Bevezető


Az alábbi írás a Danfoss VLT5000 frekvenciaváltó profibuszos vezérléséről szóló leírás egy részlete. A részlet nélkülöz mindenféle bevezetőt, ezért megértéséhez szükséges, hogy az olvasó rendelkezzen a Danfoss VLT frekvenciaváltókkal kapcsolatos alapismeretekkel. Ennek hiányában javaslom a magyar nyelvű VLT5000 gépkönyv letöltését (ami kellően részletes és érthető).

Amikor a motor nem indul

Gyakori probléma egy új rendszer beüzemelésekor, vagy frekvenciaváltó csere után, hogy az első próbák során a frekvenciaváltó nem hajlandó a motort megmozdítani. A motor elindításának sok feltétele van, elég ha csak az egyik nem teljesül, start jel ide vagy oda, a motor nem fog forogni. Amikor a frekvenciaváltót buszon keresztül vezéreljük, ezek a feltételek tovább szaporodnak.
A fejezet nem tárgyalja a nem megfelelő bekötésből, kábelezésből vagy készülék hibából eredő problémákat! A továbbiakban ezek helyességét feltételezzük.

Van néhány vezérlőjel, amelyiknek egy meghatározott állapotban kell lennie ahhoz, hogy a start parancs érvényesülhessen. A vezérlőjelek egy része megtalálható a buszos vezérlés vezérlőbitjei között (CTW) és a bemenetekhez rendelhető funkciók között egyaránt. Ha valamely funkcióhoz egyszerre tartozik busz vezérlő bit és digitális bement is, akkor az 502-508-as paramétereken keresztül meg kell adni melyik miképpen jusson érvényre, hiszen ha ugyanazt a parancsot két különböző módon is ki lehet adni, ellentmondás alakulhat ki amikor a két forrás állapota ellentétes értelmű.
Az 502-508-as paraméterek alapján dől el, hogy a két különböző forrásból származó parancsok hogyan érvényesüljenek:

502 Szabadonfutás (COAST INVERSE)
503 Gyors leállás (QICK STOP)
504 Egyenáramú fékezés (DC BRAKE)
505 Indítás (START)
507 Setup kiválasztása (SETUP SELECT)
508 Belső referencia kiválasztása (PRES. REF. SELECT))

Mind a hat paraméternek 4 beállítása lehet:
Digitális bemenet (Digital input)
Ilyenkor a parancsot csak a funkciónak megfelelően beállított digitális bemenetről veszi érvényesnek. A soros port és a buszos vezérlés azonos funkciójú vezérlő bitjének állapotát figyelmen kívül hagyja.
Soros kommunikáció (Serial port)
A parancsot csak a soros kommunikációs és buszos vezérlés CTW azonos funkciójú bitjének állapota alapján hajtja végre. Az funkcióra beállított bemenet állapotát figyelmen kívül hagyja
Logikai ÉS (Logic AND)
Az azonos funkcióra programozott bemenet és a funkciónak megfelelő CTW bitje között logikai ÉS műveletet hajt végre és annak eredménye alapján hajtja végre a parancsot
Logikai VAGY (Logic OR)
Az azonos funkcióra programozott bemenet és a funkciónak megfelelő CTW bitje között logikai VAGY műveletet hajt végre és annak eredménye alapján hajtja végre a parancsot

Példa.:
Ha az 505-ös paraméter beállítása LOGIC OR, a 302-es paraméter (a 18-as digitális bemenet funkcióját határozza meg) beállítása START, akkor a frekvenciaváltó start parancsot kap, ha a 18-as digitális bemenet aktív (+24V) vagy a buszos vezérlőszó (CTW) 6-os bitje 1 állapotú.
Ha az 505-ös paraméter beállítása Serial port, akkor a start parancsot csak a CTW 6-os bitjével lehet kiváltani, a 18-as bemenettel nem.

