Tag Archives: Частотный преобразователь

Аксессуары ОВЕН ПЧВ

 

Спасибо Дмитрию Пантелееву за пример. Материал взят с сайта производителя www.owen.ru

Мой блог находят по следующим фразам

Быстрый старт частотного преобразователя ОВЕН ПЧВ3

 

Спасибо Дмитрию Пантелееву за пример. Материал взят с сайта производителя www.owen.ru

Мой блог находят по следующим фразам

Быстрый старт частотного преобразователя ОВЕН ПЧВ1,2

 

Спасибо Дмитрию Пантелееву за пример. Материал взят с сайта производителя www.owen.ru

Мой блог находят по следующим фразам

Пример каскадного контроллера

Применение частотных преобразователей VFD-F c контроллерами DVP PLC для каскадного управления насосами с периодическим чередованием мастера-насоса. Даже преобразователь частоты VFD-F c релейным модулем расширения может обеспечить каскадное управление насосами (но по очень простому алгоритму — или фиксированное время работы каждого или либо фиксированное число циклов работы).

Применив для управления контроллер DVP PLC можно предоставить потребителю дополнительные возможности. В анонсе приводятся примеры программ для контроллера и панели оператора. Для практического использовании необходимо провести их проверку и адаптацию для решении конкретной задачи.

 Описание работы

1.При включении питания включается контактор К1, начинается работа мотора М1 от преобразователя частоты.- увеличение его частоты (производительности) до достижения текущим давлением PV заданной величины давления SV

2.Если PV<SV (при увеличении частоты вращения мотора М1 не достигается требуемое давление одним насосом), то производится его отключение от преобразователя частоты (контактор К1 отключается),. подключение его к питающей сети (контактор К2 включается) — прямое включение и подключение мотора М2 к частотному преобразователю (контактор К3 включается) — увеличение частоты его вращения до достижения заданной величины давления SV.

3.Если и при таком включении PV<SV, то есть производительности двух насосов не хватает, то производится прямое подключение М2 к питающей сети, и подключение мотора М3 к частотному преобразователю для достижения требуемого давления.

4.Когда же заданное давление достигнуто PV>SV, то система управления прекратит коммутацию насосов и будет поддерживать требуемое значение давления с помощью насоса , подключенного к преобразователю частоты, управляя текущим значением частоты. При этом, величина давления поддерживается вблизи заданного значения.

5.Для обеспечения равномерной загрузки насосов (равномерного износа) в системе реализуется следующий алгоритм — периодическое чередование мастер насоса.

Для его реализации в первый период времени первым запускаемым при включении системы насосом (дольше всего работающем ) становится М1, во второй промежуток. времени — М2 и так далее, последовательно осуществляется выбор первого запускаемого при старте насоса

2.Схема соединений

 

Описание работы

1.При включении питания включается контактор К1, начинается работа мотора М1 от преобразователя частоты.- увеличение его частоты (производительности) до достижения текущим давлением PV заданной величины давления SV

2.Если PV<SV (при увеличении частоты вращения мотора М1 не достигается требуемое давление одним насосом), то производится его отключение от преобразователя частоты (контактор К1 отключается),. подключение его к питающей сети (контактор К2 включается) — прямое включение и подключение мотора М2 к частотному преобразователю (контактор К3 включается) — увеличение частоты его вращения до достижения заданной величины давления SV.

3.Если и при таком включении PV<SV, то есть производительности двух насосов не хватает, то производится прямое подключение М2 к питающей сети, и подключение мотора М3 к частотному преобразователю для достижения требуемого давления.

4.Когда же заданное давление достигнуто PV>SV, то система управления прекратит коммутацию насосов и будет поддерживать требуемое значение давления с помощью насоса , подключенного к преобразователю частоты, управляя текущим значением частоты. При этом, величина давления поддерживается вблизи заданного значения.

5.Для обеспечения равномерной загрузки насосов (равномерного износа) в системе реализуется следующий алгоритм — периодическое чередование мастер насоса.

Для его реализации в первый период времени первым запускаемым при включении системы насосом (дольше всего работающем ) становится М1, во второй промежуток. времени — М2 и так далее, последовательно осуществляется выбор первого запускаемого при старте насоса

2.Схема соединений

 

Описание системы

Система имеет в своём составе три мотора, каждый мотор посредством соответствующего контактора может подключаться или к трёхфазной сети переменного тока (фазы R-S—T) или к выходу частотного преобразователя VFD-F (клеммы U-V-T). В каждый момент времени только один контактор может быть включен у каждого мотора, поэтому при программировании для предотвращения аварии необходимо предусмотреть взаимную блокировку контакторов, подключённых к каждому из моторов.

