Erään kenttäväyläratkaisun sovittaminen pienitehoisen taajuusmuuttajan ohjausosaan
Kärjä, Ville (2011)
Kärjä, Ville
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2011
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201105168019
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201105168019
Tiivistelmä
Tässä insinöörityössä on tutkittu erään kenttäväyläratkaisun sovittamista pienitehoisen taajuusmuuttajan ohjausosaan. Insinöörityö tehtiin ABB Oy Drives Low Power AC -tuotekehitysosastolle. Tutkimusaihe on ajankohtainen, koska pienitehoisten taajuusmuuttajien teholuokassa (0,37–22 kW) vaaditaan enemmän tietoliikennepuolen toiminnallisuutta – varsinkin kenttäväyliä – sisäänrakennettuna kuin koskaan aikaisemmin.
Työssä on tutkittu Modbusin (RTU ja TCP/IP), CANopenin, Profibusin ja Ethernet/IP:n osalta sitä, kuinka helposti ne saataisiin integroiduksi taajuusmuuttajan ohjauskortille. Työssä on esitetty sulautetun kenttäväyläratkaisun reunaehdot ja sivuttu myös taajuusmuuttajan perinteistä tietoliikenneosaa, joka käsittää muun muassa analogia- ja digitaalipuolen liitynnät. Häiriöiden kytkeytymistapoja ja niiltä välttymistä kenttäväyläympäristöissä on myös tarkasteltu tässä työssä. Lisäksi on pyritty integroimaan mahdollisimman monta liityntää yhden liittimen taakse tila- ja kustannussäästöihin liittyvistä syistä.
Työn tuloksena on saatu piirikaavioista alustavat ratkaisut mainittujen kenttäväylien osalta ja yhdistetty ne osaksi nykyisen pienitehoisen taajuusmuuttajan ohjauskortin toiminnallisuutta. Piirikaaviototeutus on viety vielä kahdeksankerroksiselle piirilevylle osasijoittelun ollessa pääpainona. Piirilevylle oli annettu tietynlainen spesifikaatio tuotekehitysosaston puolelta. Piirilevyn osasijoittelun kannalta on tarkasteltu liittimien viemää tilaa ohjauskortilta, jonka pinta-ala on rajallinen.
Tutkimustyö jatkuu kenttäväylien osalta siten, että seuraavan sukupolven pienitehoisiin taajuusmuuttajiin pyritään integroimaan asiakkaiden eniten toivomat kenttäväylät mahdollisimman hyvin ja kustannustehokkaasti.
Työssä on tutkittu Modbusin (RTU ja TCP/IP), CANopenin, Profibusin ja Ethernet/IP:n osalta sitä, kuinka helposti ne saataisiin integroiduksi taajuusmuuttajan ohjauskortille. Työssä on esitetty sulautetun kenttäväyläratkaisun reunaehdot ja sivuttu myös taajuusmuuttajan perinteistä tietoliikenneosaa, joka käsittää muun muassa analogia- ja digitaalipuolen liitynnät. Häiriöiden kytkeytymistapoja ja niiltä välttymistä kenttäväyläympäristöissä on myös tarkasteltu tässä työssä. Lisäksi on pyritty integroimaan mahdollisimman monta liityntää yhden liittimen taakse tila- ja kustannussäästöihin liittyvistä syistä.
Työn tuloksena on saatu piirikaavioista alustavat ratkaisut mainittujen kenttäväylien osalta ja yhdistetty ne osaksi nykyisen pienitehoisen taajuusmuuttajan ohjauskortin toiminnallisuutta. Piirikaaviototeutus on viety vielä kahdeksankerroksiselle piirilevylle osasijoittelun ollessa pääpainona. Piirilevylle oli annettu tietynlainen spesifikaatio tuotekehitysosaston puolelta. Piirilevyn osasijoittelun kannalta on tarkasteltu liittimien viemää tilaa ohjauskortilta, jonka pinta-ala on rajallinen.
Tutkimustyö jatkuu kenttäväylien osalta siten, että seuraavan sukupolven pienitehoisiin taajuusmuuttajiin pyritään integroimaan asiakkaiden eniten toivomat kenttäväylät mahdollisimman hyvin ja kustannustehokkaasti.