Управление ПЧ YASKAWA контроллерами VIPA MICRO или SLIO 013C с использованием импульсных и дискретных входов-выходов.

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.

YASKAWA VIPA Controls контроллер MICRO с модулями расширенияYASKAWA VIPA Controls компактный контроллер SLIO 013CКонтроллеры YASKAWA VIPA MICRO и SLIO 013C со встроенными входами-выходами

Общие требования к ПО.

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.

Установка параметров преобразователя частоты.

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

Подключение входов-выходов ПЧ и ПЛК.

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.

YASKAWA ПЧ V1000 и ПЛК VIPA MICRO схема подключения для импульсного управления скоростью

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).

YASKAWA

Схема подключения дискретных выходов V1000 к MICRO

Программирование контроллера.

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.

Расчет параметра MaxVelocityDrive для фукционального блока YASKAWA VIPA FB 885 - VMC_AxisControl

Где:

fmax, out - максимальная частота (параметр E1-04);

poles - количество полюсов двигателя (параметр E5-04);

n - максимальная скорость преобразователя частоты.

Замечания по работе FB 885 - VMC_AxisControl.

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 программы.

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.