В системе токовым сигналом вводится величина текущего давления, а сигналом напряжения — величина задаваемого давления

Описание узла контроллера.

Выходы контроллера (Y0…Y5), соединены каждый с соответствующим контактором, управляя таким образом процессом коммутации моторов. Также контроллер имеет два аналоговых модуля для запоминания сигналов давления (текущего и задаваемого).

Выходным сигналом Y10 обеспечивается управление режимом работы преобразователя частоты (Пуск/Стоп), а при работе с помощью сигнала от преобразователя частоты, подаваемого на вход X0 определяется момент достижения насосом максимальной производительности.

Описание настроек преобразователя VFD.

Для управления системой используется встроенный PID регулятор. Поэтому необходимо провести правильную настройку параметров PID регулятора VFD-F (10 группа параметров).

Кроме того, необходимо сделать следующие настройки:

Вход AVI для задания давления(2.00=1),

Вход AСI для измерения текущего давления давления(10.00=2)

Выход для формирования сигнала «Заданная частота достигнута» (3.00=17)

3.Временная диаграмма

 

4.Алгоритм работы программы контроллера.

 

Трансвекторное управление (FOC)

Как известно, полная управляемость электропривода обеспечивается, если обеспечивается управление электромагнитным моментом двигателя. Во всех электромеханических преобразователях вращающий момент образуется в результате взаимодействия магнитных полей статора и ротора или, что то же самое, магнитного поля одного элемента и тока другого. Для получения однозначных функций управления обе величины должны быть независимы друг от друга, и тогда одну из них можно поддерживать постоянной, а с помощью другой осуществлять регулирование. В ДПТ и синхронных двигателях существуют отдельные электрические цепи для управления магнитным потоком и моментом. В короткозамкнутых АД есть только один канал, в котором объединены обе составляющие тока и в задачу системы управления входит функция их разделения. Математически эта задача элементарно решается при использовании уравнений обобщённой электрической машины в векторной форме. В результате выбора пары векторов величин образующих электромагнитный момент и системы координат, в которой они представлены, можно получить уравнение момента в виде функции независимых проекций этих величин на координатные оси. И тогда управление моментом сведется к управлению проекциями векторов. Отсюда и происходит название способа.

В 1971 году Ф. Блашке (F. Blaschke) сформулировал принцип управления, запатентованный фирмой Siemens и названный трансвекторным управлением (TRANSVEKTOR®-Regelung). Математической основой его являются уравнения электромагнитных процессов в АД в векторной форме, представленные в системе координат ориентированной по направлению магнитного поля. В англоязычной литературе этот принцип называется field-oriented control (FOC), т.е. «управление с ориентацией по полю». Он успешно используется до настоящего времени и полностью ассоциируется с понятием векторного управления, хотя в последнее время с развитием устройств обработки информации появился другой способ, в котором также используется векторное представление величин, но алгоритм управления отличается от трансвекторного. Этот способ называется прямым управлением моментом (DTC direct torque control).

Для построения систем векторного управления АД могут быть использованы любые пары векторов, с помощью которых можно представить электромагнитный момент обобщённой электрической машины. Однако от выбора векторов в значительной мере зависит степень сложности системы. Желательно, чтобы величины, представленные векторами в уравнении момента были наблюдаемы, т.е. чтобы их можно было непосредственно измерить и воздействовать на них при управлении моментом. У короткозамкнутого АД есть только две такие величины – это напряжение и ток статора, и только одна из них, а именно ток статора, может входить в уравнение момента. Тогда другой величиной может быть только ток ротора или какое-либо потокосцепление. Ток ротора принципиально не наблюдаем, а устройства его идентификации по наблюдаемым параметрам сложны и ненадежны. Поэтому для выбора остаются три потокосцепления:

статора, ротора и основное, т.е. магнитный поток в зазоре АД. Потокосцепление статора и рабочий поток АД можно непосредственно измерить и использовать этот сигнал в системе управления, что часто и делается при создании приводов высокого качества. В массовых же изделиях разработчики стараются использовать сигналы, доступные без установки датчиков, т.е. все те же ток и напряжение статора, по мгновенным значениям которых можно вычислить, например, потокосцепление статора как Однако при выборе потокосцепления статора или основного потокосцепления передаточные функции системы управления получаются довольно сложными и мало подходящими для практического использования.

