Comandando variadores Sew Movidrive MDX61B a través de DeviceNet

Recientemente he tenido que poner en marcha unos variadores Sew Movidrive MDX61B

para comandar unos motores acoplados a husillos, para realizar movimientos de traslación

y elevación en una máquina. Para este uso la configuración que hay que hacer es muy

sencilla, lejos de las posibilidades que se le pueden exprimir a estos variadores: control

vectorial o modo servo. Como van a estar integrados en una red DeviceNet, les he instalado

la correspondiente tarjeta de comunicaciones DFD11B. En estas notas voy a resumir los

pasos que he dado para comandarlo desde un PLC CompactLogix.

Variadores Sew Movidrive MDX61B (perdón por la calidad de las fotos)

La instalación de los variadores está bien explicada en el completo manual de instrucciones

de funcionamiento (en español). Si seguimos sus recomendaciones no tendremos la más

mínima complicación, así que me voy a centrar en la manera en la que los he configurado.

La tarjeta de comunicaciones DFD11B tiene una serie de interruptores DIP para

configurarla. Con ellos le asignaremos una dirección de nodo en la red DeviceNet

(interruptores NA), la velocidad de comunicación (interruptores DR) y la longitud de los

datos que se transmitirán (interruptores PD). En mi caso tengo tres variadoes que les he

asigando las direcciones 10, 15 y 20. La velocidad de comunicación la he fijado en 250

kbps y he asignado un 3 a los datos de proceso.

Alimento el variador y para parametrizarlo tengo una consola de programación DGB60B,

que se conecta a través de un conector RJ10 y permite hacer la puesta en marcha, modificar

parámetros, diagnósticos, etc. También existe la opción de conexión a PC a través de

adaptador USB11A que nos permitirá hacer esto mismo desde un PC con el software

Movitools MotionStudio (incluido con el adaptador). Si vamos a tener muchos variadores

resulta interesante ya que nos ahorrará tiempo en la parametrización y tiene un coste bajo

(unos 60 €).

Consola de programación DGB60B

La consola es muy sencilla de usar. Tiene un botón para seleccionar el idioma y ponerla en

español. Lo primero que voy a hacer es la puesta en marcha, que es básicamente decirle los

datos de red y del motor. Si el motor es Sew, probablemente ya vengan sus datos en la

consola, con lo que solo tendremos que indicarle la referencia. Si no es así tendremos que

leer en la placa de características la tensión nominal, frecuencia nominal, corriente nominal,

factor de potencia y velocidad nominal.

Una vez realizada la puesta en marcha necesito modificar algunos parámetros. Como

vamos a comandar el variador desde DeviceNet, voy a los parámetros P100 (fuente de

consigna) y P101 (fuente de control) y los ajusto a Bus de campo (fieldbus). También

debemos deshabilitar los comandos que por defecto tienen las entradas binarias de la 1 a la

7, en los parámetros del P600 al P606 seleccionaremos Sin función. La entrada digital 0

está asignada al desbloqueo del regulador y es imperativo cablearla por razones de

seguridad. Si las rampas de aceleraciones que vienen configuradas por defecto no son

apropiadas para nuestra aplicación, en los parámetros P130 al P133 podremos ajustarlas.

La configuración necesaria en el variador ya la tengo lista, ahora tengo que configurar la

comunicación con mi PLC. El primer paso será registrar el fichero

SEW_MOVIDRIVE_DFD11B.eds incluido en el CD que vino con la documentación

(descargable aquí). Así, al ponernos on-line con el RSNetworx aparecerán nuestros

variadores como nodos de la red DeviceNet.

Si hacemos doble clic sobre cualquiera de ellos accederemos a su ventana de configuración.

Podemos comprobar como la fuente de consigna (setpoint source) y la fuente de control

(control source) están asignados al bus de campo (fieldbus), pues previamente los habíamos

configurado con la consola, aunque también podríamos haberlo hecho desde aquí. La

configuración PD la he dejado por defecto, pero en PO1, PO2, PO3 y PI1, PI2, PI3

podríamos cambiar los datos que se intercambiarían en la comunicación con el PLC. De

fábrica, en PO1 tenemos la palabra de control donde irán las órdenes con las que

comandaremos el variador y en PO2 la consigna de velocidad, dejando libre PO3. En PI1

tenemos la palabra de estado, para saber qué está pasando en nuestro variador, en PI1 la

velocidad real que está aplicando el variador al motor y en PI3 la corriente aparente que

consume el motor.

