Automatyka przemysłowa z rozwiązaniami ABB

By Redakcja SZEF UR | 20 grudnia, 2023

Przemienniki częstotliwości, zabezpieczenia i akcesoria elektroinstalacyjne.

Specjaliści pracujący w działach utrzymania ruchu i serwisach maszyn doskonale wiedzą, że bezawaryjność systemów automatyzacji wymaga użycia markowych części i komponentów. Dlatego też magazyny TME zapełniane są wyłącznie sprawdzonymi rozwiązaniami – od opasek zaciskowych po wysokoprądowe falowniki.

W katalogu TME asortyment producenta ABB obejmuje tysiące pozycji – natomiast w niniejszym artykule przedstawione zostaną najpopularniejsze (a co za tym idzie: najszerzej sprawdzone) grupy produktów. Jest to oferta skierowana przede wszystkim do przedsiębiorstw posiadających zautomatyzowane magazyny, parki maszynowe lub ciągi produkcyjne – chociaż część z tych artykułów, zwłaszcza w zakresie akcesoriów mechanicznych, znajduje szersze zastosowanie.

https://www.tme.eu/pl/katalog/?queryPhrase=abb_202310_lp

W niniejszym artykule znalazła się charakterystyka obudów i elementów mechanicznych:

• Obudowy rozdzielnic, elektroinstalacyjne i piloty
• Akcesoria do adaptacji i mocowania obudów ABB
• Mniej i bardziej typowe warianty opasek zaciskowych

W dalszej części opisano charakterystykę falowników ABB i produktów komplementarnych:

• Rodzaje falowników w ofercie ABB
• Kontrolowanie pracy bram automatycznych i innych, prostych maszyn
• Przemienniki do silników o mocy do 5 koni mechanicznych
• Elementy przeznaczone do zasilania pomp i wentylatorów
• Kontrola silników w maszynach przemysłowych
• Zastosowanie i rodzaje softstartów
• Rola wyłączników silnikowych w ochronie operatorów i instalacji

Elementy i akcesoria mechaniczne
Jedne z najbardziej uniwersalnych produktów ABB to obudowy i akcesoria instalacyjne. Artykuły te mają za zadanie ułatwić realizację instalacji zasilających i sterowniczych oraz ciągów kablowych. Asortyment ten można podzielić na kilka węższych podgrup.

Obudowy
Obudowy ABB występują w formatach uniwersalnych (głównie skrzynek), elektroinstalacyjnych, do zabudowy elementów modułowych oraz do pilotów sterowniczych. Niezależnie od przeznaczenia, produkty zaprojektowano z myślą o trudnych warunkach środowiskowych (zakładających obecność pyłów i wilgoci). Większość prezentowanej oferty odznacza się klasą szczelności IP55 lub wyższą. Mogą służyć do zabudowy węzłów/rozdzielnic okablowania zasilającego czy sterowniczego, ale też znakomicie sprawdzą się do ochrony urządzeń elektronicznych i pomiarowych, zabezpieczeń itp. Wykonano je z trwałych materiałów (stal, poliamid, poliwęglan), uwzględniając wpływ, jaki drgania i wstrząsy mogą mieć na integralność konstrukcji i jej mocowanie. Ponadto, wiele produktów ABB pozostaje odporna na wpływ promieniowania UV, a zatem może być instalowana na zewnątrz budynków.

 

Pośród obudów uniwersalnych można wyróżnić dwie podgrupy: metalowe skrzynki z drzwiczkami oraz szczelne korpusy z tworzywa do montażu natynkowego. W zestawie z pierwszymi znajdują się wewnętrzne płyty montażowe ułatwiające adaptację wnętrza. Całość została wykonana ze stali (malowanej). Umieszczone na bocznych zawiasach drzwiczki są zabezpieczone przed otwarciem za pomocą zamków. Co więcej, posiadają uszczelki zapewniające ścisłe spasowanie drzwi z frontem korpusu. Produkty wykonano w klasie odporności udarowej IK10. Są dostępne w rozmiarach od 200x300x150mm do 600x600x250mm. Produkty spełniają wymagania kilku międzynarodowych norm, w tym IEC61439 określającej charakterystykę akcesoriów dopuszczonych do wykonywania rozdzielnic i sterownic niskiego napięcia.