Простейший вид имеют уравнения электромагнитных процессов в АД в случае представления их через вектор потокосцепления ротора ψ2 . То обстоятельство, что ψ2 невозможно измерить не является препятствием для выбора, т.к. магнитный поток ротора легко вычисляется по потоку статора или по рабочему потоку. Поэтому в дальнейшем мы ограничимся рассмотрением наиболее распространенных систем, использующих для регулирования электромагнитного момента ток статора и потокосцепление ротора и соответствующее уравнение момента.

Поскольку форма уравнений потокосцеплений инвариантна к выбору системы координат, то в произвольной системе mn уравнение момента будет иметь вид

Векторы ψ2 и i1вращаются в пространстве с угловой частотой ω1 = 2πf1 / zp .

Поэтому если для описания процессов выбрать неподвижную систему координат или систему координат, вращающуюся синхронно с ротором АД, то проекции векторов будут синусоидальными функциями времени и регулирование таких величин будет сложной технической задачей. В случае же выбора системы координат вращающейся в пространстве с синхронной частотой ω1 , проекции векторов будут постоянными величинами, и управление будет не сложнее, чем управление токами якоря и возбуждения ДПТ.

Задачу управления можно еще более упростить, если совместить какую-либо ось системы координат с одним из двух векторов. Тогда проекция опорного вектора на эту ось будет равна его модулю, а другая проекция будет равна нулю. При этом в уравнении электромагнитного момента исчезнет соответствующее слагаемое в правой части.

Векторы определяющие электромагнитный момент в произвольной синхронной (xy) и ориентированной по полю (dq) системах координат.

Следовательно, если для управления электромагнитным моментом АД выбрать векторы потокосцепления ротора и тока статора и синхронную систему координат dq , совместив ось d с вектором ψ2 , то уравнение примет вид

который в принципе ничем не отличается от соответствующего выражения для ДПТ и основной задачей системы управления будет идентификация проекций ψ2d и i1q . Если при этом управление построить так, чтобы потокосцепление ротора сохранялось во всех режимах постоянным, то регулирование момента АД будет осуществляться изменением поперечной составляющей тока статора i1q , выполняющей в такой системе функцию тока якоря.

Следует заметить, что в ориентированной по магнитному полю системе координат не только исключается влияние продольной составляющей тока статора i1d на векторное произведение, т.е. на электромагнитный момент АД, но с помощью этой проекции становится возможным управлять магнитным потоком. Это объясняется с тем, что ток статора в короткозамкнутом АД определяет все процессы в машине и если одна из его компонент не влияет на момент, то она тем или иным способом должна быть связана с магнитным потоком. В то же время, система координат dq ортогональна, поэтому изменение одной из проекций тока никоим образом не влияет на другую, и управление моментом и потоком может производиться независимо.

Таким образом, принцип трансвекторного управления заключается в раздельном управлении магнитным потоком и моментом АД с помощью независимых составляющих тока статора, соответствующих проекциям вектора тока на оси системы координат, ориентированной по направлению вектора магнитного потока.

Это определение полностью подходит и для ДПТ, если токи возбуждения и

якоря объединить в вектор, представленный в системе координат, ориентированной по оси главных полюсов. Отличие АД от ДПТ заключается только в том, что в АД система координат вращается вместе с потоком, а в ДПТ она неподвижна.

Реальные же токи статора АД протекают в неподвижных обмотках и соответствуют проекциям вектора тока на неподвижную систему фазных осей координат.Поэтому при трансвекторном управлении АД необходимы координатные преобразования.

В неподвижной системе координат продольная и поперечная составляющие определяют амплитуду и фазу тока статора АД по отношению к магнитному потоку совершенно аналогично тому, как активная и реактивная составляющие определяют эти параметры по отношению к напряжению. Если задать значение продольной составляющей i1d , соответствующим требуемому магнитному потоку, а поперечной i1q – требуемому моменту на валу, то тем самым будет определен вектор тока статора в синхронной системе координат. После этого можно преобразовать синхронную систему координат dq в неподвижную αβ и разложить вектор тока на фазные проекции, в результате чего образуются синусоидальные сигналы, соответствующие фазным токам которые нужно сформировать в обмотках статора, чтобы получить заданный электромагнитный момент.