En la pestaña I/O Data podemos ver el tamaño de datos que puede transmitir el variador en

la red, dependiendo de la configuración PD, y la política de transmisión Polled. En mi caso

el tamaño es de 20 bytes, tanto de entradas como de salidas, aunque solo usaré los seis

primeros de cada.

Abrimos la configuración del escáner maestro de nuestra red y nos aseguramos que

nuestros variadores estén mapeados.

En las pestañas Input y Output podemos comprobar en qué zonas de memoria nos vendrán

los datos de los variadores en la tabla de datos del escáner DeviceNet.

http://3.bp.blogspot.com/-ZAOuzkKYqqY/T5mN0E54BNI/AAAAAAAACI8/bHmp0e0B2GE/s1600/r05.png

Para acceder de forma ordenada a los datos del variador he preparado un par de UDT con

los datos de entrada y salida desmenuzados:

http://4.bp.blogspot.com/-D-_Zamcdq_Q/T5mNtHV0OvI/AAAAAAAACIE/pc0b5rGO_bw/s1600/R10.png

Declaro una par de tablas de tres elementos con el formato de las UDT anteriores:

Y los sincronizo con los tags de entradas y salidas del escáner DeviceNet con un par de

renglones como los siguientes:

(Previamente he mapeado la red DeviceNet con la herramienta DeviceNet Tag Generator)

De la palabra de control tan solo necesito tres bits, INHIBIT que debe estar a cero para

activar el variador, ENABLE_RAPID_STOP que debo poner a uno para que el motor

pueda ponerse en marcha y finalmente ENABLE_STOP para arrancar el variador.

Y no olvidar poner un valor de consigna adecuado:

Con esto ya tendría una programación básica de los variadores. Cabría completarla con la

configuración de límites de recorrido, visualizaciones de estado, reseteo de fallos, etc.

En resumen puedo decir que estos variadores funcionan impecablemente. Es la primera vez

que trabajo con ellos pero nuestro cliente ya lleva utilizándolos durante años, sin dar ningún

problema. La documentación es muy completa y en perfecto español. Tuve que llamar en

una ocasión al servicio técnico para resolver una duda y la atención fue rápida y efectiva.

De Pascuas a Ramos me toca instalar un variador de frecuencia, el modelo habitual que

montamos es el Siemens Micromaster. Hace unos años asistí a una charla de Siemens

donde se presentaban estos cacharros y tomé unas notas sobre su configuración.

El modelo que tengo es el Micromaster 420 que es un variador de propósito general,

utilizable en cintas transportadoras, alimentadores giratorios, ventiladores, etc. Cutre-foto

con mi móvil:

Dispone de 3 entradas digitales y una entrada analógica (convertible en digital) que por

defecto vienen configuradas de la siguiente forma:

Entrada 1: ON/OFF (Arrancar o parar el motor).

Entrada 2: Inversión del sentido de giro.

Entrada 3: Acuse de fallo.

Entrada analógica: Consigna de frecuencia (mediante una señal externa o un

potenciómetro).

Con la configuración de fábrica suele ser suficiente para las aplicaciones que hacemos

habitualmente.

Tiene también una salida digital (relé) cuya función podemos definir en el parámetro

P0731. Podemos decirle que nos active la salida cuando esté listo para el servicio, cuando

haya un error, etc.

Finalmente existe la posibilidad de usar una salida analógica (de intensidad, 0 a 20 mA) que

se puede configurar para obtener la consigna de frecuencia real aplicada al motor (por

defecto) u otros valores de funcionamiento del variador.

Me parecen interesantes las características de protección que incorpora:

Protección de sobretensión/mínima tensión.

Protección de sobretemperatura para el convertidor.

Protección de defecto a tierra.

Protección de cortocircuito.

Protección térmica del motor por i2t.

Protección del motor mediante sondas PTC.

Para configurarlo existen varias opciones. Se puede acceder desde un PC por el puerto serie

con un kit de conexión y hacer la configuración mediante un software (el DriveMonitor o el

Starter). También existen unos paneles que se conectan sobre el variador. En mi caso tengo

la versión más básica, el panel BOP, que para lo que quiero hacer es suficiente.

Este es un ejemplo de conexionado (sacado del manual [PDF] de Siemens) en el que se va a

dar la consigna de frecuencia a través de un potenciómetro, que puede ser sustituido por la

señal analógica de un PLC:

Para configurarlo le conectamos el BOP, damos tensión y esperamos unos segundos a que

arranque. Lo que voy a hacer es un reset para cargar los parámetros de fábrica y a

continuación introducir la placa de características del motor.

