Как подключить частотник к компьютеру
Обновлено: 04.07.2024
Существует несколько способов управления частотным преобразователем. В процессе работы ПЧ происходит оперативный контроль следующих функций:
Пуск – Останов (Старт – Стоп). Управление началом вращения и торможением подключенного двигателя.
Установка скорости. Настройка рабочей скорости привода.
Аварийный останов. Аварийное снятие силового питания, сигнал разрешения работы.
Эти изменения в работе ПЧ производятся путем подачи сигналов с внешних устройств либо с панели управления. Остальными параметрами можно управлять исключительно с панели управления, причем некоторые из них активны только при выключенном двигателе.
Способы управления могут быть следующими:
- управление с помощью клавиатуры (панели управления) частотного преобразователя
- управление с помощью пульта ДУ
- аналоговый вход (изменение текущей скорости вращения двигателя)
- дискретные входы (изменение различных состояний и параметров преобразователя)
- последовательный интерфейс RS-485 либо его аналог
Рассмотрим управление преобразователем на примере ПЧ Prostar PR6000.
Управление с помощью пульта ДУ
В отличие от панели управления пульт может иметь кабель длиной до 500 м, по которому передаются сигналы последовательного интерфейса.
Пульт управления имеет клавиши RUN (Пуск), STOP/RESET (Стоп/Сброс), JOG (работа в импульсном или толчковом режиме). Также можно сбрасывать ошибки, менять значение частоты и направление вращения двигателя, изменять прочие параметры.
Управление через аналоговый вход
В преобразователе частоты PR6000 имеется два аналоговых входа – AI1 и AI2. Это выгодно отличает его от других моделей с одним аналоговым входом.
Управление через дискретные входы
У преобразователя PR6000 имеется 8 дискретных (цифровых) входов: FWD (вперед/стоп), REW (назад/стоп) и 6 входов DI1…DI6.
Дискретные входы DI1…DI6 являются многофункциональными, они программируются на разные функции, которые запускаются при активации соответствующего входа.
Управление через последовательный интерфейс
При работе через интерфейс RS-485 преобразователь частоты управляется контроллером либо персональным компьютером через специальный адаптер-преобразователь RS-485/RS-232.
Через этот интерфейс преобразователь может не только принимать команды на изменения параметров и состояния, но и выдавать информацию о своем текущем состоянии на другие устройства. Также по интерфейсу RS-485 может поддерживаться связь с другими преобразователями.
Далее поговорим о способах оперативного управления режимами ПЧ.
Старт/Стоп двигателя
Запуск и останов двигателя может производиться следующими способами.
- С панели управления преобразователя частоты. Для этого используются кнопки RUN, STOP/RESET. Если нужен кратковременный запуск, используется кнопка JOG.
- Подачей сигнала на дискретные входы FWD, REW при двухпроводном управлении. Для трехпроводного управления нужно задействовать один из дискретных входов DI1…DI6 и запрограммировать его соответствующим образом. Режим выбирается параметром Р077. Любой из этих входов можно также использовать для импульсного запуска (команда JOG). При двухпроводном управлении для работы двигателя необходим постоянный сигнал на соответствующих входах. При трехпроводном достаточно кратковременного сигнала.
- Через последовательный интерфейс командами с контроллера. Выбор источника команды Старт/Стоп в ПЧ Prostar PR6000 производится в параметре Р006.
Двухпроводное управление пуском/остановом
Трехпроводное управление пуском/остановом
Управление частотой
ПЧ может управлять скоростью несколькими способами в зависимости от конкретного оборудования.
- Управление скоростью при помощи переменного резистора, установленного на клавиатуре (панели управления) ПЧ.
- Дискретное изменение при помощи клавиш панели управления Вверх/Вниз.
- Дискретное изменение при помощи контактов (любых двух), подключенных ко входам DI1…DI6. При активации соответствующего дискретного входа происходит уменьшение либо увеличение скорости в заданных пределах с заданным шагом.
Примечание. В вариантах 2 и 3 при включении питания двигатель запускается на частоту, установленную в параметре Р005. В процессе работы частоту можно оперативно изменять. Если измененное значение частоты необходимо запомнить, используется параметр Р155. - Задание скорости при помощи аналоговых сигналов напряжения или тока, поступающих на входы AI1, AI2. Аналоговые сигналы могут комбинироваться в разных вариантах.