Преобразование системы координат невозможно без информации о пространственном положении опорного вектора ψ2 в каждый момент времени. Эту информацию можно получить непосредственным измерением магнитного потока статора или рабочего потока с помощью датчиков, а затем вычислить ψ2 , или вычислить его по мгновенным значениям фазных напряжений и токов статора.

Трансвекторное управление реализуется техническими устройствами с различными функциями и алгоритмами, но суть его при этом остается неизменной и в дальнейшем мы рассмотрим несколько таких вариантов.

 

Векторное управление асинхронным двигателем

 

Для получения высокого качества управления ЭП в статических и динамических (переходных) режимах необходимо иметь возможность быстрого непосредственного управления моментом двигателя.

Момент любого двигателя в каждый отрезок времени определяется величиной (амплитудой) и фазой двух моментообразующих составляющих: тока и магнитного потока. В АД токи и потокосцепления статора и ротора вращаются с одинаковыми скоростями, имеют разные, изменяющиеся во времени фазовые параметры и не подлежат непосредственному измерению и управлению. Доступной управляемой переменной в АД является ток статора, имеющий составляющие, образующие магнитный поток и момент. Фазовая ориентация этих двух составляющих может быть осуществлена только внешним управляющим устройством, чем и обусловлен термин “векторное управление”.

В структуре электропривода двигатель рассматривается как электромеханический преобразователь ЭМП в виде идеализированного двигателя. Его ротор не обладает массой и механической энергией, не имеет механических потерь энергии и жестко связан с реальным физическим ротором, относящимся к механической части ЭП. Такой двигатель может быть представлен электромеханическим многополюсником, содержащим n пар электрических выводов по числу n обмоток, и одну пару механических выводов (смотри рисунок 2). На механических выводах в результате электромеханического преобразования (ЭМТ) энергии при скорости w развивается электромагнитный момент M. Момент M является выходной величиной ЭМП и входной для механической части электропривода. Скорость w определяется условиями движения механической части, но для ЭМП может рассматриваться как независимая переменная. Механические переменные M и w связывают ЭМП с механической частью в единую взаимосвязанную систему. Все процессы в двигателе описываются системой уравнений электрического равновесия (число уравнений равно числу обмоток) и уравнением электромеханического преобразования энергии. Для этого в теории ЭП используют двухфазную модель обобщенного ЭП (смотри рисунок 1), к которой приводятся абсолютно все виды и типы электрических машин:

Рисунок 1 – Модель обобщенного ЭМП.

α, β – неподвижные оси статора; d, q – вращающиеся оси ротора; φ – угол поворота ротора; — угловая скорость ротора;

Уравнение электрического равновесия i— обмотки:

где — потокосцепление iой обмотки;

i=1a,…2q; j=1a,…2q, Ri – активное сопротивление обмотки, Li,j – собственные и взаимные индуктивности обмоток. Величина взаимных индуктивностей зависит от угла j поворота ротора и от пространственного сдвига обмоток, т.е. является функцией скорости (и времени). Именно поэтому невозможно получить cos φ = 1.

Синтез алгоритмов и систем векторного управления АД базируется на анализе двухфазной dq модели АД (d и q – ортогональная система координат ротора).

Рисунок 2 – Схема векторного управления

Схема векторного управления состоит из трех основных функциональных частей:

БРП – блок регуляторов переменных;

БВП – блок вычисления переменных;

БЗП – блок задания переменных;

На вход БРП поступают задающие сигналы скорости и потока, и сигналы обратной связи (с выхода БВП) – ориентированные по полю значения составляющих тока статора, потокосцепления ротора, и скорости. БРП содержит набор регуляторов потока, момента, тока, на выходе которых формируются также ориентированные по полю сигналы задания составляющих тока статора.

БЗП осуществляет фазовые и координатные преобразования задающих dq переменных в систему трехфазных сигналов управления ШИМ АИН. Блок БВП вычисляет текущие значения амплитудных и фазовых параметров dq переменных АД, осуществляя фазовые и координатные преобразования реальных трёхфазных сигналов токов и напряжений АД, поступающих с выходов соответствующих датчиков.

