سافت استارتر دیجیتال ABB

این مقاله در خصوص نصب و راه اندازی سافت استارتر ABB سری PSTX از 30 تا 1250 آمپر است. سافت ‌استارتر ABB سری PSTX از نمونه‌های سه فاز و پیشرفته‌ی تولیدشده توسط شرکت ABB بوده و می تواند به صورت خطی و داخل مثلث نصب شود. این سافت استارتر دیجیتال مجهز به بای‌پس و سیستم حفاظتی داخلی بوده و می‌تواند تمام نیازهای شما را در راه‌اندازی الکتروموتور و حفاظت الکتروموتورهای القایی برآورده کند.

مشخصات سافت استارتر دیجیتال ABB

طبق تصویر زیر مشخصات این دستگاه با یک کد چهار بخشی بیان می شود. اولین بخش از سمت چپ مربوط به سری سافت استارتر بوده که با عبارت PSTX مشخص می شود. در بخش دوم تنها یک عدد وجود دارد که بیان کننده ی جریان سافت استارتر است. به عنوان مثال کد زیر مربوط به یک سافت استارتر 370 آمپر می باشد. بخش سوم مشخص کننده ی ولتاژ مدار قدرت و بخش آخر بیان کننده ی ولتاژ مدار فرمان است.

نصب سافت استارتر در تابلو

هنگام نصب سافت استارتر ABB PSTX در تابلو برق باید به فضای اطراف آن توجه کنیم. ابعاد مورد نیاز از بالا، پائین، طرفین و روی سافت استارتر در فصل 4 راهنمای راه اندازی یا Installation and commissioning manual آورده شده است. این فضا با توجه به توان سافت استارتر و نوع نصب به صورت تکی یا گروهی تغییر می کند. به عنوان مثال سافت استارترهای 30 تا 105 آمپر باید دارای فضایی معادل 10 سانتی متر از بالا و پائین و 1 سانتی متر از چپ و راست و 3.5 سانتی متر از درب تابلو باشند. اگر این سافت استارترها در تابلوی تکلی نصب شوند ابعاد تابلو باید حداقل 51 سانتی متر عرض، 51 سانتی متر ارتفاع و 31 سانتی متر عمق داشته باشند. این ابعاد با توجه به نصب فن اضافی می تواند تغییر کند.

در ویدئوی زیر که برگرفته از دوره راه اندازی و حفاظت موتورهای سه فاز است تجهیزات فیدر سافت استارتر ABB را معرفی میکنیم:

کیبورد

پنل کاربری یا HMI سافت ‌استارتر ABB شامل یک صفحه‌نمایش بزرگ و تعدادی دکمه برای تنظیم، راه‌اندازی محلی، مشاهده‌ی کمیت‌ها و غیره می‌باشد. علاوه بر دکمه‌ها، روی این پنل چهار LED وضعیت‌های کاری، خطا و غیره را مشخص می‌کنند. رنگ و حالت های ممکن هر یک از این سیگنال ها عبارتند از:

• Ready با رنگ سبز در سه حالت خاموش، چشمک زن و ثابت
• RUN با رنگ سبز در سه حالت خاموش، چشمک زن و ثابت
• Protection با رنگ زرد در سه حالت خاموش، چشمک زن و ثابت
• Fault با رنگ قرمز در سه حالت خاموش، چشمک زن و ثابت

شما می‌توانید طبق مراحل 1 تا 6 تصویر زیر این پنل را از سافت‌استارتر جدا کرده و روی درب تابلو برق نصب کنید. برای این کار به یک کابل شبکه یا LAN نیاز دارید که در بسته‌بندی سافت‌استارتر موجود است. از دیگر مزایای این پنل می توان به کنترل محلی، تنظیم پارامترها به صورت دستی، اتصال به کامپیوتر، پشتیبان گیری از پارامترها و غیره اشاره کرد. در نظر داشته باشید که اتصال به کامپیوتر بدون نیاز به تغذیه بوده و از طریق پورت Mini USB روی کیبورد انجام می شود.

با توجه به وضعیت کاری سافت استارتر ممکن علائم خاصی را در بالا و سمت راست صفحه نمایش مشاهده کنید. این علائم می توانند وضعیت های متنوعی را مانند حالت سرویس، عدم پذیرش خطا، قفل پارامترها و قفل کیبورد را نمایش دهند. قابل ذکر است که در برخی از نسخه ها می توان با فشردن همزمان دکمه های Options و Menu و I کیبورد را قفل کرد.

