GEFRAN GPC Контроллер питания

Описание GEFRAN GPC

Основные характеристики

• Однофазные/двухфазные/трехфазные токовые емкости от 40 А до 600 А
• Рабочие напряжения 480 В переменного тока, 600 В переменного тока и 690 В переменного тока
• Режим управления конфигурируется в режимах «нулевого перехода» (фиксированный цикл, Burst Firing, Half Single Cycle) и «управление углом фазы»
• Три аналоговых управляющих входа, конфигурируемых в вольтах, мА, потенциометре и цифровом «ШИМ» для управления мощностью в %
• 4 цифровых входа, 3 из которых могут быть сконфигурированы как вход «ШИМ» для управления мощностью в %
• Три настраиваемых аналоговых выхода ретрансляции
• Опциональные входы от внешних TA и TV
• Мягкий пуск и ограничения тока RMS и пикового
• Обратная связь V, V2, I, I2, P
• Сигналы тревоги при полном и частичном прерывании нагрузки с релейными выходами
• Встроенные предохранители
• Датчики температуры на мощностных клеммах и впускном воздухе для охлаждения
• Полевые шины: PROFINET, Profibus, Modbus TCP/RTU, Ethernet IP, EtherCAT, Canopen
• Клавиатура и монитор для конфигурации
• Инструмент конфигурации ПК с мастером конфигурации (SMART)
• Сертификации CE, UL и одобрения SCCR UL 508 100KA

Основные применения

• Промышленные печи для тепловой обработки, металлургия
• Спекание, цементация, нитрирование печей
• Печи для керамики и драгоценных металлов
• Сушилки
• Автоклавы
• Системы обогрева с однофазными и трехфазными трансформаторами («симметричные» и «асимметричные»)
• Системы обогрева с нагревательными элементами из молибденового дисиликона (MoSi2)
• Системы обогрева с резисторами из карбида кремния (SiC)
• Системы обогрева с нагревательными элементами из графита

Технические характеристики GEFRAN GPC

Серия контроллеров электрической мощности GPC позволяет гибко применять все размеры тока, от 40 А до 600 А, в однофазных, двухфазных и трехфазных конфигурациях. Они идеальны для точного и стабильного температурного контроля в промышленных системах обогрева. Продвинутые функции управления нагрузкой позволяют управлять линейными резисторами с низким температурным коэффициентом, нелинейными резисторами с высоким температурным коэффициентом, инфракрасными лампами, а также однофазными и трехфазными симметричными и асимметричными трансформаторами. Компактная механика, удобство кабельной прокладки с передними соединениями и разъемами push-in, а также простые методы конфигурации обеспечивают значительную экономию места на панели и времени установки, не жертвуя при этом надежностью и значительной диагностической способностью.

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ КОМАНДЫ

Все модели GPC могут управляться различными способами, чтобы адаптироваться к различным решениям управления и архитектурам, найденным в поле. Существует три аналоговых входа, широко конфигурируемых, чтобы позволить не только управление двухфазными и трехфазными устройствами с одной командой, но и отдельное и независимое управление каждым доступным модулем. GPC также может управляться цифровыми командами ВКЛ/ВЫКЛ или в режиме ШИМ, с потенциометрами, с одним из различных полевых шин, которые дополняют опции этого диапазона.

ФУНКЦИИ УПРАВЛЕНИЯ

Гибкость в управлении электрическими нагрузками, даже очень разными, гарантируется широким выбором типов триггеров, свободно конфигурируемых на всех моделях. Можно выбрать режим «нулевого перехода» с фиксированными циклами времени или режим «Burst firing» с оптимизированными циклами времени для линейных нагрузок и систем с высокой тепловой инерцией, или выбрать более быстрые режимы управления, такие как «half single cycle», идеальный для управления инфракрасными лампами средней волны, или выбрать «управление углом фазы» для инфракрасных ламп короткой волны, нелинейных нагревательных элементов, таких как «карбид кремния», «дисилицид молибдена» и первичные обмотки однофазных и трехфазных трансформаторов. Какую бы конфигурацию управления ни выбрали, модели GPC способны точно подавать требуемую электрическую мощность от 0% до 100%. Управление дополняется функциями плавного пуска при включении питания, ограничениями тока, которые могут быть установлены как на пиковые, так и на значения RMS, а также алгоритмами обратной связи по напряжению, току и мощности, гарантирующими стабильность питания даже при наличии изменений и возмущений номинальных значений. Некоторые функции диапазона GPC предназначены для решения конкретных задач: в случае систем с трехфазными трансформаторами любое разрыв трехфазной нагрузки управляется контроллером, который обеспечивает мгновенный сигнал тревоги, продолжая при этом подавать энергию на две неповрежденные фазы, позволяя процессу оставаться в состоянии удержания. В тепловой обработке с нелинейными резисторами, такими как карбид кремния, возможно довести нагревательные элементы до температуры с управлением «углом фазы» и активными ограничениями тока, а затем автоматически переключиться на управление «нулевым переходом», когда элементы нагреты и больше не происходят пики тока, чтобы автоматически вернуться к управлению «углом фазы», если произойдут дополнительные пики. В промышленных печах очень часто используются трехфазные трансформаторы, которые могут быть выполнены с симметричными или асимметричными соединениями первичной/вторичной обмотки. Контроллеры GPC могут управлять обоими типами без какого-либо влияния на производительность. Вспомогательные входы напряжения (V нагрузка) и тока (внешний CT) позволяют правильно управлять всеми приложениями, где длина кабеля и тип трансформатора требуют точного измерения напряжения и тока непосредственно на нагрузке, независимо от других факторов инженерии установки. В случае нескольких нагрузок, управляемых несколькими контроллерами, необходимо рационализировать и синхронизировать мощностные выходы отдельных контроллеров, чтобы уменьшить мгновенные пики тока/энергии или, в некоторых случаях, ограничить общее значение до максимального, которое можно установить. Эти функции выполняются специальным внешним контроллером GSLM, способным управлять до 64 контроллерами и конфигурируемым через VNC.