Координатные преобразования, осуществляемые блоком БВП, заключаются в переходе от реальных координат трёхфазной системы статора АД с осями d,q (преобразование 3 → 2). Блок БЗП осуществляет обратные координатные преобразования (2 → 3), от dq к a,b,c.

Фазовые преобразования в этих блоках обеспечивают привязку фазовых параметров переменных в двух системах координат.

На надежность, стоимость и качество характеристик ЭП влияют число измеряемых параметров и точность измерений. Для векторного управления АД надо измерять хотя бы две из четырех, доступных к измерению переменных:

  1. Токи статора АД;
  2. Напряжения на зажимах АД;
  3. Угловая скорость ротора АД;
  4. Угловое положение ротора АД;

 

Векторное управление позволяет практически в любой момент времени, при любом положении ротора относительно статора, при любой угловой скорости и нагрузке на машину, получить максимальный cos φ АД. Это, в свою очередь, ощутимо повышает К.П.Д и момент эл. машины, который, в данном случае, практически не зависит от угловой скорости двигателя.

 

    Удаленный опрос и управление ПЧВ с помощью ПЛК-150 (часть 4)

    Удаленное управление ПЧВ из программы ПЛК.

    Опрос переменных дает недостаточно сведений для управления частотным преобразователем по RS-485 из-за побитового обращения к элементам командного слова и слова состояния и формата задания по RS-485.

    Для облегчения работы пользователя по удаленному управлению ПЧВ можно использовать программу ПЛК-150, рассмотренную ниже.

    Перед началом работы с основной программой созданы 2 функциональных блока: bits_to_word и word_to_bits, которые позволяют распаковывать переменную типа word в 16 переменных типа bool и наоборот составлять из 16 переменных типа Bool переменную типа Word. Их использование позволит сделать работу с командным словом и словом состояния  более наглядным. Вид функциональных блоков bits_to_word и word_to_bits показан на рис.1 и  2.

     

    Рисунок 1 Вид функционального блока bits_to_word

     

     

    Рисунок 2 Вид функционального блока bits_to_word

     

     

    Зададим параметры служебных слов согласно п.2, например так как показано на рис.3.

     

    Рисунок 3 Раздел переменных проекта ПЛК-150 по управлению ПЧВ

     

     

    Помимо служебных регистров (см.п. 2) в разделе переменных отображены экземпляры функциональных блоков bits_to_word и word_to_bits (op1, op2 соответственно).

    Часть программы по работе с командным словом показана на рис.4.

    Рисунок 4 Часть программы управления ПЧВ (работа с командным словом)

     

     

    Использование функционального блока позволяет наглядно наблюдать работу ПЧВ в автоматическом режиме. Изменяя соответствующие наборы битов, можно запустить, остановить ПЧВ, выбрать режим работы и частоту вращения двигателя. Пример управления показан на рис.5. и 6.

    Рисунок 5 Командное слово – запуск ПЧВ в прямом направлении

     


    Рисунок 6 Командное слово –реверсивный запуск ПЧВ

     

     

    Для запуска ПЧВ как видно из .5-.6 необходимо выполнение целого набора равнозначных условий – отсутствие команды останова, отсутствие команды фиксации скорости, а также команды на пуск и прием данных.

    Задание частоты вращения можно производить в переменной регистра 50010 в диапазоне 0-16384. Считывание текущей частоты в автоматическом режиме происходит в диапазоне 65535 – 49151 (0-максимальная скорость согласно 3-03). Поскольку это не слишком наглядно, можно использовать процентное задание и считывание текущей частоты с помощью программного кода, показанного на рис.7. Кадр работы программы при задании частоты 80% от максимальной показан на рис.8.

     

    Рисунок 7 Часть программы управления ПЧВ (задание и считывание частоты вращения привода в % от значения 3-03)

     

    Рисунок 8 Кадр работы программы задания/считывания выходной частоты ПЧВ в % (задание 80% от 3-03)

     

     

    Для анализа состояния ПЧВ удобно использовать слово состояния в формате, приведенном на рис. 9.

    Рисунок 9 Часть программы управления ПЧВ (слово состояния)

     

     

    Перед запуском привода, в случае неаварийного состояния, слово состояния имеет вид, показанный на рис.10.

     

    Рисунок 10 Кадр работы программы слова состояния (перед запуском)

     

     

    В рабочем режиме при управлении по RS-485 после выхода на заданную уставку слово состояния принимает вид, показанный на рис.11.