سافت استارتر ABB یکی از مجهز ترین سافت استارترهای دیجیتال بوده وقابلیت های منحصر به فردی دارد. از جمله این موارد می توان به فانکشن های کنترلی، حفاظتی، برنامه ریزی، پشتیبان گیری، نرم افزار و غیره اشاره کرد. به عنوان مثال در این ویدئو مشاهده می کنید که می توان یک کپی از پارامترها را روی کیبورد کپی کرده و آن را به عنوان پشتیبان نگهداری کرد. این امر باعث می شود تا پس از ریست کردن سافت استارتر خیلی سریع اطلاعات آن با بازنشانی کنید. از طرفی می توان کیبورد حاوی اطلاعات را روی سافت استارترهای دیگر قرار داده و اطلاعات را روی آن ها کپی کرد. در دوره ی جامع راه اندازی و حفاظت موتورهای سه فاز تمام این موارد به همراه نرم افزارها و پارامترها به صورت کامل شرح داده است.

بخش کنترل

ترمینال‌های مربوط به بخش کنترل سافت‌ استارتر ABB با شماره‌های 1 تا 30 مشخص‌شده است. قابل‌ذکر است که ترمینال‌های شماره‌ی 1 تا 22 در بخش بالایی و دیگر ترمینال‌ها در قسمت پائین سافت‌استارتر قرار دارند. نکته ی مهم در این سافت استارتر استفاده از منبع 24 ولت در بخش کنترل آن است. این منبع می تواند به صورت داخلی و یا خارجی در نظر گرفته شود.

سافت استارترها علاوه بر ترمینال های قدرت دارای تعدادی ترمینال فرمان و ورودی خروجی های مختلف هستند. ورودی خروجی های سافت استارتر در مدل های دیجیتال، آنالوگ، سنسور دما، شبکه و غیره دسته بندی می شوند. در این ویدئو که برگرفته از دوره جامع راه اندازی و حفاظت موتورهای سه فاز است با ترمینال های این دستگاه آشنا می شویم.

معمولاً کنتاکتور داخلی سافت‌استارترها به‌صورت AC1 بوده و جهت از مدار خارج کردن تایرستورها استفاده می‌شود. در برخی از مدل‌های سافت استارتر ABB مانند PSTX470…1250 این کنتاکتور به‌صورت AC3 بوده و می‌توان از آن برای راه‌اندازی تک‌ضرب نیز از آن استفاده کرد. در مدل‌هایی که این ویژگی را دارند، یک ترمینال با شماره‌ی 3 در بخش کنترل وجود دارد. برای راه‌اندازی این سافت‌استارتر به‌صورت تک‌ضرب باید ولتاژ ترمینال 1 را قطع و به ترمینال 3 متصل کرد. با این کار تایرستورها اصلاً وارد مدار نشده و فقط کنتاکتور داخلی بسته می‌شود.

در این سافت‌استارتر سه رله‌ی خروجی قابل‌برنامه‌ریزی به شکل چنج‌آور با عنوان‌های K4، K5 و K6 وجود دارد. ترمینال این رله‌ها با شماره‌های 4 تا 12 مشخص‌شده که می‌توانید آن‌ها را در کنار ورودی تغذیه مشاهده کنید. در ضمن وضعیت بین ترمینال‌ها ازنظر ورودی مشترک، نرمال باز و نرمال بسته به‌صورت گرافیکی روی بدنه‌ی سافت‌استارتر چاپ‌شده است. جریان رله‌های خروجی در جریان متناوب 250 ولت به صورت AC 15 معادل 1.5 آمپر و در جریان مستقیم 30 ولت به صورت DC12 معادل 5 آمپر اعلام شده است.

برای راه‌اندازی و توقف این سافت‌استارتر می توان از حالت های 2 و 3 سیمه استفاده کرد. به منظور کنترل سه سیمه یا معمولی کافی است یک شستی استارت و یک شستی استپ در مدار فرمان قرار داده شود. طبق تصویر در این روش باید شستی استارت را به ترمینال 13 و شستی استپ را به ترمینال 14 متصل کنیم. توجه کنید که ورودی این شستی‌ها باید از یک منبع تغذیه‌ی 24 ولت مستقیم تأمین شود. به منظور کنترل 2 سیمه می توان ترمینال های 13 و 14 را اتصال کوتاه کرده و توسط یک کنتاکت سافت استارتر راه راه اندازی کرد. ترمینال‌های 15، 16 و 17  در این سافت‌استارتر ABB مربوط به ورودی‌های قابل‌برنامه‌ریزی بوده و فانکشن آن‌ها در تنظیمات مشخص خواهد شد. برای این ورودی‌ها نیز باید از یک منبع تغذیه‌ی 24 ولت مستقیم استفاده کنیم.