- Задание в соответствии с частотой импульсов на входе DI6.
- Через интерфейс RS-485 от контроллера. Выбор канала управления частотой осуществляется параметром Р004. Верхняя и нижняя рабочие частоты устанавливаются в параметрах Р009 и Р010. Скорость работы двигателя в импульсном (толчковом) режиме JOG задается параметром Р052.
Аварийный останов ПЧ
Кроме штатного останова функцией Стоп с заданным замедлением используются два способа экстренного останова двигателя и отключения ПЧ.
На компорт вешается преобразователь RS232-RS485, пишется софт ( на дельфях писали ) - и вперед и с песней. Максимум, который был - 12 частотников на один комп. При двух компортах.Но это от бедности. Бо тогда у контрольных техниксов практически никаких сетевых модулей не было.
Как только появился нормальный прфибас - переползли на него.
Профибас чем нормален? Помоему недружелюбный закрытый протокол от сименса, чтобы клинеты от них никуда не убегали RS485, modbus да, как вы сами пишите взяли дельфи и за 15 минут написали программу работы с частотником, аналогично делаем для ПЛК на с++, если есть RS на борту устройства им можно управлять. Байтики в запрос, байты в ответ и все. С профибасом, can, lon такое прокатит? Помоему нет.
А на завтра Вас трамваем переехало и остался бедный заказчик с кучей самописного софта в котором уже никто никогда не разберется. Тут уж остается два варианта: искать очередного Кулибина или менять оборудование на "более стандартное."
Куча самописного софта это крайний случай, как и сидеть на сименсе У нас нечто среднее, программы нижнего уровня самописные, на ПЛК крутятся, верхний уровень стандартная скада. Хоть программист и ушел, но образы и исходники остались, перепрошить новый контроллер проблемы не составляет. Но у нас не управление атомным реактором, а теплоснабжение, даже если программа заглючит просто несколько часов будет мерзнуть здание.
От RS485 как основного протокола передачи данных кстати тоже ушли, сейчас восновном во всех тепловых узлах порт локальной сети 100мб, данные передаются по Modbus TCP.
Программное обеспечение для двух типов низковольтных преобразователей частоты Danfoss Drives отличается по своей структуре при общем предназначении. Для VLT создано единое средство по настройке всех серий преобразователей частоты – MCT10. Для семейств VACON – это отдельные пакеты прикладных программ и софта по настройке. Рассмотрим некоторые различия и возможности программных продуктов, а также способы подключения частотных преобразователей к компьютеру.
Общая программа для VLT
Программное обеспечение (ПО) MCT 10 представляет собой универсальное средство для подготовки к эксплуатации преобразователей частоты семейства VLT . Для установки на компьютер необходима операционная система Windows (в версии 5.0 уже не поддерживается версия Windows XP).
МСТ 10 облегчает процесс настроек встроенных приложений и позволяет обновлять значения, контролировать исполнение, эффективно управлять преобразователями частоты и проводить диагностирование для технического обслуживания. Под одной оболочкой в структурированном порядке собраны настройки всех возможных параметров, определяющих функциональность каждой модели VLT в разных применениях. Для использования прикладных приложений и инструментов достаточно выбрать требуемое устройство и отметить необходимые в конкретном проекте функции.
От базовой версии к расширенной
Программное обеспечение имеет две версии.
Стандартная MCT 10 Basic общедоступна на официальном вебсайте. Она поддерживает четыре преобразователя частоты в проекте. ПО позволяет работать с встроенным логическим контроллером привода, функцией мастера преобразования VLT 5000 в FC 302, опцией контроллера MCO305. MCT10 поддерживает работу с такими интерфейсами, как COMx, USB, RS-232. Для данной версии доступно использование двух каналов для анализа параметров в режиме осциллографа.
Для получения MCT 10 версии Advanced необходимо оформить отдельный запрос (код заказа 130В1000). Расширенная версия поддерживает практически неограниченное количество устройств в проекте и предполагает интегрирование преобразователей частоты в сложные технологические процессы.
