Woodward

2301D Lastverteilungs- und Drehzahlregelung

    Digitale Lastverteilungs- und Drehzahlregelung für elektrische Generatorsysteme 

     2301D Digitalsteuerung  2301 Redesigned Sign 

    Die 2301D Drehzahlregelungen von Woodward werden in elektrischen Generatorsystemen eingesetzt, wenn eine Lastverteilung erwünscht ist. Sie werden bei Diesel- oder Gasmotoren oder Dampf- oder Gasturbinen eingesetzt und sind mit allen elektronischen Steuerungen von Woodward kompatibel. Die mikroprozessorbasierte Digitalsteuerung ist in einem Blechgehäuse untergebracht und besteht aus einer einseitigen Leiterplatte. Durch die flexible Konfigurationssoftware, die in die Steuerhardware integriert ist, sind einfache Veränderungen möglich, um den Drehzahlbereich des Motors, die Zahnung sowie die Auswahl von direkter oder umgekehrt wirkender Betätigung anzupassen.

    Durch die erhöhte Flexibilität der Software kann die 2301D Regelfunktionen übernehmen, für die bei früheren Versionen der 2301A Regelungen zusätzliche Ausrüstung erforderlich war. Daher ist die 2301D zum Nachrüsten vorhandener Steuerungen oder für eine erhöhte Funktionalität bei Neuanlagen geeignet.

    Die 2301D-EC kann über ein Modbus® RTU-Protokoll kommunizieren und funktioniert als Modbus-Slavegerät, über RS-232- oder RS-422-Treiber.

     

    Die 2301D und 2301D-EC verfügen über vier Betriebsmodi:

     

     Drehzahlregelung 

    •  Multiple Dynamikflexibilität
    •  Funktion mit Pumpen oder Kompressoren
    •  Fernabgleich mit Referenzdrehzahl von 4-20 mA über einen konfigurierbaren Analogeingang

     Isochrone Lastverteilung 

    •  Kompatibel mit den meisten im Einsatz befindlichen Lastverteilungs-Drehzahlregelungen
    •  Sanfte Be- und Entlastung

     Schwankende Grundlast 

    •  Einstellbare Lastregelung mit diskreten Kontakten zum Erhöhen und Absenken

     Isochrone Grundlast 

    •  Sorgt für Betrieb mit konstanter Lasthöhe im Abgleich mit einem Bus
    •  Die Lasteinstellung kann mit diskreten Kontakten zum Erhöhen und Absenken oder einem Ferneingang für 4-20 mA festgelegt oder geändert werden

    ® Modbus ist ein eingetragenes Warenzeichen von Schneider Automation Inc.

     

     

    Merkmale
    •  Multiple Dynamiken
    •  Verteilerluftdruck- (MAP-) Begrenzer
    •  Drehmomentbegrenzer
    •  Messfunktion für geringe Drehzahlen
    •  Fernabgleich für Drehzahl und Last
    •  Sanfte Lastumschaltung
    •  Automatische Schaltung von Leerlauf bis Nennwert
    •  Lastabwurf- / Lastimpuls-Option
    •  Leerlaufschwankungsfunktion
    •  Per PC konfigurierbar
    •  Optionale serielle Modbus®-Kommunikation
    •  Adaptiver Drehzahlmessalgorithmus

    Woodward Teilenummern:
                                      8273-101       2301D Lastverteilungs- und Drehzahlregelung, 24-Vdc-Eingang, normale Betriebsumgebungen
                                      8273-135       2301D Lastverteilungs- und Drehzahlregelung, 24-Vdc-Eingang, gefährliche Betriebsumgebungen

                                      8923-932       Installation von Watch Window

                     Nennspannungsversorgung      18–40 Vdc (SELV)
                      Leistungsaufnahme       höchstens 20 W Nennleistung
     

     

                     Eingangsversorgungsspannung       Eingangsversorgungsstrom
                                               18 V      589 mA
                               24 V (Nominal)      431 mA
                                               32 V      319,6 mA

                                Einschaltstrom     7 A für 0,1 ms (Niederspannungs-Modell)
                                Einschaltstrom      22 A für 15 ms (Hochspannungs-Modell)

