Wszystkie falowniki Delta Electronics posiadają wbudowany port komunikacyjny Modbus. W niniejszym artykule przedstawiono sposób okablowania i konfigurację komunikacji Modbus na przykładzie falownika serii C2000.

Falownik C2000 posiada jeden port komunikacyjny Modbus. Z tego portu wyprowadzono trzy porty fizyczne Modbus RS-485. Dzięki temu wygodniej można podpiąć falownik szeregowo do magistrali Modbus. Złącza Modbus są opisane SG+, SG-, SGND.

Pierwszy port ma postać złącz śrubowych. Na rys. poniżej złącza Modbus znajdują się na dole, po prawej stronie.

Dwa kolejne porty Modbus są portami RJ-45. Do komunikacji są wykorzystywane piny 4 (SG-), 5 (SG+). Piny 3 i 6 należy podłączyć do SGND. Porty Modbus znajdują się na prawo od złącz śrubowych opisanych powyżej.

Uwaga!

Podczas podłączania kabli do złącz RJ-45 należy pamiętać, że część falowników ma zabudowane porty komunikacyjne CANOpen. Podłączenie sieci Modbus do portu CANOpen nie pozwoli na nawiązanie komunikacji. Na zdjęciu poniżej zaznaczono porty CANOpen i Modbus.

Parametry komunikacji Modbus są ustawiane w grupie 9 parametrów. W poniższej tabeli przedstawiono podstawowe parametry.

Z powyższej tabeli wynika, że parametr 09-00 jest adresem falownika, natomiast adres wbudowanego PLC można ustawić w parametrze 09-35. Należy pamiętać, że adresy wszystkich urządzeń w sieci Modbus muszą być unikalne.

Przykład 1. Ustawienie protokołu Modbus ASCII 7, N, 2 i prędkości transmisji 9600 bps wymaga ustawienia parametrów:

• 09-01 = 9.6
• 09-04 = 1

Przykład 2. Aby falownik po 3 sekundach od utraty komunikacji hamował wybiegiem i zgłaszał alarm należy ustawić parametry:

• 09-02 = 3
• 09-03 = 3.0

Wszystkie parametry falownika są dostępne dla protokołu Modbus. Adres Modbus parametru składa się z numeru grupy i numeru parametru. Adres w zapisie heksadecymalnym ma postać:

GGnn, gdzie GG – numer grupy, nn – numer parametru

Przykłady:

• Parametr 04-01 ma adres 0x0401,
• Parametr 10-23 ma adres 0x0A17.

W poniższej tabeli przedstawiono słowa sterujące i statusy pracy, które również są dostępne poprzez Modbus.

Aby sterować pracą falownika przez komunikację Modbus, należy ustawić następujące parametry:

• 00-20 = 1 zadawanie częstotliwości w trybie AUTO przez RS-485,
• 00-21 = 2 sterowanie pracą w trybie AUTO przez RS-485.

Słowa sterujące

W poniższej tabeli podano wszystkie słowa sterujące

W poniższej tabeli przedstawiono podstawowe słowa statusu. Opis pozostałych znajduje się w instrukcji.

Opublikowano: 9 stycznia 2018

Artykuł zawiera konfigurację połączenia pomiędzy falownikiem C2000+ posiadającym kartę komunikacyjną CMC-PN01, a sterownikiem Siemens S7-1200 po Profinecie. Do sterowania falownikiem wykorzystane zostały adresy Modbus z grupy 60xxH. Omówione zostało sterowanie w trybie prędkościowym, momentowym i pozycyjnym.

Software:
TIAPortal V17.1

MS300 v2.01

CMC-PN01 v9.03

W poniższej instrukcji przedstawiona została komunikacja z wykorzystaniem adresów 60xxH falownika. Aby aktywować metodę dekodowana odpowiednią dla adresów 60xxH należy wpisać do parametru 09-30 wartość „1”.

Następnie należy ustawić parametry:

00-20 na wartość 8 – źródło częstotliwości zadanej z karty komunikacyjnej

00-21 na wartość 5 – źródło komendy RUN z karty komunikacyjnej

09-60 – ten parametr powinien wskazywać wartość 12 jeżeli karta została podłączona prawidłowo

2.1 Tworzymy nowy projekt w TIA portal oraz dodajemy sterownik CPU.

2.2 Następnie do naszego projektu należy dodać plik konfiguracyjny GSD do naszej karty. Plik dostępny jest do pobrania ze strony producenta.