ДИАГНОСТИКА, ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И СИГНАЛЫ ТРЕВОГИ

Большое внимание уделено разработке диагностических функций, предупреждающего обслуживания и сигналов тревоги, которые могут быть связаны с током, напряжением, мощностью и рабочими температурами. Процесс и контроллер мощности постоянно мониторятся.

• Значения тока
  • Сигнал тревоги при прерывании полной или частичной нагрузки с самообучением порогов тревоги
• Сигнал тревоги при коротком замыкании SCR
• Сигнал тревоги при коротком замыкании нагрузки или перегрузке
• Сигнал тревоги при срабатывании внутреннего предохранителя
• Значения напряжения
  • Сигнал тревоги при отсутствии напряжения на линии
  • Сигнал тревоги при несимметричном трехфазном напряжении
  • Индикация неправильного вращения фазы в трехфазных системах (без остановки работы контроллера)
• Значения температуры
  • Непрерывное измерение температуры всех мощностных клемм с сигналом тревоги при ослабленном зажиме
  • Непрерывный мониторинг внутренней температуры мощностного модуля с автоматическим отключением в случае перегрева с сигналом тревоги
  • Измерение температуры выходного воздуха вентилятора для диагностики эффективности системы охлаждения электрического шкафа
  • Сигнал тревоги при отсутствии питания вентилятора

Программное обеспечение конфигурации GF_express также предлагает обширный список дополнительных диагностических условий, таких как хранение состояний тревоги для мгновенного и простого анализа в случае аномалии.

КОНФИГУРАЦИИ

Различные уровни конфигурации GPC разработаны с целью сделать начальные операции запуска максимально простыми и интуитивно понятными. Программное обеспечение конфигурации GF_eXpress (бесплатно доступное для загрузки с веб-сайта www.gefran.com) содержит раздел под названием «Smart Configuration», который через несколько шагов с вопросами о приложении конфигурирует контроллер без необходимости знать его параметры и их значение. В конце процедуры (средняя продолжительность 5 минут) контроллер готов к управлению нагрузкой. Второй уровень предлагает страницы «Wizard», показывающие основные параметры, разделенные по темам, с частью параметров монитора, всегда активного. Вы можете создавать и сохранять целые рецепты параметров и легко копировать их на другие устройства с помощью GF-express, а также мониторить параметры и просматривать их в виде графика с функцией осциллоскопа. Контроллеры GPC могут быть оснащены портативным программируемым терминалом GPC-OP, питаемым от контроллера, который позволяет мониторить переменные процесса и, при необходимости, изменять конфигурации через пароль.

FIELD BUS

Порт Modbus RTU всегда доступен как для соединений с инструментом конфигурации, так и с устройствами HMI или PLC, оснащенными коммуникацией Modbus Master. Широкий ассортимент опций Fieldbus позволяет добавлять контроллеры GPC в архитектуры управления с наиболее популярными брендами PLC, позволяя получить доступ к любой переменной устройства с помощью стандартизированных файлов конфигурации.

МОДЕЛИ

• Общие характеристики:
  • Номинальное напряжение: 480 или 600 В или 690 В
  • Номинальный ток: 40, 60, 100, 150, 200, 250, 300 А при 40°C в непрерывной работе.
  • Номинальный ток: 400, 500, 600 А при 50°C в непрерывной работе.
  • Изоляция HV
  • Номинальное напряжение изоляции вход/выход: 4000 В переменного тока
• Входы
  • Управляющий аналоговый вход
    • 3 входа
    • Напряжение: 5 В постоянного тока, 10 В постоянного тока
    • Ток: 0…20 мА, 4…20 мА
    • Потенциометр: от 1 кОм до 10 кОм (питание 5 В от GPC)
  • Цифровые входы
    • 4 входа
    • Диапазон 5-30 В макс. 7 мА
    • Вход 1: конфигурируется как вход управления ШИМ 0,03…100 Гц
    • Входы 2 и 3: конфигурируются как вход управления ШИМ 0,03…1 Гц
  • Диапазон напряжения линии
    • Диапазон: мин. 90 В переменного тока… макс. V_nominal_product (см. руководство по аппаратному обеспечению продукта)
    • Частота: 50-60 Гц
  • Диапазон тока нагрузки
    • Диапазон: 0… 2*I_nominal_product
  • Входы внешнего трансформатора тока (опционально)
    • 3 входа 5 А переменного тока (чтение f.s. устанавливается параметром конфигурации ПО)
  • Клавиша HB: калибровка тревоги HB ВКЛ или сброс памяти тревог.
• Выходы
  • Мощностной выход, режим функции:
    • ZC – Zero Crossing фиксированное время цикла
    • BF – Burst Firing (Zero-crossing минимальное оптимизированное время цикла)
    • HSC – Half Single Cycle (Zero-crossing соответствует Burst Firing, который управляет отдельными полуциклами проводимости или циклами остановки)
    • PA – Phase Angle
  • Выходы питания потенциометра: 5 В постоянного тока, макс. 30 мА
• Сигналы тревоги
  • 2 реле с переключающим контактом C-NO-NC (OUT9-10)
  • 4 опциональных выхода — реле, цифровой (OUT 5-6-7-8)
  • 3 опциональных аналоговых выхода 10 В/20 мА 12 бит (OUT 5-6-7)
• Тепловое рассеяние
  • Модели GPC рассеивают тепловую мощность на основе тока нагрузки: Pdissipation = I_load_Arms * 1.3 В (Вт)
• Предохранитель
  • Установлен внутри продукта (опционально)
• Светодиоды
  • 8 светодиодов индикатора состояния (конфигурируемые)
• Modbus
  • RS485 Serial (PORT1)
  • Это позволяет подключить GPC к PLC или HMI через простой телефонный провод RJ10 с помощью последовательной линии RS485 с протоколом Modbus. Скорость передачи данных конфигурируется от 1200 Бод до 115000 Бод. Пара поворотных переключателей позволяет быстро назначить адрес узла. Переключатель DIP позволяет внутренне вставить сопротивление завершения линии.
• FieldBus
  • Serial PORT2 (опционально)
  • На передней панели устройства можно установить один из следующих опциональных вариантов: Modbus RTU, Modbus TCP, Profibus DP, PROFINET, CanOpen, Ethernet IP, EtherCAT.
• GFW/GPC-OP
  • Разъем DB9 позволяет подключить GPC к портативной клавиатуре Gefran GFW/GPC-OP (опционально) для конфигурации параметров и наблюдения за устройством.

Примечания по установке:

• Для обеспечения максимальной надежности необходимо правильно установить устройство в панель, чтобы гарантировать адекватный теплообмен между радиатором и помещением в условиях естественной конвекции.
• Установите устройство вертикально (макс. наклон 10° от вертикальной оси).
• Вертикальное расстояние между устройством и стенкой панели > 100 мм
• Используйте высокоскоростные предохранители, указанные в каталоге
• Приложения с твердотельными мощностными устройствами должны также включать автоматический выключатель безопасности для отключения линии питания нагрузки.

Пределы использования

• Рассеяние тепловой мощности на устройстве с ограничениями по температуре окружающей среды установки.
• Оборудуйте шкаф внешним воздухообменом или кондиционером, чтобы вывести рассеянную мощность.
• Предельные значения напряжения и производной линии трансформатора, для которых твердотельное реле оснащено внутренними защитными устройствами (в зависимости от моделей).
• Наличие диапазона рассеяния тока нагрузки 5-20 мА в зависимости от модели при отсутствии проводимости тиристора из-за внутренних защит RC.

Продукты, перечисленные в таблице «UL508 SCCR FUSES TABLE», подходят для использования в цепи, способной подавать не более 100 000 А симметричного тока, 600 В максимум при защите предохранителями. Используйте только предохранители. Согласно UL508, испытания на 100 000 А проводились с предохранителями класса J, номиналом xxxA (см. таблицу «SCCR fuse protection table» для деталей номиналов предохранителей для предохранителя). После короткого замыкания функционирование устройства не гарантируется. Для гарантии функционирования устройства после короткого замыкания рекомендуется использовать сверхбыстрые предохранители, как в таблице «EXTRARAPID FUSES». ВНИМАНИЕ: Открытие защитного устройства ветви цепи может указывать на прерывание неисправности. Чтобы уменьшить риск пожара или электрического удара, токоведущие части и другие компоненты устройства должны быть осмотрены и заменены, если они повреждены. Если происходит выгорание устройства, все устройство должно быть заменено или эквивалентно.