    Рисунок 11 Кадр работы программы слова состояния (работа по заданию)

     

     

    Удаленный опрос и управление ПЧВ с помощью ПЛК-150 (часть 3)

    Настройки ПЛК-150 для связи с ПЧВ

     

    Для подключения регистров памяти ПЧВ и командного слова будем использовать стандартный инструментарий конфигурации ПЛК для связи с Modbus-устройствами.

    Запустите CoDeSys, создайте новый проект или откройте существующий. Зайдите на вкладку Ресурсы и выберите пункт Конфигурация ПЛК (рис. 1).

     

    Рисунок 1 Конфигурация ПЛК

     

     

    В открывшемся слева окне конфигурации ПЛК правой кнопкой «мыши» нажмите верхнюю надпись. Например, при использовании ПЛК150-220.U-М этой надписью будет PLC 150 U. В открывшемся контекстном меню выберите пункт Добавить Подэлемент, а в появившемся новом контекстном меню – пункт ModBus (Master).

     

    Рисунок 2 Добавление подэлемента ModBus Master

     

     

    Таким образом, вы добавляете в конфигурацию модуль обмена данными по протоколу ModBus. Для опроса модулей и других устройств по сети с помощью данного протокола контроллер должен быть ведущим прибором, то есть мастером сети, что отражено в названии добавленного модуля ModBus (Master) (Рис.3).

    Рисунок 3 Параметры добавленного модуля ModBus Master

     

     

    Заметим, что ПЧВ общается с ПЛК по интерфейсу RS-485. Поэтому в параметрах подэлемента ModBus Master заменим значение параметра используемого интерфейса Debug RS-232[Slot] на RS – 485.

    Рисунок 4 Замена параметра интерфейса связи подэлемента ModBus Master

     

     

     

    Разверните пункт ModBus (Master), нажав левой кнопкой «мыши» на значке «+». Выделите пункт RS-485 [SLOT]. Затем зайдите на вкладку Параметры Модуля, расположенную в верхней части правого окна на экране. На рис.5 представлены рекомендуемые значения параметров обмена по сети, которые вам необходимо установить. Выберите нужные значения из списков, выпадающих при нажатии на кнопки .

     

     

    Рисунок 5 Значения параметров сети модуля МВ - 110.8АС по протоколу ModBus

     

     

    Относительно установок по умолчанию изменяются параметры, выделенные цветом:

    • Communication speed (скорость обмена по сети) 115200→9600 б/с.
    • Frame oriented (подтип протокола связи) ASCII →RTU.

    Для того, чтобы самостоятельно настроить список и формат получаемых с ПЧВ данных, нажмите правой кнопкой мыши на пункте ModBus (Master), в появившемся контекстном меню выберите пункт Добавить Подэлемент, а затем модуль Universal Modbus device (рис. 6).

     

    Рисунок.6 Добавление модуля Universal Modbus device

     

     

    Выделите появившийся модуль Universal Modbus device [VAR], затем откройте окно его свойств, выбрав вкладку Параметры Модуля (рис.7). Первые три пункта можно оставить без изменений, т.к. они описывают параметры связи по Ethernet, в то время как ПЛК связывается с ПЧВ по интерфейсу RS-485. Необходимо выставить в параметре NetMode значение Serial, а также задать адрес ПЧВ в пункте ModuleSlaveAddress.  Согласно табл.1.1 – его адрес 1. Остальные параметры можно оставить в том виде, в каком они представлены на рис.7

     

    Рисунок 7 Параметры модуля Universal Modbus device

     

    Теперь необходимо добавить в модуль те переменные (регистры), которые вы планируете опрашивать по сети. В рассматриваемом примере ПЛК с ПЧВ обменивается следующими параметрами:

    • Командное слово;
    • Слово состояния;
    • Слово задания частоты по RS-485;
    • Слово опроса частоты по RS-485;
    • Выходная частота, Гц (16-13);
    • Выходная мощность регулирования, КВт (16-10);
    • Ток двигателя, А(16-14).

    Для добавления регистра нажмите правой кнопкой на Universal Modbus device [VAR], затем в контекстном меню выберите пункт Добавить Подэлемент, а затем Register input module.

     

    Рисунок 8 Добавление входной переменной в формате регистра

     

     

    Для добавления регистров передачи данных с ПЛК на ПЧВ (командное слово и слово задания частоты по RS-485) используйте элемент меню Register output module

    После добавления нужного числа регистров и назначения им имен конфигурация ПЛК примет вид, показанный на рис.9.