2.3 W ustawieniach sterownika przydzielamy mu statyczny adres IP oraz udzielamy dostępu do opcji PUT/GET wymiany danych.

2.4 Kolejnym krokiem jest dodanie karty do sieci Profinet. Aby to zrobić należy przejść do widoku Network view, a następnie wybrać kartę w oknie Hardware catalog i przeciągnąć do okna z widokiem sieci.

Następnie należy utworzyć połączenie Profinet „przeciągając” linię pomiędzy portami urządzeń.

2.5 Aby nadać adres IP karty (w tej samej podsieci co sterownik S7-1200) należy kliknąć jeden raz na nią w widoku sieci. W zakładce General>PROFINET interface>Ethernet adresses znajdują się ustawienia portu Ethernet.

2.6 Mapowanie adresów karty Profinet na sterownik S7-1200.

W tym celu należy dwukrotnie kliknąć na symbol karty w widoku sieci. W zakładce Device overview należy klinkąć na pozycje IN/OUT_1. W zakładce General > I/O addresses można przypisać adresy sterownika, które biorą udział w wymianie danych.

Pierwsze 20 word’ów sterownika, zarówno Input jak i Output, jest zarezerwowane do odczytu i zapisu konkretnych rejestrów falownika. W przypadku komunikacji przy uzyciu rejestrów 60xxH i przykładowej konfiguracji zaprezentowana powyżej mapa rejestrów wygląda następująco:

%QW256 = 6000h                      %IW256 = 6100h

%QW258 = 6001h                      %IW258 = 6101h

⁞              ⁞                                 ⁞              ⁞

%QW268 = 6006h                      %IW268 = 6106h

Tabela adresów Modbus z grupy 60xxH:

Tabela adresów Modbus z grupy 61xxH:

2.7 W celu podglądu zmiennych tworzymy nowe okno w Watch and force tables:

Przykład poprawnie wykonanej konfiguracji karty i falownika:

2.8 Konfigurację należy wgrać wraz z programem do sterownika.

3.1 Tryb prędkościowy

W celu uruchomienia falownika w trybie prędkościowym należy:

– ustawić parametr 00-10 – na 0 (tu wybieramy tryb sterowania, możemy również zrobić to po komunikacji wpisując 0 do adresu 6001h)

– wprowadzić parametry silnika:

– 01-00 – maksymalna częstotliwość zadana

– 01-01 – częstotliwość znamionowa silnika

– 01-02 – napięcie znamionowe silnika

Następnie w celu wyzwolenia przejazdu w trybie prędkościowym:

– do rejestru 6002h wpisujemy zadaną częstotliwość (np. wartość 5000 odpowiada 50,00Hz)

– aby wywołać komendę RUN do rejestru 6000h wpisujemy 129

3.2 Tryb momentowy

W celu uruchomienia falownika w trybie momentowym konieczne jest wybranie sterowania wektorowego oraz przeprowadzenie autotuningu silnika. W tym celu należy:

3.2.1 Wprowadzić parametry silnika

01-00 – maksymalna częstotliwość zadana

01-01– częstotliwość znamionowa silnika

01-02– napięcie znamionowe silnika

Dla silników IM:

05-01 – prąd znamionowy silnika

05-02 – moc znamionowa silnika

05-03 – znamionowa prędkość obrotowa silnika

05-04 – ilość biegunów silnika (uwaga: ilość biegunów, a nie par biegunów)

Dla silników PM:

05-33 – wybór rodzaju silnika (0-silnik IM, 1-silnik PM, 2 – silnik IPM)

05-34 – prąd znamionowy silnika

05-35 – moc znamionowa silnika

05-36 – znamionowa prędkość obrotowa

05-37 – ilość pól biegunów

05-38 – inercja silnika

3.2.2 Wybranie trybu autotuningu

Za tryb autotuningu odpowiada parametr 05-00:

05-00 = 1 – Autotuning dynamiczny dla silników IM. Silnik zakręci się w trakcie tuningu. Przed testem należy upewnić się, że silnik nie jest podłączony do żadnego obciążenia.

05-00 = 2 – Autotuning statyczny dla silników IM. Silnik nie zakręci się w trakcie tuningu. Silnik może być podłączony do obciążenia. Użytkownik powinien ustawić wartość prądu silnika bez obciążenia – parametr 05-05.

05-00 = 5 – Autotuning dynamiczny dla silników PM

05–00 = 13 – Autotuning statyczny dla silników PM

3.2.3 Po ustawieniu parametru 05-00 możemy załączyć autotuning naciskając przycisk RUN.

Jeżeli autotuning zakończy się poprawnie, to należy sprawdzić czy pojawiły się wartości w parametrach 05-05…05-09 dla silników IM lub w parametrach 05-39…05-43 dla silników IM.