В дополнение к возможностям базовой версии в ней предусмотрена одновременная работа с несколькими устройствами Danfoss Drives по протоколу Profibus DP-V1. Можно использовать интерфейс Ethernet-TSC. Программное средство поддерживает восемь каналов для анализа параметров в режиме осциллографа, а также четыре канала для анализа параметров в реальном времени в режиме осциллографа (только для серий FC 102, FC 202, FC 302). Мастер преобразования FC в FC включает в себя импорт настроек VLT 5000 в FC 302. Также доступны база данных электродвигателей, работа с расширенным каскадным контроллером, файловая система преобразователя частоты и программирование индикации аварийных сигналов.
Возможности МТС 10
Основное достоинство – простая и быстрая настройка. Выбираешь модель устройства и далее следуешь по предложенной схеме для настроек параметров. Такая поддержка удобна при первичной установке, а также при замене устройства и резервном копировании.
Программный продукт предполагает работу как в автономном режиме, так и с преобразователями частоты, активными фильтрами и устройствами плавного пуска, соединенными с компьютером. При подключенном устройстве возможно контролировать и изменять значения, как и при использовании панели управления преобразователя частоты. Все данные сохраняются в выбранном устройстве. При работе с проектом введенные параметры окажутся на жестком диске, которые будут активированы при подключении.
В руководстве по использованию МСТ 10 два десятка разделов – от установки до диагностика неисправностей. Описаны работа с параметрами и настройка обмена данными, коммуникационные интерфейсы. Например, наличие протокола Profibus DP-V1 позволяет читать и записывать параметры непосредственно в оборудование без создания дополнительной обменной сети.
Подробно рассмотрены настройки прикладных функций преобразователей частоты и осциллографа. Изложен алгоритм программной настройки контроллеров, что делать с файлами свободно программируемого контроллера движения SyncPos, как считывать аварийные сигналы и предупреждения.
Обновление программы
При появлении новых опций программисты Danfoss Drives выпускают очередную версию МСT 10. В частности, версия 4.0 получила ряд дополнительных инструментов. Например, мотор-плагин упрощает ввод в эксплуатацию электродвигателя в автономном режиме. В нем зашиты четыре набора параметров на разные типы электроприводов – синхронные и асинхронные, такие как мощность, напряжение, частота, сила тока и другие характеристики. Новинка дает быструю подсказку, подходит ли выбранный преобразователь частоты к существующему двигателю.
Удобный интерфейс получил статус-плагин, который работает в режиме онлайн. На верхней панели экрана отображены семь вкладок, чтобы точно оценивать статус ошибок и вести журнал технического обслуживания. После настроек на экране частотного преобразователя появится значок «гаечный ключ».
Клиентский сервис для OEM-партнеров
В рамках МСТ 10 специально для OEM-партнеров разработан ориентированный на клиентов инструментарий VLT Software Customizer, в котором заложены настройки на создание оригинального загрузочного экрана, индивидуальных помощника ввода в эксплуатацию и параметров инициализации.
VLT Customizer позволяет подготовить «Мастер настройки» практически для любого применения: ограничение – только список имеющихся параметров в полях настроек. С помощью нововведения у конечного потребителя не возникнет проблем с вводом оборудования в эксплуатацию.
Подключение к компьютеру
Связь и обмен данными между компьютером и преобразователем частоты можно установить несколькими способами. Самое простое – через обычный порт USB, правда, данный порт есть не у всех серий преобразователей частоты VLT . При этом важно учитывать, что USB – это интерфейс последовательной связи, в котором используются четыре экранированных провода, клемма 4 «земля» соединена с экраном порта USB в ПК. При подключении ПК к преобразователю частоты с помощью кабеля USB есть потенциальный риск выхода из строя хост-контроллера USB персонального компьютера. Все стандартные ПК изготавливаются без гальванической изоляции порта USB. Рекомендуется использовать развязывающее устройство USB с гальванической изоляцией, чтобы защитить хост-контроллер USB компьютера от возможной разности потенциалов систем заземления, когда ПК подключается к преобразователю частоты через кабель USB.