همان‌گونه که مشاهده کردید برای ورودی‌های کنترل باید از یک ولتاژ 24 ولت DC استفاده کنیم. این ولتاژ می‌تواند از منبع تغذیه‌ی خارجی و یا منبع تغذیه‌ی داخلی سافت‌استارتر با پایانه‌های 19 تا 21 تأمین شود. جهت استفاده از منبع تغذیه‌ی داخلی، باید ترمینال‌های 18 و 19 را اتصال کوتاه کنید. با این کار ترمینال‌های 20 و 21 که هر دو مثبت هستند، به‌عنوان ورودی شناخته خواهند شد. طبق تصویر زیر برای اتصال منبع تغذیه‌ی خارجی باید یک نقطه‌ی هم‌پتانسیل ایجاد کنیم. به این منظور لینک 18 و 19 باز شده و پایانه‌ی منفی منبع تغذیه‌ی خارجی به ترمینال 18 متصل می‌شود.  ترمینال شماره‌ی 22 نیز در این بخش مربوط به اتصال زمین عملکردی یا Functional است. در نظر داشته باشید که اگر سافت استارتر در شبکه های IT استفاده می شود نباید سیم زمین را به این ترمینال متصل کنیم.

طبق تصویر زیر ترمینال‌های 23 تا 30 در قسمت پائین سافت ‌استارتر قرار دارند. از آن جایی که این سافت استارتر مجهز به RTU داخلی است می توان از ترمینال‌های 23 و 24 مربوط به پورت RS485  جهت اتصال آن به شبکه های صنعتی استفاده کرد. قابل ذکر است که ماژول کمکی نیز از طریق همین پورت به سافت استارتر متصل می شود.

هنگام برقراری ارتباط سافت استارتر و  PLC از طریق شبکه صنعتی باید از اتصال صحیح زمین PLC یه یکی از ترمینال های 19 یا 22 یا 30 اطمینان حاصل کنید. در نظر داشته باشید که ترمینال های 23 تا 29 از نظر زمین ایزوله نبوده و در صورت اتصال ولتاژ به آن ها سافت استارتر آسیب خواهد دید. در صورت استفاده از سیم زمین مجزا در PLC و سافت استارتر مطمئن شوید که زمین ها کاملا از یک دیگر ایزوله باشند. مطمئن شوید که دستگاه Master منبع تغذیه ی کاملا جداگانه ای داشته و هیچ گونه تداخلی با زمین PSTX نداشته باشد.

در ادامه ترمینال‌های T1 تا T3 برای اتصال سنسور دمای خارجی به‌صورت دو و سه سیمه وجود دارد. در این سری PSTX می توان از سنسور دمای bi-metal switch و PTC و PT100 استفاده کرد. در این قسمت نحوه‌ی اتصال سنسور PT100 سه سیمه به سافت‌استارتر نمایش داده‌شده است. قابل‌ذکر است که برای سنسور PT100 دوسیمه باید ترمینال های T2 و T3 یا 26 و 27 اتصال کوتاه شده در نهایت از ترمینال‌های T1 و T2 یا 25 و 26 استفاده کرد. به منظور استفاده از سنسور PTC یا bi-metal switch نیازی به جمپر کردن ترمینال ها نبوده و می توان آن را به پایانه‌های 25 و 26 متصل کرد.

سری PSTX دارای یک خروجی آنالوگ قابل برنامه ریزی بوده در ترمینال‌های 29 و 30 است. از این آنالوگ می توان به صورت 0-10V، 0-20mA یا 4-20mA جهت مانیتور کردن یکی از پارامترهای جریان، توان، P.F، توان راکتیو و … استفاده کرد.

طبق تصویر زیر می توان از ترمینال های 23 و 24 و 28 و 30 به منظور اتصال ماژول توسعه به سافت استارتر PSTX استفاده کرد. این ماژول دارای 8 ورودی دیجیتال، 4 خروجی رله و 1 خروجی آنالوگ بوده و می تواند بخش کنترلی دستگاه را توسعه دهد.

بخش قدرت

این سافت استارتر دارای بای پس داخلی بوده و تنها 6 ترمینال قدرت دارد. این ترمینال ها به ترتیب 1L1/3L2/5L3 سه فاز ورودی و 2T1/4T2/6T3 سه فاز خروجی هستند. قبل از سافت استارتر باید از فیوز یا بریکر مناسب استفاده کرده و حفاظت اضافه جریان را به درستی تامین کرد. اطلاعات کافی در این خصوص را می توانید در مقاله انواع محافظت از سافت استارتر و کوردینه سازی با انواع فیوز مطالعه کنید. علاوه بر حفاظت جریان توصیه شده در بخش قدرت از یک کنتاکتور نیز استفاده شود. تصویر زیر اتصالات مربوط به بخش کنترل و قدرت سافت‌استارتر با فیوز و کنتاکتور بالادست را به‌صورت کلی نمایش می‌دهد. در نظر داشته باشید در این دیاگرام ترمینال‌های 23 تا 30 مربوط به شبکه، سنسور دما و آنالوگ آورده نشده است.

