В данной статье приводится общее описание функции управления скоростью и направлением движения электродвигателя при использовании преобразователей частоты YASKAWA вместе с контроллерами VIPA MICRO или SLIO 013C. Пуск, останов и изменение направления вращения двигателя осуществляется дискретными сигналами, задание скорости и ее контроль выполняется при помощи импульсных высокочастотных сигналов.
Контроллеры YASKAWA VIPA MICRO и SLIO 013C со встроенными входами-выходами
Для настроек преобразователей частоты V1000, A1000 и U1000 используется ПО Drive Wizard+, для ПЧ GA700 - Drive Wizard 10.
Для программирования контроллеров можно использовать программные пакеты VIPA SPEED7 Studio с версии 1.7.47475 SP1 и выше, а также ПО Siemens SIMATIC Manager с версии V5.5 SP2 или Siemens TIA Portal V14 дополненные библиотекой VIPA Simple Motion Control Library.
В приведенных далее таблицах показаны параметры ПЧ, которые не соответствуют значениям, установленным на заводе, и определяют способ управления ПЧ и его настройки для применения. Эти параметры должны быть заданы с помощью программного обеспечения Drive Wizard+ или с пульта ПЧ. Также данные параметры должны быть потом согласованы с параметрами функциональных блоков библиотеки Simple Motion Control используемыми в программе ПЛК.
|
№ |
Параметры, которые отличаются от стандартных |
Значение для библиотеки Simple Motion Control |
|
B1-01 |
Источник опорного сигнала |
4: Импульсный вход |
|
B1-02 |
Источник команд управления |
1: Клеммы терминального модуля (дискретные входы) |
|
H1-01 |
Функция клеммы S1 терминального модуля |
0040: Вращение в прямом направлении
|
|
H1-02 |
Функция клеммы S2 терминального модуля |
0041: Вращение в обратном направлении
|
|
H2-01 |
Функция релейного выхода MA/MB-MC |
000E: Неисправность
|
|
H2-02 |
Функция дискретного выхода P1 |
0006
|
|
H6-01 |
Функция импульсного входа |
0: Опорная частота |
|
H6-02 |
Масштабирование для импульсного входа |
20000 Гц
|
|
H6-03 |
Коэффициент передачи для импульсного входа |
100.0%
|
|
H6-04 |
Смещение для импульсного входа |
0.0% |
|
H6-05 |
Время фильтра для импульсного входа |
0.10 сек |
|
H6-06 |
Выбор монитора импульсного сигнала |
102: выходная частота |
|
H6-07 |
Масштабирование монитора импульсного сигнала |
20000 Гц
|
|
C1-01 |
Время разгона 1 |
10.00 сек |
|
C1-02 |
Время торможения 1 |
10.00 сек |
|
C1-10 |
Шаг задания времени разгона/торможения |
0: 0.01 сек
|
|
C1-11 |
Частота переключения времени разгона/торможения |
0.0 сек
|
|
O1-02 |
Выбор параметра, отображаемого после включения питания |
1: Опорная частота
|
|
O1-03 |
Шаг задания и измерения опорной частоты |
2: Минимально 1 единица |
В качестве примера подключения рассмотрим подключение контроллера MICRO к частотнику V1000 (см. руководство). Обозначения разъемов MICRO и 013С идентичны, разница в обозначении клемм ПЧ касается только их выходов.
При подключении используются выходы ПЛК с разъема X2. Для пуска в прямом направлении подключаем S1 ПЧ к входу 2 разъема, для пуска в обратном направлении S2 к входу 1. Для сброса аварии используется S4 ПЧ и вход 3 ПЛК. Для управления скоростью используется выходной канал 0 модуля ЦПУ с функцией импульсного управления и ШИМ (разъем X2, контакт 8). Так же для этих целей можно использовать выходного канала 1 с подключением к контакту 7 разъема X2. Понижение напряжения на импульсном выходе до уровня 12 В= на счетном входе ПЧ обеспечивается использованием резистора с сопротивлением 470 Ом (макс.) и мощность рассеивания 0,6 Вт (мин.). Желательно ограничить длину кабеля в этом случае 20 м.
Схема подключения импульсных и дискретных выходов MICRO к V1000
Обратная связь о состоянии ПЧ реализуется при использовании релейного сигнала ошибки ПЧ и транзисторного 12В выхода готовности (так же необходимо использовать резистор сопротивлением 4,7 кОм, мощность рассеивания 0,25 Вт).
Схема подключения дискретных выходов V1000 к MICRO
Программная реализация управления скоростью, включением и изменением направления вращением базируется на функциональном блоке из библиотеки Simple Motion FB 885 VMC_AxisControlV1000_PWM (Управление осью с помощью импульсного сигнала). С помощью это блока можно управлять преобразователем частоты импульсным сигналом с ШИМ, а также контролировать его состояние. Далее приводится описание параметров FB 885, а так же пояснения о его работе.