Elementy elektroinstalacyjne to typowe punkty rozdzielcze stosowane przy wykonywaniu ciągów natynkowych (przy umieszczaniu przewodów w rurach) oraz podtynkowych (otwierana pokrywa pozostaje na powierzchni ściany). Standardowo, w bocznych ściankach korpusów umieszczono przeznaczone do wycinania przepusty. Do tej grupy zaliczają się też czerwone obudowy przeciwpożarowe, w których instaluje się włączniki alarmowe.

Pokrewne artykuły ABB, należące do rodziny MISTRAL, służą montażowi urządzeń modułowych mocowanych na szynie DIN, czyli standardowych zabezpieczeń nadprądowych, przekaźników, sterowników itp. W katalogu TME klienci znajdą takie obudowy w wersjach natynkowych i podtynkowych, z drzwiczkami półprzezroczystymi i nietransparentnymi. Przygotowano je w wersjach 1-, 2-, 3- i 4-rzędowych. Większość z nich zawiera w komplecie szyny mocowane we wnętrzu, a także bloki z zaciskami śrubowymi dla współdzielonych linii (neutralnej N i ochronnej PE).
O ile wyżej opisane artykuły znajdują zastosowanie w instalacjach biurowych, w budownictwie mieszkalnym i wielu innych – ostatnia grupa obudów należy do rozwiązań typowo przemysłowych. Są to korpusy pilotów sterowniczych używanych do manipulacji dźwigów, suwnic i podobnych maszyn ciężkich. Po pełnym zamknięciu korpus osiąga poziom szczelności IP66, tj. pełną nieprzepuszczalność pyłów i odporność na strumienie wody pod ciśnieniem. W celu otrzymania takich parametrów należy, oczywiście, zastosować właściwą dławnicę oraz wysokiej klasy przyciski (instalowane w uszczelnianych o-ringami otworach).

https://www.tme.eu/pl/katalog/obudowy_100431/?queryPhrase=abb_202310_lp&productListOrderDir=DESC&productListOrderBy=1000028

Akcesoria do obudów

Akcesoria do obudów to kilka rodzajów artykułów. Oprócz zestawów uchwytów, płyt montażowych (instalowanych w środku korpusu) i zapasowych zamków, z katalogu można też nabyć inne artykuły. Pierwszy to daszki do obudów, stosowane przy montowaniu ich na wolnym powietrzu, w celu ograniczenia opadów penetrujących szczeliny drzwiczek. Drugie istotne akcesorium to osłony krawędzi, dostępne w wielu kolorach i rozmiarach. Te elastyczne pasy służą do zabezpieczania otworu wykonanego w ściance korpusu (jak już zostało wspomniane, często możliwe jest wyłamanie fabrycznie naciętego kształtu). Pozwalają uniknąć żmudnego wygładzania otworu, którego ostre brzegi mogłyby uszkodzić płaszcz zewnętrzny przewodu. Dodatkowo, ponieważ zostały wykonane z elastycznego tworzywa, poprawiają szczelność połączenia między zabudową a rurą osłonową.

https://www.tme.eu/pl/katalog/obudowy-akcesoria_112554/?queryPhrase=abb_202310_lp&productListOrderDir=DESC&productListOrderBy=1000028