A COAST INVERSE funkciónál vegyük figyelembe, hogy a parancs inverz, vagyis nem logikai 1 állapotban aktív, hanem logikai 0 állapotban. Ha egy bemenet COAST IINVERSE funkcióra van programozva (gyári beállítás szerint ez a 27-es) és nem használunk buszos vagy soros kommunikációs vezérlést, akkor ennek a bemenetnek nulla (inaktív, azaz 0V) állapotban kell lennie ahhoz, hogy a COAST INVERSE (szabadonfutás) funkció érvényesüljön.
Szabadonfutás módban a start parancs hatástalan, ezért egyik indítási feltétel a szabadonfutásra programozott bemenet aktív (+24V) állapota. Ha van buszos kommunikáció, akkor amennyiben az 502-es paraméterben LOGIC AND beállítás van, a digitális bemenetnek és a CTW 3-as bitjének is logikai 1 állapotban kell lennie, mert a logikai ÉS művelet eredménye csak így ad logikai 1-et, ami hatástalanítja a szabadonfutás módot.

Bizonyos parancsoknál nem lehet meghatározni, hogy a buszos kommunikáció és az azonos funkcióra programozott digitális bemenetek állapotából hogyan jöjjön létre a parancs. Ezeknél a két parancsforrás között fixen logikai VAGY kapcsolat van.
Ezeknél a parancsoknál bármelyik forrás aktív állapota kiváltja a parancs végrehajtását, a parancs végrehajtása pedig akkor áll le, amikor mindkét forrás inaktív (0 logikai állapotú).
Ilyenek az alábbi parancsok:
A motor elindításának feltételei:

Hibamentes állapot
Az indításkor a frekvenciaváltó nem jelezhet hibát. Ha hibát jelez, akkor először szüntessük meg azt. Amíg van aktív hibajelzés, a motort nem fogja megforgatni.

Start vagy JOG parancs
Az 505-ös paramétertől függően a CTW 6-os bitje (Start) vagy Start funkcióra programozott bemenet (gyárilag ez a 18-as bemenet) vagy mindkettő aktív állapota.
Amikor minden indítási feltétel adott a jog vagy start parancson kívül, akkor az LCP-n a REM/RUN OK özenet látható.
A start parancshoz hasonlóan a JOG parancs is indítást vált ki, de nem a referencia szerinti sebességgel, hanem a JOG frekvencia sebességével forgatja a motort (213-as param.). Ha minden más indítási feltétel megvan és egyszerre érkezik JOG és Start parancs, akkor a JOG fog érvényesülni, annak nagyobb a prioritása. JOG parancsot a CTW 8-as bitjével vagy a JOG funkcióra programozott digitális bemenettel lehet kiadni.

COAST INVERSE parancs
COAST INVERSE parancs nem lehet aktív a motor indításakor. Ha aktív, akkor a motort a frekvenciaváltó „elengedi”, a motor szabadon futhat. Ez a parancs nem engedi érvényesülni a start vagy a JOG parancsot.
A CTW 3-as bitje illetve az 502-es paraméter beállításától függően a COAST INVERSE funkcióra programozott bemenetnek (gyárilag 27-es) inaktívnak kell lennie ( vagyis mivel a funkció inverz, ezért 1 állapotúnak). Amikor a COAST (szabadonfutás) mód aktív, az LCP alsó sorában a REM/UNIT READY felirat látható:

DC fékezés funkció
Ha a CTW 2-es bitje 1 állapotú, akkor egyenáramú fékezés valósul meg. Ez felülbírálja a Start és JOG parancsokat, ha a DC fékezés aktív, akkor a motor nem foroghat. Ilyenkor a kijelzőn a REM/DC STOP felirat olvasható az alsó sorban.

Gyors leállítás funkció
A funkció bementre is programozható, az 503-as paraméterrel korlátozható a hatásköre. Amikor a gyors leállás parancs aktív, a motort indító parancsok hatástalanok.
Aktív gyors leállítás funkció leállítja a forgó motort a quick stop rámpa szerinti lefutással (212-es paraméter) és az álló motort nem engedi elindulni. Ilyenkor a kijelző alsó sorában a REM/QSTOP jelzés látható.

Tartás (HOLD) funkció
Ez a funkció befagyasztja az éppen aktuális motorfrekvenciát. Amíg a HOLD funkció aktív, a motor azzal a sebességgel forog, amivel a HOLD parancs aktívvá válásakor forgott. Ha a motor állt, amikor a HOLD parancs érkezett, és a HOLD parancs folyamatosan aktív, akkor Start parancs aktiválja ugyan a frekvenciaváltót, vagyis a start parancs végrehajtásra kerül, de a kimenőfrekvencia 0Hz lesz, a motor nem mozdul meg. Erről az állapotról a kijelzőn a FREEZE OUTPUT üzenettel tájékoztat.