Адреса I_P1_Ready и I_MA_Alarm соответствуют адресам входов, подключенным к дискретным выходам преобразователя частоты. Их можно посмотреть в параметрах субмодуля ‘-X25 DI/DIO’ модуля ЦПУ.
Адреса I_S1_ForwardRun, I_S2_ReverseRun и I_S4_AlarmReset соответсвуют адресам выходов, которые подключены к дискретным входам преобразователя частоты. Их можно посмотреть в параметрах субмодуля ‘-X25 DI/DIO’ модуля ЦПУ.
|
Параметр |
IN\OUT |
Тип данных |
Описание |
|
I_ChannelNumberPWM |
IN |
INT |
Номер выходного канала с ШИМ, используемого для управления преобразователем частоты. |
|
I_MA_Alarm |
IN |
BOOL |
Дискретный вход для подключения сигнала – TRUE: Преобразователь частоты обнаружил ошибку. |
|
I_P1_Ready |
IN |
BOOL |
Дискретный вход для подключения сигнала – FALSE: Преобразователь частоты готов. |
|
MaxVelocityDrive |
IN |
REAL |
Максимальная скорость преобразователя частоты [пользовательские единицы]. |
|
AxisEnable |
IN |
BOOL |
Включение / блокировка оси – Этот параметр используется для внутри блочной разблокировки и не влияет на преобразователь частоты. – TRUE: Ось включена. – FALSE: Ось заблокирована. |
|
AxisReset |
IN |
BOOL |
Сброс оси – Фронт 0-1: Выполняется сброс оси. – Состояние сброса, инициированного с помощью AxisReset, не выводится на выходы CmdActive, CmdDone, CmdBusy, CmdAborted, CmdError and CmdErrorID. |
|
StopExecute |
IN |
BOOL |
Останов оси – Фронт 0-1: Запуск останова оси. Примечание. При StopExecute = 1 никакая другая команда не может быть запущена! |
|
MvVelocityExecute |
IN |
BOOL |
Старт движения оси – Фронт 0-1: Ось разгоняется/тормозится до заданной скорости. |
|
JogPositive |
IN |
BOOL |
Толчковый режим (Jog operation) в прямом направлении Движение оси с постоянной скоростью в прямом направлении – Фронт 0-1: Запуск движения оси с постоянной скоростью. – Фронт 1-0: Останов оси. |
|
JogNegative |
IN |
BOOL |
Толчковый режим (Jog operation) в обратном направлении Движение оси с постоянной скоростью в обратном направлении – Фронт 0-1: Запуск движения оси с постоянной скоростью. – Фронт 1-0: Останов оси. |
|
Velocity |
IN |
REAL |
Установка скорости (значение со знаком) в [пользовательские единицы/с]. Примечание: Для JogPositive и JogNegative используется абсолютное значение скорости. |
|
I_S1_ForwardRun |
OUT |
BOOL |
Дискретный выход для управления преобразователем частоты через вход S1 – TRUE: Запуск преобразователя частоты на движение в прямом направлении. |
|
I_S2_ReverseRun |
OUT |
BOOL |
Дискретный выход для управления преобразователем частоты через вход S2 – TRUE: Запуск преобразователя частоты на движение в обратном направлении. |
|
I_S4_AlarmReset |
OUT |
BOOL |
Дискретный выход для управления преобразователем частоты через вход S4 – TRUE: Сброс аварийного сообщения в преобразователе частоты. – FALSE: Сохранение аварийного сообщения в преобразователе частоты. |
|
MinUserVelocity |
OUT |
REAL |
Минимальная скорость (период = 65535 мкс = максимальный период выхода с ШИМ) преобразователя частоты [пользовательские единицы]. |
|
MinUserVelocity |
OUT |
REAL |
Максимальная скорость на максимальной частоте 20 кГц преобразователя частоты [пользовательские единицы]. |
|
AxisReady |
OUT |
BOOL |
Готовность оси – TRUE: Ось готова к включению. – FALSE: Ось не готова к включению. Проверьте и устраните AxisError (см. AxisErrorID). Проверьте и устраните DriveError (см. DriveErrorID). |
|
AxisEnabled |
OUT |
BOOL |
Состояние оси – TRUE: Ось включена и принимает команды управления движением. – FALSE: Ось не включена и не способна принимать команды управления движением. |
|
AxisError |
OUT |
BOOL |
Ошибка оси – TRUE: Возникла ошибка. Дополнительная информация об ошибке может быть взята из параметра AxisErrorID. Ось заблокирована. (S_On = FALSE and AxisEnabled = FALSE). Команда не выполняется. |
|
AxisErrorID |
OUT |
WORD |
Дополнительная информация об ошибке Приложение ‘ErrorID - Дополнительная информация об ошибке’ на стр. 24. |
|
DriveError |
OUT |
BOOL |
Ошибка непосредственно в преобразователе частоты – TRUE: Возникла ошибка. Ось заблокирована. |
|
CmdActive |
OUT |
BYTE |
Команда – 0: отсутствие активной команды – 1: STOP – 2: MvVelocity – 4: JogPos – 5: JogNeg |
|
CmdDone |
OUT |
BOOL |
Статус выполнения – TRUE: Задание выполнено без ошибки. |
|
CmdBusy |
OUT |
BOOL |
Статус занятости – TRUE: Задание выполняется. |
|
CmdAborted |
OUT |
BOOL |
Статус отмены – TRUE: Задание было отменено при выполнении другого задания. Примечание. CmdAborted сбрасывается при запуске Cmd |
|
CmdError |
OUT |
BOOL |
Статус ошибки – TRUE: Возникла ошибка. Ось заблокирована. Дополнительная информация об ошибке может быть взята из параметра CmdErrorID. |
|
CmdErrorID |
OUT |
WORD |
Дополнительная информация об ошибке Приложение ‘ErrorID - Дополнительная информация об ошибке’ на стр. 24. |
Расчёт величины MaxVelocityDrive.