Opaski zaciskowe i uchwyty
Jedną z szeroko znanych specjalności ABB jest robotyka i kompleksowe rozwiązania do jej realizacji. Dlatego też w portfolio producenta znalazły się m.in. liczne opaski zaciskowe i uchwyty służące do zabezpieczania, organizacji oraz mocowania przewodów w różnych zastosowaniach – takie ciągi mogą być wykonywane w systemach automatyki, instalacjach elektrycznych i innych.
Opaski kablowe ABB są wykonane z trwałych i wytrzymałych materiałów, takich jak nylon lub polipropylen. Dzięki temu pozostają odporne na warunki atmosferyczne, działanie promieni UV, chemikaliów i innych czynników, co przekłada się na ich długotrwałą pracę. Należy tu podkreślić, że w niektórych dziedzinach, np. na spożywczych i farmaceutycznych liniach produkcyjnych, stosuje się czujniki metalu służące wykrywaniu w transzach produktów (lub półproduktów) niepożądanych ciał obcych, np. śrub, które pod wpływem drgań poluzowały się i odpadły z maszyny. Oczywiście, zwykła nylonowa opaska nie może być wykryta w ten sposób. Dlatego ABB dostarcza również elementy zaciskowe z dodatkiem metalu – taki element instaluje się identycznie do innych opasek, ale zostanie wykryty tak samo jak stalowa nakrętka.

Wykonane z tworzyw opaski ABB występują w wielu wersjach. Należy tu wyróżnić modele wyposażone w pętle (podwójne, potrójne, poczwórne), w języczki służące do rozpinania/luzowania oraz z powierzchnią opisową (etykietowe). Produkty występują w wielu kolorach, ułatwiając identyfikację grup przewodów, o szerokościach od 2,3mm do 19,1mm (przy długościach do 4752mm). Takie wymiary przekładają się na wytrzymałość do 1,12kN. Ponadto, ABB dostarcza też opaski rzepowe, a także z metalową blokadą (co zwiększa ich siłę i umożliwia płynną regulację pętli).
Klienci TME mogą też nabyć artykuły zaciskowe w całości wykonane z metalu, stosuje się je w miejscach, gdzie występują skrajne temperatury lub mocowanie może zostać narażone na uszkodzenie mechaniczne. Do takich aplikacji należy hydraulika, gazownictwo, chłodnictwo, maszyny ciężkie. Opaski przygotowano w wersjach zwykłych (również rozpinanych) lub perforowanych, wykonano je ze stali nierdzewnej (w niektórych wariantach dodatkowo pokrytej tworzywem), przez co uzyskano bardzo dobrą odporność chemiczno-fizyczną. Przy szerokościach od 4,6mm do 19,1mm ich wytrzymałość na zrywanie sięga nawet 2,6kN.

Co więcej, w asortymencie ABB należy wyróżnić jeszcze uchwyty do opasek, instalowane przy pomocy wkrętu lub taśmy dwustronnie klejącej – posiadają otwory do przenizania trytytki, dzięki czemu po zaciśnięciu wiązka kablowa pozostaje unieruchomiona. Tę samą funkcję pełnią elementy bezpośrednio chwytające przewody – wykonano je w wersjach montowanych za pomocą śrub (metal), ale też z samoblokującymi wpustami (tworzywo). W tej grupie można też znaleźć artykuły przeznaczone do beznarzędziowego osadzania peszli i rurek kablowych.

Sterowanie silników
Automatyka maszynowa, niezależnie od obszaru, w jakim funkcjonuje, zawsze w znacznym stopniu opiera się na kontrolowaniu pracy silników elektrycznych. Firma ABB jako wyspecjalizowany dostawca rozwiązań przemysłowych rozwinęła szerokie portfolio takich produktów. Wiele z nich trafiło do oferty TME w gałęzi katalogu poświęconej regulacji i sterowaniu. W asortymencie można wyróżnić kilka grup produktowych, jednak należy też mieć na uwadze, że dzielą się one na serie artykułów, które zostały zaprojektowane z myślą o konkretnej dziedzinie aplikacji.

