GDC806C6003 3BHE044249R6003 Контроллер ABB

Design and implementation of variable frequency transmission system based on ABB hardware architecture
introduction

With the increasing development of transmission technology and the increasing demand for actual use, variable frequency transmission systems have been widely used.

As a Fortune 500 company in the world, ABB is a leader in the fields of power and automation technology and has strong capabilities in control
systems, high-voltage, medium-voltage and low-voltage frequency conversion technology and transmission technology. Therefore, this article mainly
relies on ABB”s control, frequency conversion and transmission technology, and uses related hardware products to design and implement the frequency conversion transmission system.

To truly design and implement a usable variable frequency drive system, the entire system must be fully equipped, conveniently operable and
compatible with a wide range of needs, so that it can be used without changing the control method and operation. According to the actual control needs,
that is, combining frequency converters with different performances and variable frequency motors with different speeds or torques to quickly build and realize a variety of control requirements.

1 System design purpose and composition

The design purpose of this system is to control ABB inverters through local and remote control methods and complete 4 independent channels
of closed-loop speed control to drive different test objects to rotate.

The entire control system consists of the following four main components: remote control computer, panel industrial computer (touch screen),
PLC and speed-regulating frequency converter. The system design block diagram is shown in Figure 1.

In order to ensure the accuracy of motor speed control, an encoder module is added. The PLC can obtain the feedback of the rotary encoder in the
frequency converter through the ProfibusDP protocol. The speed control is performed through the frequency converter for internal PID closed-loop control.

2 System hardware implementation

2.1 Control some hardware

The control part of the hardware mainly refers to the sum of hardware that supports operators to use the equipment directly or indirectly and complete
the functions of the equipment. Its main hardware includes computer control terminal, touch screen control terminal, PLC control unit, other auxiliary
circuits and measurement and control components.

2.2 Transmission hardware

The transmission hardware mainly refers to the total number of equipment that can relatively independently perform a complete transmission function.
Its main hardware includes frequency converters, variable frequency motors (configured with rotary encoders as needed) and other auxiliary circuits.
Among them, the selection of motors and frequency converters should be based on the principle of selecting the motor first and then selecting the
frequency converter. details as follows:

First, according to the tangential speed at which the object under test is to complete rotation, select the motor speed according to the following formula:
Secondly, choose based on several other important basic parameters of the motor, such as system hardness, torque, weight, etc
. This system uses ABB”s variable frequency motor.

Finally, select an appropriate frequency converter based on the motor power. In addition, the actual situation of the object being tested must also be taken
into consideration, such as whether the rotating load belongs to the heavy-load usage of the frequency converter, etc.

3Software system

System software includes three major categories in total, namely computer control software, touch screen software and PLC software. Among them, the PLC software, as the
underlying software, is responsible for the interaction with the computer control software and touch screen software on the upper side, and the interaction
with the frequency converter on the lower side. Therefore, from the architecture of the entire software system, it can be defined as a host and slave computer structure.
3.1 System development platform

The software system has two control methods: remote and local. The development platforms for the three major categories of software are Windows operating system,
LabVIEW[4] integrated development environment, CodesysV2.3, and CP400.

3.2 System software architecture

The software of the entire system is divided into three types, namely remote control software, PLC control software and local control software. Among them,
the remote control software runs under the Windows operating system and is developed under the LabVIEW integrated development environment; the PLC control software is
developed under the CodesysV2.3 programming environment; the local control software runs on the touch screen computer and is developed under the CP400 environment.
The relationship between the three software is shown in Figure 2.

TRICON MA2211-100 Process Safety System
TRICONEX 4351B Tricon Communication Module
GPIB-140A Bus Extender
106M1081-01 Universal AC Power Input Module
MVI56E-MCM Modbus Master/Slave Enhanced Network Interface Module
XVC767AE102 3BHB007209R0102 Driver control center
XVC768102 3BHB007211R102 main control board
T8461C Trusted TMR Expander Processor
FCP270 P0917YZ field control processor 270
04220FL11232A RXI controller Multiple Ethernet ports
Y-3023-2-H00AA y series brushless servo motor
TRICONEX 3806E TRICON Analog Output Module
TRICON 3503E 24 Volt AC/DC Digital Input Module
H201TI GE Continuous Dissolved Gas Analysis (DGA) Monitor in Oil
MB810 Control and Communication Base HPC800 Base
S21260-SRS S200 servo driver
IS220UCSAH1A Mark VI System Development Processor/Controller
XVS-440-10MPI-1-1AD EATON Micro Panel Operator Interface Panel
5SHY4045L0003 IGCT integrated gate commutated thyristor module
CS513 3BSE000435R1 Control and Communication AC 400
A4H124-24FX P0973JN network switch
FIREYE 95UVS2-1 Fireye Scanner
MVI56E-MNET Modbus TCP/IP Client/Server Enhanced Network Interface Module
3BHE009949R0003 UNS 4881 B V3 AVR Unit (COB+MUB) Assembly
HIEE305089R0001 UNC 4674 B V1 Local Bus Interface
3BHB000644R0001 UP C325 AE 01 Optical Bus Interface
HIEE300794R0001 UA C096 AE 01 Analog I/ Interface
HIEE300690R0001 AF C094 AE 02 Local Control Panel
HIEE300690R0001 AR C093 AE 01 Relay Output Interface
HIEE300910R0001 UF C092 BE01 Digital Input Interface
HIEE300661R0001 UP C090 AE 01 Fieldbus coupler
3BHB002651R0001 UNS 0874 A-P V1 Service Panel
3BHE008128R0001 UNS 0887 A-P Communication Adapter Print
3BHB006943R0001 UNS 0885 A-Z V1 Converter Display
3BHE004385R0001 UNS 0884 A-P V1 Current Sensor
3BHB006338R0001 UNS 0881 A-P V1 Gate driver interface
3BHB005922R0002 UNS 0880 A-P V2 Converter Interface
3BHB005922R0001 UNS 0880 A-P V1 Converter Interface
UNS 2882 A-P V1 3BHE003855R0001 Extended gate controller
UNS 2881 B-P V1 3BHE009319R0001 Measuring unit board
3BHE014967R0002 UNS 2880 B-P V2 Control Board
3BHE003088R0004 W1G200-HH77-52, 24Vdc, 55W
3ADT754021P0001 4184 NXM, 24Vdc, 3.5W D1…3 DC-Fan
3BHE018893R0001 GDRM 42-133b-2 Single Fan UNL133xx 50/60Hz ErP2013
HIEE305114R0001 UNS 4684a-P,V.1 OVP PCP
3BHE016542R0005 RH31C-2DK3.3I.3R (ErP2015) Fan Unit 60Hz
3BHE016542R0003 RH31C-2DK3.3I.1R  Fan Unit 50Hz
3BHE018297R0003 UNS 0890a-P,V3 1500V Snubber Control Interface
UNS0890A01 3BHE018297R0001 UNS 0890 A01 Snubber Control Interface
KS D211 B101 3BHE022455R1101 KSD211B101 ICU Input Coupling Unit (70V supervision)
UNS 0881a-P V2 3BHB006338R0002  GDI Gate Driver Interface V2