Это значение используется для согласования введенного значения Velocity с параметрами преобразователя частоты.
Где:
fmax, out - максимальная частота (параметр E1-04);
poles - количество полюсов двигателя (параметр E5-04);
n - максимальная скорость преобразователя частоты.
Включение или выключение оси:
Вход AxisEnable используется для включения и выключения оси.
Включение возможно только в том случае, если AxisReady = TRUE, т.е. ось готова к включению.
Как только ось включается, то ее состояние отображается с помощью параметра AxisEnabled.
Если возникает ошибка оси, то ее состояние отображается с помощью параметра AxisError. Для получения дополнительной информации см. параметр AxisErrorID.
Подтверждение ошибки оси:
С помощью параметра AxisReset можно подтвердить ошибку оси.
Информирование о возникновении ошибок осуществляется с помощью DriveError.
Останов оси:
Остановить движение оси можно путем установки StopExecute.
Пока StopExecute установлен, никакие дальнейшие импульсы не генерируются и все команды блокируются.
Режим скорости:
Предпосылки: Ось включена и AxisReady = TRUE.
С помощью MvVelocityExecute можно вращать ось с постоянной скоростью.
Скорость вращения задается с помощью Velocity.
При задании значения 0, ось останавливается, как и при использовании параметра StopExecute.
Направление вращения определяется знаком значения параметра Velocity.
Значение Velocity может быть равно 0 или лежать в диапазоне MinUserVelocity Velocity MaxUserVelocity.
Режим Jog (толчковый режим):
Предпосылки: Ось включена и AxisReady = TRUE.
Переход 0-1 для JogPositive или JogNegative позволяет перевести привод в управление в режиме дотяжки. В этом случае выполняется команда медленного вращения привода в соответствующем направлении.
Скорость вращения задается с помощью Velocity. Знак не имеет значения.
Переход 1-0 для JogPositive или JogNegative, также как и установка StopExecute ось останавливают.
Пример вызова функционального блока FB 885 в задаче OB1 на языке списка инструкций (IL, AWL):
CALL FB "VMC_AxisControlV1000PWM", "VMC_AxisCtrlV1000PWM_885"
I_ChannelNumberPWM :="Ax1_I_ChannelNumberPWM"
I_MA_Alarm :="Ax1_MA_Alarm"
I_P1_Ready :="I_P1_Ready"
MaxVelocityDrive :=1.000000e+002
AxisEnable :="Ax1_AxisEnable"
AxisReset :="Ax1_AxisReset"
StopExecute :="Ax1_StopExecute"
MvVelocityExecute :="Ax1_MvVelExecute"
JogPositive :="Ax1_JogPositive"
JogNegative :="Ax1_JogNegative"
Velocity :="Ax1_Velocity"
I_S1_ForwardRun :="Ax1_S1_ForwardRun"
I_S2_ReverseRun :="Ax1_S2_ReverseRun"
I_S4_AlarmReset :="Ax1_S4_AlarmReset"
MinUserVelocity :="Ax1_MinUserVelocity"
MaxUserVelocity :="Ax1_MaxUserVelocity"
AxisReady :="Ax1_AxisReady"
AxisEnabled :="Ax1_AxisEnabled"
AxisError :="Ax1_AxisError"
AxisErrorID :="Ax1_AxisErrorID"
DriveError :="Ax1_DriveError"
CmdActive :="Ax1_CmdActive"
CmdDone :="Ax1_CmdDone"
CmdBusy :="Ax1_CmdBusy"
CmdAborted :="Ax1_CmdAborted"
CmdError :="Ax1_CmdError"
CmdErrorID :="Ax1_CmdErrorID"
Надеемся данный пример управления ПЧ от контроллера с импульсным выходом окажется полезным в Ваших применениях.