Все преобразователи частоты VLT имеют встроенный интерфейс RS-485. Таким образом, их подключение к компьютеру можно также осуществить при помощи специальных преобразователей интерфейсов – RS-232/RS-485 или USB/RS-485. Обычно данные преобразователи, например Advantech ADAM, уже имеют гальваническую развязку, позволяя безопасно подключать компьютер. При этом не рекомендуется использовать зарядное устройство для ноутбука при работе с преобразователями частоты. Подключение частотного преобразователя с помощью MCT 10 автоматически добавит устройство в список на шине.
Его называют инвертор, частотный регулятор или просто «частотник». Зачем же нужен этот черный ящик и как его настроить? Попробуем разобраться на примере Inovance MD310.
Преобразователь частоты — это силовой электронный блок, который является посредником между системой управления и электродвигателем. Он обеспечивает питание для двигателя, защищает его и задаёт необходимый режим работы — разгон, торможение или постоянное изменение скорости.
Для примера возьмем шлифовальный станок, который часто можно встретить в промышленном цеху или в столярной мастерской. Для качественной работы станка движение должно осуществляться в двух направлениях, скорость вращения ленты — меняться плавно, а аварийная кнопка мгновенно отключать питание. Без преобразователя частоты тут точно не обойтись.
Рис.1 Внешний вид шлифовального станка.
Подключение силовых цепей
Все провода, подключаемые к частотному преобразователю, можно разделить на 2 группы: силовые и контрольные. Рассмотрим подключение силовых.
Три провода сетевого питания 380 В, 50 Гц — клеммы R, S, T + провод заземления PE. Нейтраль частотному преобразователю не нужна. Даже если она у вас есть, подключать не нужно. А вот провода питания можно подключать в любом порядке. При необходимости чередование фаз можно изменить в программе частотника.
Три провода питания двигателя — клеммы U, V, W + провод заземления PE. На выходе напряжение может меняться от 0 до 380 В, а частота от 0 до 500 Гц. В этом и кроется смысл работы частотного преобразователя — он позволяет изменять скорость двигателя от нуля до номинального значения и даже выше, если это позволяет механика.
Рис.2 Подключение силовых цепей
Подключение цепей управления
С контрольными проводами всё несколько сложнее. Тут нужно хорошо подумать, прежде чем подключать. На выбор целая россыпь дискретных и аналоговых входов и выходов. В документации производители чаще всего публикуют стандартную схему подключения с заводскими настройками, но для каждого механизма на деле нужна своя схема и индивидуальные настройки.
Рис.3 Подключение цепей управления
К дискретным входам DI подключаются сигналы, которые могут принимать одно из двух состояний — «вкл» и «выкл» или логический 0 и 1. В нашей схеме это кнопки «Пуск», «Стоп», переключатель направления и аварийный «грибок». Мы будем использовать кнопки без фиксации, которые уже установлены на станке.
К аналоговым входам AI подключаются сигналы с непрерывно меняющейся величиной тока 4. 20 мА или напряжения 0. 10 В. Это могут быть датчики, сигналы от контроллера или другого внешнего устройства. В нашем случае — это ручка потенциометра, которая обеспечивает плавную регулировку скорости.
Потенциометр или переменный резистор — это регулируемый делитель напряжения с тремя контактами.
Рис.4 Внешний вид потенциометра
На два крайних неподвижных контакта подаётся постоянное напряжение 10 В от частотного преобразователя, а средний подвижный контакт служит для снятия текущей величины напряжения, которая зависит от положения ручки. Если ручка повернута наполовину, значит и напряжение будет только половинное = 5 В. Преобразователь пересчитает напряжение в задание скорости и разгонит двигатель.
Рис.5 Подключение потенциометра
Любой потенциометр не подойдёт, необходим с сопротивлением от 2 до 5 кОм, чтобы аналоговый вход стабильно работал. А ещё он должен быть с удобной ручкой, ведь крутить его придётся постоянно. Мощность может быть любой, даже 0,125 Вт достаточно. Идеально подойдёт XB5AD912R4K7 с сопротивлением 4,7 кОм.
На дискретные — DO и аналоговые выходы AO преобразователь выдает информацию о своем текущем состоянии, скорости или токе двигателя, достижении заданных значений или выходе за их пределы. В нашем случае выходы не используются, поэтому подключать нечего.