https://www.tme.eu/pl/katalog/automatyka_100124/?queryPhrase=abb_202310_lp&productListOrderDir=DESC&productListOrderBy=1000028

Falowniki, czyli przemienniki częstotliwości
Falownik służy do napędzania i kontrolowania pracy silnika poprzez dostarczanie prądu przemiennego o odpowiedniej częstotliwości. Wiele z produktów ABB, chociaż odznacza się zbliżonymi parametrami elektrycznymi, posiada dwie alternatywne wersje przeznaczone do zasilania jedno- lub trójfazowego. Tak jest w przypadku serii, które należą do prezentowanej oferty: ACS55, ACS150, ACS310 oraz ACS355.

Seria ACS55
Przemienniki ACS55 to najbardziej podstawowe, a zarazem kompaktowe rozwiązania ABB. Ich rolą jest kontrolowanie silników o mocy do 2,2kW (ok 3KM) w prostych maszynach, jak napędy bram automatycznych, podnośników żaluzji, obrotnic solarnych. Do tego celu wytwarzają na wyjściu częstotliwości z zakresu od 0Hz do 250Hz. Z powodzeniem mogą być podłączone do instalacji w budownictwie domowym czy komercyjnym, gdyż (podobnie jak wiele innych prezentowanych tu rozwiązań) posiadają wbudowany filtr EMC minimalizujący zakłócenia wprowadzane do sieci. Nastawa falownika jest bardzo uproszczona, chociaż istnieje możliwość zdalnego sterowania urządzeniem za pomocą sygnałów binarnych (start/stop, kierunek obrotów) i analogowych (częstotliwość) realizowanych przez potencjometr.

Seria ACS150
W tej serii znalazły się elementy do płynnej regulacji prędkości obrotowej silników o mocy do 4kW (5KM). W porównaniu do wyżej opisanych modeli artykuły te odznaczają się szerszą funkcjonalnością, co pozwala stosować je w aplikacjach przemysłowych. Należy tu wyróżnić: czoper czyli obwód umożliwiający przetworzenie energii z dynamicznie hamowanego silnika na ciepło na rezystorach hamowania podczas hamowania silnika, a także regulator PID (proporcjonalno-całkująco-różniczkujący), którego zadaniem jest aktywne dostosowywanie zadawanej prędkości (momentu) do zmiennego zapotrzebowania w kontrolowanym procesie.

Seria ACS310
Elementy z grupy ACS310 wyróżniają się dosyć ścisłą specjalizacją: zostały zaprojektowane do sterowania napędami pomp i wentylatorów, tj. w aplikacjach, gdzie prędkość obrotowa silnika jest uzależniona od zmiennych procesowych, a co za tym idzie – poddawana dynamicznej regulacji. Ponadto urządzenia tej serii pozwalają na sterowanie w układzie kaskadowym, a także posiadają wbudowany adapter Modbus, co umożliwia bezpośrednie włączenie ich do większych sieci sterowniczych. Zintegrowano w nich funkcje chroniące pompy (wykrywanie niedociążenia/przeciążenia), jak i wyposażono w pamięć kilku programów (makr), które mogą być wyzwalane przez podanie sygnału na wejścia cyfrowe. W sumie te cechy składają się na falownik zapewniający ergonomiczną pracę elementów instalacji, co w dalszej perspektywie przekłada się na mniejsze zużycie energii, niższą awaryjność oraz ekologiczną pracę systemów HVAC, wodociągowych itp.