Adat érvényesség
A CTW 10-es bitje befolyásolja a buszos parancsszó érvényességét. A frekvenciaváltó vagy figyelembe veszi a CTW bitek állapotát, azaz a buszon érkező parancsokat, vagy nem. Ez a CTW 10-es bitjének állapotától és a 805-ös paraméter beállításától függ, ami a bit funkcióját állítja be.
Gyárilag „Bit 10=1 -> CTW active” beállítású. Ebben az esetben a 10-es bitet 1 állapotúra kell állítani, hogy a buszon érkező bármilyen parancsot figyelembe vegyen (így a start és a JOG parancsokat is). Ha a 805-ös paraméter „Bit 10=0 -> CTW active” beállítású, akkor a 10-es bitnek 0 állapotúnak kell lennie.

Setup kiválasztás
Két CTW bit és két digitális bemeneten keresztül választható, hogy a VLT a lehetséges 4 felhasználható beállításcsomag közül (setup) melyik tartalma szerint működjön. A setup kiválasztás bemenetek és CTW bitek érvényre jutását az 507-es paraméterben lehet beállítani (lásd fent).
Az, hogy melyik setup érvényes, nem közvetlen feltétele az indításnak, mégis hatással lehet rá. Ugyanis a setup kiválasztás funkció átváltja a VLT összes paraméterének tartalmát egy másik csomag szerintire. Ha nem akarunk több setupot használni és nem állítjuk nullára a setup kiválasztó biteket (CTW 13 és 14-es bit), minek következtében nem az 1-es setup lesz aktív, előfordulhat hogy a start parancsnak azért nem engedelmeskedik, mert a másik paraméterkészlet beállításai eltérőek.

Az LCP nyomógombjai
A frekvenciaváltót a saját kijelzőpanelján (LCP) elhelyezett gombokkal is lehet vezérelni. A 2-es paraméterben lehet beállítani, hogy ezekkel a gombokkal, vagy külső jelekkel akarjuk-e végezni a vezérlést. Ha a paraméter LOCAL beállítású, akkor a motor csak a kijelző Start gombjával indítható.
Ha (a 2-es paraméter beállításától függetlenül, tehát akkor is, ha a paraméter beállítása külső (remote) vezérlési mód) megnyomjuk a STOP gombot, és a 14-es paraméterrel a Local stop engedélyezve van, akkor a forgó motor leáll és a kijelző középső sora villog. A villogás jelzi, hogy a nyomógombbal érvényre juttatott STOP parancs van érvényben. Ilyenkor a motort nem lehet elindítani a kijelző Start gombjának megnyomásáig. A stop gomb felülbírálja a buszon vagy a digitális bemeneteken érkező start parancsot. A stop gomb leállító funkciója a 14-es paraméterrel letiltható.

Referencia
Előfordulhat, hogy az indítás minden feltétele megvan, a motor mégsem mozdul. Ez történik, ha a referencia és a minimális frekvencia is nulla.
A referencia sok értékből állhat össze (busz, analóg bemenetek, előre beállított fix referenciák, stb).
A legegyszerűbb, ha a VLT kijelzőjét beállítjuk a referencia kijelzésére. Ha ez 0, akkor a referenciát kell megnövelni, hogy a motor forogjon.
Ha átmenetileg megnöveljük a minimum referencia paraméter értékét (204-es param.), hogy nullánál nagyobb legyen, akkor nulla referencia mellett ezzel a frekvenciával elindul a motor ha az indítási feltételek adottak.

Start késleltetés
A 120-as paraméterben beállított idő értékével a start parancs késleltethető. A frekvenciaváltó a 121-es paraméterben meghatározott funkciót hajtja végre a késleltetés alatt. Ha a 121-es paraméter úgy van beállítva hogy a késleltetés alatt a motor nem forog (DC fékezés, DC tartás vagy szabadonfutás) és a start késleltetés ideje (120-as paraméter) nagy, akkor a motor a start parancs alatt sem fog megmozdulni hosszabb ideig, ami megtévesztő lehet.