Настройка
Недостаточно просто подключить все провода к частотнику, его ещё нужно правильно настроить, чтобы механизм работал стабильно и долго. Для этого в частотном преобразователе несколько сотен параметров. Конечно, все настраивать не придётся, но вот основные — обязательно.
Настройка осуществляется с помощью клавиш на встроенной панели управления. С ними всё предельно просто.
Кнопка PRG отвечает за вход и выход из режима программирования. Кнопки вверх, вниз и вбок осуществляют навигацию внутри меню, а кнопка Enter — подтверждает выбор параметра или его значения.
MF.K — это дополнительная функциональная кнопка, которую можно настроить на необходимое действие, например переключение между местным и дистанционным управлением или смену направления вращения.
Зеленая и красная кнопки — это Пуск и Стоп, если управление осуществляется с панели.
Если запутались, не беда. Нужно несколько раз нажать на кнопку PRG, чтобы вернуться к исходному состоянию.
Рис.6 Внешний вид панели управления
А теперь к параметрированию
Во-первых, необходимо дать понять частотному преобразователю, какой двигатель к нему подключен. Для этого в параметры с F1-01 по F1-05 запишем значения с шильдика двигателя:
F1-01 = 1,5 кВт — номинальная мощность двигателя
F1-02 = 380 В — номинальное напряжение двигателя
F1-03 = 3,75 А — номинальный ток двигателя
F1-04 = 50 Гц — номинальная частота двигателя
F1-05 = 1400 об/мин — номинальная скорость двигателя
Рис.7 Шильдик двигателя
Теперь, когда основные данные о двигателе есть, нужно провести автонастройку. Этот процесс нужен, чтобы частотный преобразователь ещё лучше адаптировался к работе с конкретным двигателем: вычислил сопротивление и индуктивность обмоток. Так управление будет точнее, а экономия энергии — больше.
Для запуска процедуры устанавливаем F1-37 = 1 — статическая автонастройка и нажимаем кнопку «Run» на панели управления. Через пару минут дисплей переходит в исходное состояние и частотник готов к работе.
Далее переведём управление на внешние кнопки и настроим его
В нашем случае подойдёт трёхпроводное управление, где кнопка «Стоп» осуществляет разрешение на работу, кнопка «Старт» — запуск станка, а переключатель выбирает направление вращения.
Рис.8 Схема трёхпроводного управления
Настроим эти параметры:
F0-02 = 1 — управление через клеммы управления
F0-03 = 2 — задание частоты с AI1 (потенциометр)
F4-00 = 1 — пуск
F4-01 = 2 — выбор направления движения
F4-02 = 3 — разрешение работы
F4-03 = 47 — аварийный останов
F4-11 = 3 — режим трёхпроводного управления
Теперь станок начинает оживать, реагирует на нажатие кнопок и вращение ручки скорости. Остаётся настроить время разгона, торможения и проверить на практике удобство использования. Наш частотный преобразователь настроен и готов к использованию!
Защита и безопасность
Преобразователь частоты — умное устройство. После настройки в работу включаются все защитные функции, которые в случае аварии сберегут и сам частотник, и двигатель, и механизм.
Например, при заклинивании: преобразователь вычислит, что ток двигателя намного выше номинального, который мы установили в параметре F1-03 ранее, выдаст ошибку «Перегрузка двигателя» и отключится. Двигатель не перегреется и не сгорит, а механика останется целой.
А если возникла угроза здоровью оператора или поломки оборудования — спасет аварийная кнопка «грибок». При её нажатии преобразователь в мгновение остановит станок и отключит питание. Никто не пострадает!
Вместо заключения
Настройка частотного преобразователя — процесс увлекательный. Порой преобразователь берёт на себя не только управление двигателем, но и целой системой и может заменить даже простой контроллер. К частотнику можно подключать датчики, лампы индикации, реле и даже контакторы. Применение преобразователю можно найти везде: от насосов и конвейеров до сложных станков, подъёмников и лифтов. Главное внимательно изучать документацию и делать всё по порядку, тогда всё обязательно получится.
Читайте также: