motor staging system, has switching unit provided for independent switching of individual stable rotation speed drive, and interfaces connecting converter and stable rotation speed drives at device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102006043170A1 (en) |
Cited By (1)
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-
2006
- 2006-09-14 DE DE102006043170A patent/DE102006043170A1/en not_active Ceased
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JP 58049095 A, engl. Abstract aus PAJ * |
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Siemens: "Micromaster 430 7,5kW-250kW, Betriebs- anleitung", Augabe 7/05, S.1-114 |
Siemens: "Micromaster 430 7,5kW-250kW, Betriebsanleitung", Augabe 7/05, S.1-114 * |
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