    Рисунок 9Конфигурация ПЛК под задачу

     

     

    Для каждого регистра необходимо настроить параметры адресации и функции опроса. Адресация определяется согласно правилам, изложенным в п.2, функции опроса определяются согласно принципам работы по протоколу Modbus[1].

    Настройки параметров модулей Universal Modbus device приведены на рис.10-16.

     

    Рисунок 10 Настройки модуля командного слова

     

     

    Рисунок 11 Настройки модуля слова задания по RS-485

     

     

    Рисунок 12 Настройки модуля слова состояния

     

     

    Рисунок 13 Настройки модуля слова считывания частоты или ОС

     

     

     

    Рисунок 14 Настройки модуля слова считывания регистра 16-13 (частота, Гц)

     

     

    Рисунок 15 Настройки модуля слова считывания регистра 16-10 (Выходная мощность, кВт)

     

     

    Рисунок 16 Настройки модуля слова считывания регистра 16-14 (Ток двигателя, А)

     

     

    После подключения ПЛК к ПЧВ в разделе Конфигурация ПЛК можно наблюдать в режиме реального времени изменение параметров работы ПЧВ[2]. Пример такой работы показан на рис.17.

    Рисунок 17 Кадр работы подключения ПЧВ к ПЛК 150

     

     

     


    [1] Более подробно изложено в РП ПЧВ с.71 и далее.

    [2] Параметры в примере отображены соответственно формату записи в регистры. Так значению переменной freq=504 соответствует частота вращения двигателя 50,4 Гц. Положение десятичной точки в каждом параметре см. в описании переменной в РП ПЧВ.

     

    Удаленный опрос и управление ПЧВ с помощью ПЛК-150 (часть 2)

    Адресация регистров ПЧВ

    Для опроса параметров ПЧВ и изменения их по сети используется следующие простые принципы адресации:

    1. Каждому параметру соответствует регистр (2 регистра) с уникальным адресом
    2. Адрес соответствующего регистра определяется по номеру параметра в ПЧВ по следующей формуле:

    НОМЕР_РЕГИСТРА=НОМЕР_ПАРАМЕТРА*10-1

    Таким образом, например, параметру 1-00 будет соответствовать регистр с номером[1] 100×10-1=999dec=3E7hex.

    Помимо регистров хранящих параметры ПЧВ есть и дополнительные служебные регистры. Во-первых, это командное слово. Оно позволяет главному устройству Modbus управлять несколькими важными функциями ПЧВ:

    • Пуск
    • Останов привода различными способами:

    – Останов выбегом;

    – Быстрый останов;

    – Останов торможением постоянным током;

    – Нормальный останов (замедлением);

    • Возврат в исходное состояние (сброс) после аварийного отключения;
    • Работа с различными предустановленными скоростями;
    • Работа в обратном направлении;
    • Управление встроенным реле ПЧВ.

    Помимо командного слова используется слово задания по интерфейсу RS-485, слово состояния, слово значения обратной связи и регистр индексирования параметров. Их назначение и адресация сведены в табл.1

     

    Таблица 1. Служебные регистры ПЧВ

    Номер регистра(ПЧВ) Номер регистра (Modbus) Назначение
    7 6 Последний код ошибки от интерфейса объекта данных
    9 8 Индекс параметра (например, 3-10)
    50000 49999 Входные данные: регистр командного слова привода (CTW)
    50010 50009 Входные данные: регистр задания по интерфейсу RS-485 (REF)
    50200 50199 Выходные данные: регистр слова состояния привода (STW)
    50210 50209 Выходные данные: регистр основного текущего значения привода (MAV)

     

    Командное слово и слово состояния представляют собой набор значимых битов, к каждому из которых можно использовать отдельное обращение. Структура командного слова и слова состояния приведены в табл.2 и 3.