همانطور که مشاهده می کنید امکان راه اندازی این سافت استارتر به دو صورت 2 و 3 سیمه وجود دارد. برای حالت سه سیمه شستی‌های استارت و استپ به‌صورت جداگانه به ترمینال‌های 13 و 14 متصل می‌شوند. در این روش ورودی استارت به‌صورت پالس بوده و نیازی به پایدارکننده‌ی خارجی نیست. به‌عبارت‌دیگر با فشردن شستی استارت سافت‌استارتر راه‌اندازی شده و به کار خود ادامه می‌دهد. برای توقف نیز کافی است یک‌بار شستی استپ را تحریک کنیم.

برای کنترل به‌صورت دوسیمه باید ترمینال‌های 13 و 14 را جمپر کرده و با یکدیگر قطع و وصل کنیم. به‌عنوان‌مثال در تصویر زیر روش کنترل سافت‌استارتر با یک سوئیچ نمایش داده‌شده است. در ضمن جمپر ترمینال‌های 18 و 19 جهت استفاده از منبع تغذیه‌ی داخلی باید به به یکدیگر متصل شوند.

نقشه های پیشنهادی از شرکت ABB در خصوص راه اندازی سافت استارترهای PSTX را می توانید در فصل 11 راهنمای نصب و بهره برداری یا  Installation and commissioning manual مشاهده کنید. این نقشه ها شامل کننرل خطی با کنتاکتور بالادست، کنترل فازی یا شش سیمه یا دخل مثلث، چپ گرد و راستگرد، دالاندر و غیره می شود. قابل ذکر است که از سافت استارتر ABB می توان به منظور راه اندازی یک تا سه موتور مختلف به صورت ترتیبی و یا همزمان استفاده کرد. این تعداد با در نظر گرفتن ورودی های دیجیتال قابل برنامه ریزی بوده و در صورت استفاده از مدار PLC و انتخاب توان مناسب می تواند افزایش پیدا کند.

به عنوان نمونه در تصویر زیر نقشه مدار فرمان و مدار قدرت راه اندازی سه موتور مختلف با سافت استارتر ABB PSTX را مشاهده می کنید. این کار به صورت ترتیبی انجام شده و برای هر موتور به دو کنتاکتور نیاز است.

کنتاکتور اول به عنوان مثال K25 موتور M1 را به سافت استارتر متصل کرده و راه اندازی را آغاز می کند. با کامل شدن راه اندازی کنتاکتور دوم K26 بسته شده و موتور را به صورت مستقیم به شبکه متصل می کند. این روند هنگام راه اندازی برای موتورهای دیگر نیز انجام خواهد شد.

با توجه به نوع توقف روش کار این مدار متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال در حالت قطع تغذیه فقط کنتاکتور K26 قطع شده و الکتروموتور خاموش می شود. در صورت استفاده از حالت توقف نرم روند کار برعکس بوده و کنتاکتور اول K25 موتور در حال کار را به سافت استارتر متصل می کند. در این مرحله کنتاکتور دوم K26 قطع شده و جریان موتور از سافت استارتر عبور می کند. سافت استارتر پس از انجام توقف نرم در انتها کنتاکتور اول K25 را جدا کرده و موتور را جدا می کند.

در نظر داشته باشید که اینترلاک های الکتریکی استفاده شده در مدار فرمان از وصل همزمان دو موتور به سافت استارتر جلوگیری می کند.

در ویدئوی زیر تابلو سافت استارتر ABB با تجهیزات زیمنس را بررسی میکنیم. در این تابلو کنترل الکتروموتور از سافت استارترهای ABB سری PSTX جهت راه اندازی و توقف سه پمپ شناور استفاده شده است. حفاظت فیدر توسط بریکرهای کامپکت یا کلیدهای اتوماتیک زیمنس صورت گرفته که پلاک و مشخصات آن ها را بررسی کردیم. در این تابلو برای هر الکتروموتور از یک کنتاکتور بالادست برای سافت استارتر و کنتاکتور خازنی برای جبران سازی توان راکتیو از برند زیمنس تعبیه شده است. از سافت استارتر برای راه اندازی و توقف نرم الکتروموتورها به خصوص پمپ ها استفاده می شود تا از آسیب های مکانیکی ناشی از تنش های آب جلوگیری شود.
این ویدئو برگرفته از دوره جامع راه اندازی و حفاظت موتورهای سه فاز است.