3.2.4 Ustawienie parametrów enkodera

Po wykonaniu autotuningu możemy przejść do konfiguracji enkodera. W falownikach serii C2000+ koniecznie jest dołożenie dodatkowej karty rozszerzeń, aby można było podłączyć enkoder

10-00 – typ enkodera

10-01 – liczba impulsów na obrót

10-02 – tryb pracy enkodera

Kolejnym krokiem będzie ustawienie trybu momentowego na falowniku. W tym celu należy:

– 00-10 – na 2 (tu wybieramy tryb sterowania, możemy również zrobić to po komunikacji wpisując 2 do adresu 6001h)

– 00-11 – tryb pracy w zależności od silnika (4 – tryb wektorowy dla silnika PM z enkoderem, 3 – tryb wektorowy dla silnika IM z enkoderem, 5 – tryb wektorowy bezczujnikowy dla silnika IM)

– 00-13 – wybór trybu momentowego (0 – dla silnika IM + enkoder, 1 – dla silnika PM + enkoder, 2 – dla silnika IM bezczujnikowego)

– 11-33 – na 5 (źródło momentu zadanego – karta komunikacyjna Profinet)

– 11-34 – do tego parametru będziemy wysyłać wartość momentu zadanego

– 11-36 – na 2 (ograniczenie prędkości z komendy częstotliwości, którą będziemy ustawiać komunikacyjnie po Profinet)

Następnie w celu wyzwolenia przejazdu w trybie momentowym:

– do rejestru 6002h wpisujemy wartość ograniczenia prędkości w trybie momentowym (np. wartość 5000 odpowiada 50,00 Hz)

– do rejestru 6006h wpisujemy wartość momentu zadanego (np. wpisana wartość 100 odpowiada 10.0% wartości momentu nominalnego)

– aby wywołać komendę RUN do rejestru 6000h wpisujemy 128

3.3 Tryb pozycyjny

W celu uruchomienia trybu pozycyjnego na falowniku C2000+ konieczne będzie podobnie jak w przypadku trybu momentowego wybranie sterowania wektorowego oraz przeprowadzenie autotuningu silnika i ustawienie parametrów enkodera. W tym celu należy powtórzyć punkty 1-4 z rozdziału 3.2.

Po wykonaniu autotuningu oraz ustawieniu parametrów enkodera należy przejść do ustawień trybu pozycyjnego na falowniku:

– 00-10 na 1 (tu wybieramy tryb sterowania, możemy również zrobić to po komunikacji wpisując 2 do adresu 6001h)

– 00-11 tryb pracy w zależności od silnika (3- tryb wektorowy dla silnika PM z enkoderem,    3 – tryb wektorowy dla silnika IM z enkoderem)

– 00-12 – wybór trybu pozycyjnego (0 – przejazd inkrementalny, 1 – przejazd absolutny)

– 11-40 – na 5 (źródło komendy pozycji – karta komunikacyjna Profinet)

– 11-43 – maksymalna częstotliwość zadana w trybie pozycyjnym

– 11-44 – rampa przyspieszania w trybie pozycyjnym

– 11-45 – rampa hamowania w trybie pozycyjnym

– 11-68 – wybór metody homingu

– 11-70 i 11-71 – prędkości homingu, pierwsza definiuje przejazd do czujnika bądź krańcówki, druga dotyczy ruchu po wykryciu zbocza czujnika bądź krańcówki

– 11-72 – czas przyspieszenia/hamowania dla homingu

W celu wyzwolenia przejazdu w trybie pozycyjnym:

– do rejestrów 6004h i 6005h należy wpisać pozycję zadaną  wyrażoną 32-bitowo

– aby wywołać komendę RUN do rejestru 6000h wpisujemy 129

Wykonanie procedury homingu:

Aby wykonać homing, należy ustawić parametry wymienione i opisane wcześniej, czyli:    11-68, 11-70, 11-71, 11-72.

W dalszej kolejności należy przypisać czujnik bazowania, bądź też krańcówki do wybranych wejść cyfrowych falownika.

Następnie należy:

– do rejestru 6001h wpisać 3 (ustawienie trybu homingu)

– wyzwolić homing wpisując do rejestru 6000h wartość 129

W zależności od wybranej funkcji homingu w parametrze 11-68 napęd wykona bazowanie. Po poprawnym wykonaniu procedury homingu pozycja aktualna na falowniku powinna wynosić 0.

Opublikowano: 22 października 2024