Seria ACS355
Największą moc z prezentowanych rozwiązań (do 22kW, 30KM) oferują przemienniki częstotliwości serii ACS355. Ich przeznaczeniem są zastosowania przemysłowe (maszynowe), zwłaszcza w zakresie transportu i obróbki materiałów, której dokonuje się w fabrykach i magazynach. Sygnał wyjściowy przyjmuje wartości do 599Hz, pozwalając – w razie potrzeby – na stosowanie napędów z przekładaniami mechanicznymi. Dodatkowo, funkcja sterowania wektorowego pozwala na kontrolowanie silników asynchronicznych oraz wyposażonych w magnesy trwałe (wyżej opisane modele oferują tylko sterowanie skalarne, tzw. U/f, ponieważ opierające się na proporcji napięcia skutecznego do częstotliwości). Pośród fabrycznie predefiniowanych funkcji, w które wyposażono urządzenia, znalazło się między innymi Bezpieczne Wyłączenie Momentu, dzięki czemu eliminuje się potrzebę instalacji dodatkowych zabezpieczeń w układzie sterowniczym. Co więcej, do serii ACS355 należą urządzenia o klasie szczelności IP66 (od czoła), pozwalając na montaż urządzeń w trudnych warunkach środowiskowych, również aplikacjach terenowych.

Softstarty, czyli kontrolery miękkiego startu

Urządzenia miękkiego startu, czyli tzw. softstarty, służą ograniczeniu prądów udarowych płynących w obwodach zasilania silników o dużej mocy. Przekłada się to na podwyższoną żywotność zarówno samych silników, jak i całych układów kontrolnych. Moduły rozruchowe (chociaż służą też do łagodnego zatrzymywania napędów) zawsze są pewnym kompromisem między wielkością zabezpieczenia a jego ergonomią. Dlatego w ofercie ABB można znaleźć dwa rozwiązania: wydajne softstarty PSE oraz kompaktowe PSR. W obydwóch przypadkach obsługiwane są napięcia robocze do 600V AC, przy czym produkty PSE obsługują prądy od 3A do 105A, podczas gdy dla elementów PSR prąd znamionowy może sięgać 370A. Jednostki z tej drugiej grupy posiadają też układ kontroli momentu obrotowego, co pozwala m.in. wyeliminować uderzenia hydrauliczne przy operowaniu pompami. Komunikują się z nadrzędnymi sterownikami za pomocą magistrali Fieldbus – inaczej niż w przypadku serii PSE, która posiada wbudowane przekaźniki, których zwarcie może sygnalizować m.in. koniec rozruchu czy wystąpienie zdarzenia błędu). W obydwóch przypadkach ABB wyposażyło moduły softstartów w czytelny, symboliczny interfejs na ekranie LCD (co eliminuje barierę językową), a także statusowe kontrolki LED.
https://www.tme.eu/pl/katalog/softstarty_113661/?queryPhrase=abb_202310_lp&productListOrderDir=DESC&productListOrderBy=1000028

Wyłączniki silnikowe
Funkcja wyłączników silnikowych jest dwojaka: z jednej strony zapewniają sposób ręcznego załączania/wyłączania napędów (np. w sytuacjach awaryjnych, na czas konserwacji, serwisowania etc.). Z drugiej strony chronią instalację podobnie do bezpieczników, jednak w bardziej wyspecjalizowany sposób. Dzięki nim reakcja na zwarcie czy przeciążenie zajmuje, dosłownie, milisekundy, skutkując zatrzymaniem silnika, a jednocześnie nie powoduje otwarcia całych obwodów zasilających. Do wyłączników ABB, wyposażonych w przełącznik obrotowy, producent przygotował wyzwalacze napięciowe oraz moduły styków pomocniczych i sygnalizacyjnych, co pozwala na zdalne sterowanie elementem, a także monitorowanie jego stanu na panelu sterowniczym. W ofercie znalazły się moduły przeznaczone do obsługi obciążeń o mocach do 45kW z regulowanym progiem prądu/mocy wyzwolenia.

https://www.tme.eu/pl/katalog/wylaczniki-silnikowe_100413/?queryPhrase=abb_202310_lp&productListOrderDir=DESC&productListOrderBy=1000028

Tekst opracowany przez Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.
https://www.tme.eu/pl/news/library-articles/page/55874/automatyka-przemyslowa-z-rozwiazaniami-abb/