Vamos a ello, lo primero es pulsar el botón (P) y a continuación con las flechas buscamos

hasta que nos visualice P0010. Ahora volvemos a pulsar (P) y con las flechas ponemos el

valor 30. Pulsamos (P) otra vez. Buscamos el parámetro P0970 con las flechas, pulsamos

(P) y ponemos un 1. Pulsamos (P) nuevamente y listo, ya tenemos el variador configurado

tal y como salió de fábrica.

Ahora vamos a la placa de características del motor que queremos controlar y tomamos

nota de los siguientes datos (debemos tener especial cuidado al leer estos valores si la

conexión es en estrella o en triángulo):

Tensión nominal.

Corriente nominal.

Potencia nominal.

Frecuencia nominal.

Velocidad nominal.

Para usar los parámetros por defecto del variador debemos asegurarnos de que cumplimos

los siguientes requisitos:

Motor asíncrono (P0300 = 1).

Motor autoventilado (P0335 = 0).

Factor de sobrecarga del motor (P0640 = 150 %)

V/f con característica lineal (P1300 = 0)

Vamos al BOP y buscamos el parámetro P0010 y lo ponemos a 1. Con esto le decimos al

variador que nos muestre sólo los parámetros necesarios para una puesta en marcha

sencilla. Nos vamos desplazando por los parámetros con las flechas del BOP y el botón (P)

nos servirá para acceder a los datos de los parámetros. Cambia los valores con las flechas y

cuando tengas el valor deseado vuelve a pulsar (P).

El parámetro P0100 lo ponemos a 0, diciéndole que nuestra frecuencia de red es de 50 Hz.

Ahora vienen los parámetros referentes al motor:

En el parámetro P0304 le decimos la tensión nominal, en mi caso 220 V.

En el parámetro P0305 va la corriente nominal, por ejemplo 0,73 A.

El parámetro P0307 es la potencia nominal, por ejemplo 0,12 kW.

La frecuencia nominal va en el parámetro P0310, que será de 50 Hz.

Y finalmente la velocidad de giro nominal va en el parámetro P0311, en mi caso 1300 rpm.

Terminada la parametrización del motor, hay que decirle por donde va a recibir las órdenes

de funcionamiento. El parámetro P0700 tiene esta función. Si le ponemos el valor 1

mandará el panel de operador (BOP). El valor 2 habilitará el regletero de bornes, así que un

2 es, en mi caso, lo correcto aquí. También debemos poner el parámetro P1000 a 2, para

que haga caso de la consigna que le llegará por su entrada analógica.

Los parámetros P1080 y P1082 establecen los límites de frecuencia mínima y máxima

respectivamente a los que el variador ofrecerá salida. Si el valor de consigna está por

debajo del mínimo el motor no girará y si el valor es superior, el variador no ofrecerá más

frecuencia que la programada. Los dejo fijados en 0 y 50 Hz.

Por último nos queda configurar las rampas de aceleración y desaceleración del variador.

Se espefifica en segundos los tiempos que el variador necesitará para pasar de la frecuencia

mínima a la máxima ó viceversa. Si ves que la respuesta de tu variador es demasiado lenta

para tu aplicación baja estos valores, por defecto fijados en 10 s. Son los parámetros P1120

y P1121.

Poniendo el parámetro P3900 a 1 finalizaremos la configuración, con lo que deberíamos

tener el variador listo.

Hasta aquí, más o menos, las notas que tomé, aunque a decir verdad también se habló de

escalado de analógicas, tecnología BICO, control vectorial, pero son cosas que nunca he

necesitado poner en práctica. Por supuesto todo esto lo tienes en los manuales de Siemens,

mucho más ampliado y más bonito.

Mi intención era conectar el variador que tengo encima de la mesa, referencia 6SE6420-

2UD21-5AA1, a un motorcillo trifásico, acoplarle el encóder que probé en esta entrada y

hacer algunas pruebas de funcionamiento controlándolo con mi PLC. Lo he alimentado a

220 V pues en el bornetero aparece marcada esta opción. El variador aparentemente

funciona, se puede parametrizar, pero sale insistentemente la alarma A0503, que indica una

tensión de alimentación demasiado baja. Leo en la lista de parámetros que en el parámetro

P0210 se puede configurar la tensión de alimentación, así que voy al parámetro P0003, le

pongo un 3 para tener acceso a todos los parámetros y a continuación voy al parámetro

dichoso P0210. La tensión de alimentación está fijada en 400 V, por lo que pretendo bajarla

a 220... pero no se puede. Este modelo de variador (que soporta motores de hasta 1,5 kW)

no permite funcionalidad con esa alimentación. Debería haberme leído previamente sus

características. Tengo curiosidad por saber la precisión que se puede conseguir

posicionando con un variador de frecuencia