              Stationärer Drehzahlbereich      ± 0,25 % der Nenndrehzahl
                             Magnetischer Geber      100–25.000 Hz (300–3600 U/Min)
                          Diskrete Eingänge (8)      3 mA bei 24 Vdc, Impedanz ca. 5,2 k
                Fernabgleichs-Eingang       0–20 mA, 4–20 mA, 0–5 Vdc, 1–5 Vdc, oder ± 2,5 Vdc externe Versorgung
                                   SPM-A-Eingang       ± 2,5 Vdc, externe Versorgung
                           Analogausgang Nr. 1       0–20 mA, 4–20 oder 0–200 mA zum Stellantrieb, per Software konfigurierbar
                           Analogausgang Nr. 2       0–20 oder 4–20 mA zum Tachometer, interne Versorgung
                       Diskrete Ausgänge (4)       Konfiguriert für zwei Drehzahlschalter und zwei Lastschalter, Versorgung durch externe

                                                              +12-Vdc- oder +24-Vdc-Spannungsquelle, max. Ausgangsstrom 200 mA
     

                 Diskrete Ausgangsgrößen       Minusschaltende Treiber mit Überspannungsschutz, maximal 200 mA
                 Datenübertragungs-Port (J2)      RS-232, RS-422, 9-Pin-Stecker, 1200 bis 38 400 Baud, Vollduplex
     Umgebungsbetriebstemperatur      -40 bis +70 °C
                      Lagertemperatur      -40 bis +105 °C
                                           Feuchtigkeit     Lloyd’s Register of Shipping, Testspezifikation Nr. 1, 1996, Feuchtigkeitstest 1, 95 % bei +20

                                                               bis +55 °C Kondensierung
                       Mechanische Schwingungsfestigkeit      Lloyd’s Register of Shipping, Testspezifikation Nr. 1, Schwingungsfestigkeitstest 2 (5–25 Hz, ± 1,6 mm, 25–100 Hz, ± 4,0 g)
                           Mechanische Stoßfestigkeit      US MIL-STD 810C, Methode 516.2, Verfahren I (grundlegender Konstruktionstest), Verfahren II (Transportfalltest, verpackt), Verfahren V (Betriebsprüfung)
                  Geräteklassifizierung     Klasse 1 (geerdete Geräte)

    Häufig gestellte Fragen zur 2301D Lastverteilungs- und Drehzahlregelung 

     

    Für umfassende Details zu den folgenden Themen siehe bitte Handbuch 26065.

     

    F1 - Welche Drahtstärke darf an den Anschlüssen verwendet werden? 

     

    A1 - Die Federklemme kann mit einem Standard-Schlitzschraubenzieher mit 2,5 mm oder 3/32 Zoll betätigt werden. Die Klemmleisten akzeptiert Drähte mit einem Querschnitt von 0,08-4 mm² (27-12 AWG). Es können leicht zwei 18-AWG- oder drei 20-AWG-Drähte an jedem Anschluss installiert werden. Drähte für die fest montierten Stromanschlüsse sollten über eine Länge von 5-6 mm (1/4 Zoll) abisoliert sein.

    HINWEIS: Die Drähte, die an den klemmleisten enden, nicht löten. Die federgespannte Klemmenleisten sollen Litzendraht abflachen, und wenn diese Litzen mit Zinn zusammengelötet sind, wird die Anschlussoberfläche verkleinert und schlechter.

     

    2301d_wiring.jpg
     

     

     

    F2 - Wie schließe ich diskrete Eingänge an, und wofür werden diese üblicherweise verwendet? 

       

    A2 - Diskrete Eingänge (Anschlüsse 28-38) sind die Schalteingangsbefehle für die 2301D Steuerung. Sie funktionieren so, dass die Motorsteuerung und das Energiemanagement unter vielen verschiedenen Bedingungen möglich sind. Wenn ein Eingangsschalter oder Relaiskontakt geschlossen wird, wird eine positive Spannung am diskreten Eingangsanschluss angelegt. Anschluss 30 ist der übliche Leistungseingang und negativ im Verhältnis zu den diskreten Eingängen. Dieser Eingang muss an die negative Quelle angeschlossen werden, damit die Eingänge funktionieren.

     

    F3 - Welche Art der Datenübertragung wird in der 2301D verwendet, und was für eine Art Kabel wird verwendet? 

     

    A3 - Es gibt zwei Programme, die mit der 2301D verwendet werden: ServLink und Watch Window. Beide Programme müssen geöffnet sein, um mit der 2301D zu kommunizieren. Diese Programme können von der Woodward-Website heruntergeladen werden.

     

    Die Kabelart ist RS-232 Nullmodem. Die folgende Abbildung zeigt die erforderlichen Anschlüsse im Nullmodem-Kabel. Dies sind die Mindestanschlüsse. Einige Nullmodem-Kabel haben mehr Verbindungen, die von der 2301D Steuerung nicht genutzt werden.