    Табл.2. Биты командного слова

    Бит

    Логическое состояние бита

    0

    1

    0

    Предустановленное задание, младший бит

    0

    1

    1

    Предустановленное задание, старший бит

    0

    1

    2

    Торможение постоянным током

    Нет торможения постоянным током

    3

    Останов выбегом

    Нет останова выбегом

    4

    Быстрый останов

    Нет быстрого останова

    5

    Фиксация частоты

    Нет фиксации частоты

    6

    Останов с замедлением

    Пуск

    7 Нет сброса

    Сброс

    8

    Работа по заданию

    Фиксированная частота (3-11[2])

    9

    Изменение скорости 1 (согласно 3-4х) Изменение скорости 2 (согласно 3-5х)

    10

    Данные недействительны

    Данные действительны

    11

    Реле 1 выкл.

    Реле 1 вкл.
    12-14

    Не используются

    15 Реверс

    Нет реверса

     

    Табл.3. Биты слова состояния

    Бит Логическое состояние бита

    0

    1

    0

    Управление не готово

    Готовность к управлению

    1

    Привод не готов

    Привод готов

    2

    Останов выбегом

    Нет останова выбегом

    3

    Нет авар. сигналов

    Аварийный сигнал

    4- 6

    Не используются

    7

    Нет предупреждения

    Предупреждение

    8

    Не на задании (например, разгон)

    На задании

    9

    Ручной режим

    Автоматический режим

    10

    Вне частотного диапазона

    В частотном диапазоне

    11

    Остановлен

    Работа

    12

    Не используется

    13 Нет предупреждения о напряжении Предупреждение о напряжении
    14

    Не на пределе по току

    Предел по току

    15 Нет предупреждения о перегреве Предупреждение о перегреве


    [1] Не все параметры ПЧВ могут быть опрошены по сети. Основные настройки задания скорости 3-02, 3-03, 3.41,3-51 и некоторые другие параметры могут быть изменены только с ЛПО.

    [2] Активно только в режиме фиксации частоты

     

    Удаленный опрос и управление ПЧВ с помощью ПЛК-150 (часть 1)

    Показаны основные приемы работы по удаленному управлению ПЧВ с использованием командного слова, а также считывания основных параметров прибора по интерфейсу RS-485 для использования в программе управления или архивации.
    Данное руководство написано для контроллеров с версией прошивки не менее 2-01-8. Если используемый вами ПЛК ОВЕН имеет более раннюю версию, для корректной работы вам необходимо сменить прошивку на 2-01-8.

    Настройки интерфейса связи RS-485 на ОВЕН ПЧВ

    Для определения параметров связи на частотном преобразователе ОВЕН ПЧВ используется группа параметров 8. Основные настройки параметров этой группы, которые должны быть произведены, показаны ниже.

    Общие настройки. Группа параметров для конфигурирования общих настроек связи.
    8-01 0 — 2
    [0] Место управления:
    0 – цифровое управление и командное слово.
    1 – только цифровой: использование цифрового входа в качестве управляющего.
    2 – только командное слово.

    8-02 0; 1
    [1] Источник командного слова:
    0 – нет: функция не активна;
    1 – RS485: источник командного слова управления создается через порт последовательной связи RS485.
    Настройки порта. Параметры для конфигурирования порта ПЧВ
    8-30 0; 2
    [0] Протокол: используемый протокол; изменение протокола не вступает в силу до отключения ПЧВ:
    0 – не используется;
    2 – Modbus.
    8-31 1 – 126;
    [1] Адрес для шины.
    [1 — 126] – диапазон адреса шины ПЧВ;

    8-32 0 – 4 [2] Задает скорость передачи данных порта (бод).
    Значение выбирается из вариантов:
     «0» – 2400;
     «1» – 4800;
    «2» – 9600 (по умолчанию);
     «3» – 19200;
     «4» – 38400.
    8-33 0 – 3 [0] Задает контроль четности данных. Значение выбирается из вариантов:
     «0» – контроль четности отсутствует (по умолчанию);
     «1» – проверка на нечетность;
    «2» – контроль четности отсутствует, 1 стоповый бит;
     «3» – контроль четности отсутствует, 2 стоповых бита.
    8-35 1-500
    [10] Минимальная задержка реакции (миллисекунды): минимальная задержка между получением запроса и передачей ответа.
    8-36 0,010 — 10,00
    [5,0] Максимальная задержка реакции (секунды): максимально допустимая задержка между передачей запроса и получением ответа. Превышение времени этой задержки приводит к таймауту командного слова.

    Использованные в проекте настройки связи выделены в тексте цветом (адрес ПЧВ -1, 9600 б/с, контроль четности отсутствует, 1 стоповый бит). Их нужно придерживаться при создании проекта для ПЛК.