IC660BPM100 General Electric

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.

MVI69E-MBTCP  PROSOFT  TCP/IP enhanced communication module
MSK101D-0200-NN-M1-AG2-NNNN  REXROTH  MSK synchronous motor
MSK076C-0450-NN-M1-UG1-NNNN  Rexroth  MSK synchronous motor
MSK050C-0300-NN-M1-UG1-NNNN  REXROTH  MSK synchronous motor
MC-4/11/03/400   ELAU  servo drive
IS200EGDMH1AFF  GE  12-channel, 13-bit voltage analog output module
IEPAS02  ABB  Power module
ICSI16E1  ABB  binary input unit
HPC800K02  ABB   HPC800 Controller Kit
HED8OH-1050K14AS  Rexroth  Pressure relay
UAC389AE02  HIEE300888R0002  ABB  Circuit board module
HD22005-3  EMERSON   Charging module
HA-SC23  MITSUBISHI  Servo motor
GDD471A001 2UBA002322R0001  ABB  Circuit board module
FBM242   FOXBORO  16-channel discrete output (external power supply) interface component
FBM241C  FOXBORO  8 channel contact input, 8 channel discrete output
FBM204   FOXBORO  Dc analog input channel
EPL10200-W  LENZE  diode isolation
EMC400-EPWS   EtherWAN   Media converter
EHDB280  ABB  contactor
EGCP-3-8406-113  Woodward  Engine generator control package
E69F-T-I2-JRS  FOXBORO  Field-installed current-pneumatic signal converter
DSQC639  ABB  Main computer
DRIVER-AZD-KD  AlphaStep  AZ series closed-loop driver
DC10-12P0-0000  ABB  Power switch device controller
CP-A-RU  ABB  CP power unit decoupling
CDP312R  ABB  keyboard
CP-9200SHSVA  YASKAWA output relay
AL8XGTE-3  OKOS    two channel A/D board
APBU-44C  ABB  Branch unit suite APBU-44C 4X
3171197-4  B&w  Man-machine interface panel
PILZ  301120  PILZ safe bus module
5136-PFB  SST  Profibus communication adapter module
3096-1000   APPLIED MATERIALS  Radiation meter
810-073479-215  LAM   Circuit board module
369-HI-R-M-0-0-0-0  GE  Motor management digital relay
0190-24007  AMAT  Semiconductor board card
81EU01E-E  ABB  I/O communication modules
6SM37L-4.000  KOLLMORGEN  servo motor
5SHX1445H0001 3BHL00391P0101  ABB  IGCT module
8V1090.00-2  B&R  ACOPOS servo drive
4PP220.0571-R5  B&R  Power panel PP220 5.7-inch QVGA color LCD display
DSQC652  3HAC025917-001  ABB  I/O Units
3HAC025338-006  ABB  Main servo drive unit
UDC920AE01 3BHE034863R0001  ABB   Power module
RUSB-02  3AUA0000040000   ABB  Laptop connection kit
2MLL-EFMTB-CC  Honeywell  Fast Ethernet module
1X00797H01L  EMERSON  Power module
1X00781H01L  EMERSON  Power module
USB-6525  NI  Digital input/output device
SYN5201A-Z V277 3BHB006714R0277  ABB  Automatic single-channel synchronizer
RMP420 KONGSBERG controller RCU510 RCU501 RMP201-8
RCU502 KONGSBERG drive RCU510 RCU501 RMP420
PR6423/003-031-CN+CON041  EPRO   Vibration sensor
MVI56-PDPMV1  PROSOFT  ControlLogix platform compatible module
MCR-UI-UI-NC  Phoenix  Isolation amplifier
IC755CSW07CDA  GE  QuickPanel+ Operator terminal
IC200UEX626  GE   VersaMax miniature 6-channel analog extension
HC800 ABB HPC800 control processor
CON021  EPRO  Sensors and precursors
G123-825-001  MOOG  buffer amplifier
CI810B  3BSE020520R1 ABB  Communication module
9907-1200  WOODWARD   Pressure transducer
A6210 9199-00003  EMERSON  Monitoring module
6104-WA-PDPM  PROSOFT  Gateway of communication
4135A  HIMA  Safety-related relay amplifier
140XBP01600  Schneider   Backplane unit
3BSE018741R15  ABB  Cable of connector
TB807 3BSE008538R1 ABB  Modulebus Terminator
XVC722AE01  3BHB002751R0106  ABB  Controller mainboard
VMIVME-7700-111000  GE  Fully functional SBC processor module
VMIVME-3122  GE  Reflection memory card
VMIVME-1150-123L  GE  64 bit optical coupled digital input board
SPAJ110C  ABB  Ground fault relay
R43HCNAR2NSVS00  PACIFIC SCIENTIFIC  Servo motor
IS200EPSMG1AED  GE  Servo terminal board