Rámpa idők
A start parancs hatására a motor a referencia által meghatározott sebességre kezd gyorsulni valamelyik felfutó rámpaidő szerinti meredekséggel.
A rámpaidő rendkívül nagyra is beállítható (max. 1 óra). Ha a minimális motorfrekvencia és a referencia is nulla, akkor a motor a gyorsítást a start parancs után nulláról kezdi. A hosszú rámpaidő miatt nem indul el azonnal!
A VLT-ben több rámpaidő is van. Start parancs esetén a 207 vagy 209-es rámpa szerint gyorsít (hogy pontosan melyik szerint, az a rámpa kiválasztástól függ, amit egy digitális bemenet vagy CTW 9-es bitje végez). JOG parancs esetén a jog rámpa szerint történik a gyorsítás (211-es paraméter).

Opciós kártyák
A VLT-be szerelt kiegészítő kártyák némelyike teljesen átveszi a frekvenciaváltó vezérlését. Ilyen pl. a SyncPos opciós kártya. Ha ilyen kártya van beépítve a frekvenciaváltóba, akkor a VLT működése jelentősen módosul, a start vagy jog paranccsal a motor nem indítható el. Az opciós kártya tiltásával a motor ugyanúgy indítható, mint kártya nélkül. A SyncPos kiegészítés a 700-as paraméterrel letiltható (DISABLE SYNCPOS). Ilyenkor természetesen a SyncPos kártya funkciói inaktívak, a tiltás hatása ugyanaz, mint ha kiszerelnénk a frekvenciaváltóból a SyncPos vezérlőkártyát.

928-as paraméter (PROCESS CONTROL)
A profibusz opció általi beavatkozás ezzel a paraméterrel letiltható (DISABLE=tiltva, ENABLE=engedélyezve). Ha tiltva van, akkor a frekvenciaváltó a profibuszon keresztül érkező parancsokat figyelmen kívül hagyja. Pontosabban a parancsszó (CTW) tartalmát nem veszi figyelembe. Ha ez a paraméter DISABLE állású, akkor a motort a buszon kiadott paranccsal nem lehet elindítani (a digitális bemenetekkel aktivált parancsok ilyenkor is hatásosak)

A CTW állapotát ellenőrizhetjük a PLC-ben, de ha ez nem megoldható, akkor a frekvenciaváltóval is ki lehet íratni. Ehhez az LCP-n amikor az alap kijelzés van a kijelzőn, a le vagy a fel nyilakkal addig kell léptetni a kijelzőt, amíg a control word tartalmát nem mutatja. A kijelzőn éppen kijelzett adat nevét a felső sorban mutatja. Ha ott más látható, nyomjuk meg a Display gombot.
A CTW tartalmát hexadecimális alakban jelzi ki.
A vezérlő szó úgy is megjelenik, ha a 9-es paramétert (a kijelző 2. sora) CONTROL WORD beállításúra módosítjuk.
A CTW tartalmának értelmezéséhez a hexadecimális alakot binárisra kell átszámolni. A bitek állapotából a CTW leírása alapján kiderül hogy milyen parancsokat ad a PLC a frekvenciaváltónak.

A frekvenciaváltó az LCP-n kijelzi a működési állapotát. Ha a frekvenciaváltó nem engedelmeskedik a start parancsnak, akkor az állapotkijelzésből következtetni lehet az okokra.
Az alábbi táblázat a szabadonfutás (Coast), gyors leállás (Quick stop), egyenáramú fékezés (DC brake), tartás (Holding) és a start parancsok kombinációjára adott LCP üzenetet mutatja.


Az LCP-n megjelenő állapot üzenet

VLT parancs bitek állapota (CTW bitek és digitális bemenetek)

Coasting (Freewheel)

Quick Stop

DC Brake

Holding (Freeze)

Start

REM/UNIT READY

0

X

X

X

X

REM/QSTOP

1

0

X

X

X

REM/DC STOP

1

1

0

X

X

FREEZE OUTPUT

1

1

1

0

X

Stand by

1

1

1

1

0

REM/RUN OK

1

1

1

1

1


Az oszlopok az adott parancshoz tartozó bit állapotát mutatják. Amikor az adott bit értéke 1, a parancs inaktív.
A táblázatban X jelöli azokat az eseteket, amikor az adott parancsbit állapota közömbös (lehet aktív vagy inaktív is). Ilyenkor egy másik parancs elsőbbséget élvez és az X-szel jelölt parancs hatástalan.
Látható, hogy a szabadonfutás (Coasting/Freewheel) parancs prioritása a legmagasabb, azaz ha ez a parancs aktív, akkor minden más parancsot figyelmen kívül hagy és a Coast/Freewheel parancsot hajtja végre.




Szirty