Преобразователь частоты с поддержкой PROFIdrive AC1
Платформа:
- Texas Instruments TMS320F2838x (C2000 Delfino), Dual-core: C28x + Cortex-M4F
- Аппаратные ускорители управления двигателями (CLA, TMU)
- Высокоскоростные АЦП, PWM, eQEP, eCAP
Силовая часть:
- Преобразователь частоты 10 кВт
- Топология: 3-фазный IGBT-инвертор
- Управляемые двигатели: асинхронные (IM/ACIM)
Коммуникация:
- PROFINET IO Device
- Профиль: PROFIdrive, Application Class 1 (AC1)
Программное обеспечение:
- Bare-metal, LwIP
- Motor Control SDK (TI)
- PROFINET IO Stack
- PROFIdrive framework, включая:
- PROFIdrive State Machine
- PROFIdrive Control & Status Words
- PROFIdrive Alarm Handling
- PROFIdrive Parameter Manager
Клиент и бизнес проблема
OEM-производитель преобразователей частоты и электроприводов для: насосных и компрессорных станций, конвейерных линий, упаковочного и технологического оборудования
Целевой рынок — Европа, где Siemens TIA Portal и PROFIdrive являются промышленным стандартом.
Вызовы:
1. Несовместимость с экосистемой Siemens, существующие ПЧ клиента поддерживали: аналоговое управление, Modbus RTU/Modbus TCP. Это делало невозможным: стандартное управление из TIA Portal, быструю замену приводов Siemens на альтернативны.
2. Отсутствие стандартной модели привода PROFIdrive: каждый ПЧ имел собственную логику запуска, отсутствовала унифицированная State Machine, инженеры АСУ ТП вынуждены были писать кастомную логику.
3. Ограниченная диагностика, не было: стандартизированных alarm-кодов, прозрачного отображения ошибок в TIA Portal, параметрического доступа к настройкам привода
4. Конкурентное давление — крупные игроки (Siemens SINAMICS, Danfoss, и т.д.) уже предлагают: PROFIdrive AC1/AC3, Plug & Play интеграцию, единый пользовательский опыт для инженеров.
Решение
- Платформа управления движением (TMS320F2838x) C28x ядро: векторное управление (FOC) регуляторы тока, скорости. Защита и fast fault handling Cortex-M4. PROFINET IO PROFIdrive state machine, Parameter Manager и alarms. Чёткое разделение real-time управления и коммуникаций.
- Реализация PROFIdrive AC1. PROFIdrive State Machine полная поддержка состояний: Switch On Disabled, Ready to Switch On, Switched On, Operation Enabled, Fault/Fault Reaction, корректная обработка Control Word/Status Word. Совместимость с Siemens TIA Portal. PROFIdrive Control Data циклические данные: Control Word, Speed setpoint, Status Word, Actual speed. Детерминированный обмен через PROFINET RT. PROFIdrive Alarm Handling реализация стандартных alarm-классов: Fault Warning Diagnostic, автоматическая передача аварий в: TIA Portal, поддержка квитирования и fault reset. PROFIdrive Parameter Manager cтруктурированное параметрическое пространство: параметры двигателя параметры управления ограничения и защиты. Поддержка: acyclic read/write startup parameterization. Интеграция с TIA Portal Drive Object.
- PROFINET IO Device Реализация cyclic RT data. Поддержка acyclic Record Data. GSDML с PROFIdrive profile параметрами AC1, диагностикой и alarms.
- Инженеринг и ввод в эксплуатацию Plug & Play добавление привода в TIA Portal. Стандартные Siemens workflow: telegram selection, parameter download, online diagnostics. Сокращение пусконаладки с дней до часов. Тестирование и валидация PROFIdrive Conformance (AC1) PROFINET IO RT tests. Интеграционные тесты с: S7-1200/S7-1500. Тесты: fault injection, network loss recovery, real-time jitter.
Ценность для клиента
Для производителя преобразователей:
- Выход в Siemens-экосистему без зависимости от SINAMICS
- Конкурентоспособность на европейском рынке
- Унифицированная модель привода для всех OEM
- Сокращение времени внедрения и поддержки
Для конечного заказчика (завод):
- Привод управляется как «родной Siemens»
- Стандартная диагностика и alarms
- Быстрая замена и масштабирование
- Предсказуемое поведение привода в системе
Итог: проект трансформирует классический преобразователь частоты в полноценный PROFIdrive-совместимый электропривод, интегрированный в цифровую экосистему Siemens. Использование TMS320F2838x обеспечивает высокую точность управления двигателем, а реализация PROFIdrive AC1 — стандартизированный пользовательский опыт, востребованный на рынке Industrial Automation.
Связаться с нами