     

      2301d_cable.gif 

     

    F4 - Für welchen Drehzahlbereich kann ich die 2301D einsetzen, und kann ich sie für eine Turbinenanwendung einsetzen? 

       

    A4 - Siehe folgende Tabelle zu den für die 2301D geltenden Drehzahlbereichen. Diese Steuerung wird für Turbinenanwendungen nicht empfohlen.

    Generator-
    pole
     

    60-Hz-
    Generator
     

    50-Hz-
    Generator
     

    2

    3600 U/Min

    3000 U/Min

    4

    1800 U/Min

    1500 U/Min

    6

    1200 U/Min

    1000 U/Min

    8

    900 U/Min

     

    HINWEIS: Die maximale Eingangsfrequenz, die von der Drehzahlmessschaltung gemessen werden kann, beträgt 25.000 Hz. Deswegen sollte für Übergänge die Anzahl der Zähne mal die U/Min dividiert durch 60 weniger als 19.000 betragen.

     

    F5 - Ich habe einen Ferneinstellungs-Drehzahlsollwert von 4-20 mA, aber meine Drehzahl ändert sich nicht. 

     

    A5 - Die folgenden diskreten Eingänge müssen geschlossen sein, um die Ferneinstellung der Drehzahl zu ermöglichen:

    • Anschlüsse „A“ 31
    • Anschlüsse „C“ 33
    • Anschlüsse „E“ 35
    • Anschlüsse „E“ 36

    Anschlüsse 35 und 36 sind die diskreten Kontakte zum Erhöhen und Absenken. Sie müssen für diesen Modus geschlossen sein. Wenn dieser Kontakt zum Absenken der Drehzahl/Last zusammen mit dem Kontakt zum Erhöhen der Drehzahl/Last gleichzeitig geschlossen gehalten wird, ist der Eingang für den Fernabgleich aktiviert.

     

       

    F6 - Wenn mein Leistungsschalter geschlossen wurde, wird das Gerät nicht belastet. 

     

       

    A6 - Keine Leistungsaufnahme am Lastgenerator von Anschluss 37. Wenn der Status des Eingangs „FALSCH“ ist (Eingangsschalter oder Relaiskontakt offen), erhöht oder verringert sich die Lastregelfunktion, um das Entlastungsauslöse-Level zu erreichen. Für den Lastgeneratoreingang muss der diskrete Eingang CB Aux/Regeldifferenzkontakt „WAHR“ sein.

     

    F7 - Im Dynamik-Menü Punkt 15 (Drehzahlfilter): Wie stelle ich ihn ein und was bewirkt er? 

     

       

    A7 - Dies wird für Motoranwendungen mit geringer Drehzahl verwendet und stammt von einer anderen Anwendung. Lassen Sie diesen Wert auf der standardmäßigen Einstellung.

     

       

    F8 - Meine Geräte verteilen die Last nicht gleichmäßig. 

     

    A8 - Bei Parallelbetrieb im isochronen Modus oder an einer isolierten Leitung müssen die Drehzahlen der Generatoren übereinstimmen. Wenn sie nicht gleich sind, bleibt die Lastverteilung bei Schwankung der Last nicht proportional. Jeder Unterschied bei den Lasten zwischen den Geräten kann durch Anpassung der Lastverstärkung korrigiert werden.

    Das entsprechende Verfahren finden Sie in Handbuch 26065.

     

       

    F9 - Ich habe zwei Stromwandler (CTs). Brauche ich einen weiteren dritten? 

     

    A9 - Nein. Siehe folgende Abbildung für den optionalen Anschluss von Stromwandlern.

     

      2301d_cts.gif 

     

    F10 - Bei meinem alten Gerät war meine Abschirmung an die Erdungsschraube angeschlossen. Muss ich sie so anschließen wie im Handbuch gezeigt? 

     

    A10 - JA! Für alle Signale, die eine Abschirmung benötigen, ist ein gesonderter Abschirmungsanschluss an der Klemmenleiste vorhanden. Alle diese Eingänge müssen mit abgeschirmten, verdrillten Kabeln verkabelt werden. Die freie Drahtlänge über die Abschirmung hinaus sollte nicht mehr als 25 mm (1 Zoll) betragen. Bei Relaisausgängen, Kontakteingängen sowie Stromversorgungsleitern ist normalerweise keine Abschirmung erforderlich, aber falls gewünscht, können sie abgeschirmt werden.