Tutorial 122 CP DUO Inversor WEG (RS485 Protocolo MODBUS - DUO Master)

Tutorial 122 CP DUO Inversor WEG (RS485 Protocolo MODBUS - DUO Master) Este documento é propriedade da ALTUS Sistemas de Informática S.A., não podendo ser reproduzido sem seu prévio consentimento. Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 1

Sumário 1 Descrição da Aplicação... 3 2 Definição da Arquitetura de Referência... 3 3 Configurando o Inversor de Freqüência... 4 3.1 Energizando o inversor... 4 3.2 Configurando os parâmetros do motor... 4 3.3 Configurando os parâmetros de controle do Inversor... 4 3.4 Configurando os parâmetros de comunicação... 5 4 Criação do Projeto no CP... 5 4.1 Criando um projeto novo... 5 4.2 Criando uma POU... 7 4.3 Configurando as tarefas... 9 4.4 Configurando o canal de comunicação COM2 RS485... 11 4.4.1 Configurando os parâmetros de comunicação.... 11 4.4.2 Selecionando o protocolo de comunicação... 11 4.4.3 Incluir Relações MODBUS... 12 4.4.4 Inserindo relação para leitura dos Parâmetros do Inversor... 14 4.4.5 Inserindo Relação para Variáveis Básicas... 15 4.4.6 Inserindo relação para leitura dos Bits de Estado... 18 4.4.7 Inserindo relação para escrita dos Bits de Comando... 19 4.5 Carregando o projeto no CP... 20 4.5.1 Compilando o projeto... 20 4.5.2 Configurando o método de transmissão do projeto... 21 4.5.3 Enviando o projeto... 23 4.5.4 Colocando o CP em Run... 23 5 Cuidados e Informações adicionais... 23 6 Conectando os equipamentos... 24 7 Observações... 24 8 Cuidados... 24 9 Revisões... 25 Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 2

1 Descrição da Aplicação Este documento descreve a utilização do CP da Série DUO com Inversor WEG modelo CFW9. O objetivo principal é orientar a configuração da comunicação MODBUS entre o CP e o Inversor. O inversor está utilizando a placa de comunicação EBA. O controle local será através do teclado do Inversor e o controle remoto através da comunicação MODBUS. Para o entendimento total do funcionamento dos equipamentos é recomendado que os manuais dos produtos sejam consultados. A mesma recomendação aplica-se caso seja necessário modificar a arquitetura proposta como exemplo. Neste documento, adota-se uma arquitetura de referência, do tipo ponto-a-ponto com um mestre e um escravo, como descrito na próxima seção. Esta arquitetura não é fixa, mas apenas um exemplo para o desenvolvimento de uma aplicação. 2 Definição da Arquitetura de Referência Itens utilizados para a construção da arquitetura de exemplo deste tutorial, lembrando que esta arquitetura é de referência, podendo ser modificada conforme desejado. Segue a lista de equipamentos e softwares necessários para instalar e configurar o tutorial: CP DUO DU350 Inversor de Freqüência CFW9 Placa de expansão EBA Terminador de rede AL2600 Terminador de rede PO8525 Cabo de programação do CP AL1715 Cabo de comunicação (Entre os dois terminadores de rede) AL2306 Cabo de comunicação (CP e terminador de rede) PO8500 Software de Programação do CP MasterTool IEC Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 3

3 Configurando o Inversor de Freqüência 3.1 Energizando o inversor - Conectar o cabo de alimentação nos bornes R (1), S (2) e T (3). - Conectar os cabos do motor nos bornes U (4), V(5), W(6). - Ligar a alimentação e aguardar o inversor inicializar. 3.2 Configurando os parâmetros do motor - O primeiro procedimento a ser adotado para funcionamento da aplicação é a configuração dos parâmetros do motor. Estas informações estão na placa do motor a ser utilizado. - Os parâmetros a serem ajustados são: P400: Tensão nominal do motor P401: Corrente nominal do motor P402: Velocidade nominal do motor P403: Freqüência nominal do motor P404: Potencia nominal do motor 3.3 Configurando os parâmetros de controle do Inversor - Nesta aplicação utilizamos o controle local através do teclado e o controle remoto como Serial (através da comunicação MODBUS). - Os parâmetros a serem configurados são: P220: Seleção de Local/ Remoto -> Define onde é realizada a troca do controle local/remoto. Utilizado a opção Serial. Valor: (6) P221: Seleção de Referência Local. Valor: (0) Tecla P222: Seleção de Referência Remoto. Valor: (9) Serial P223: Seleção Giro Local. Valor: (2) Tecla H P224: Seleção Gira/Para Local. Valor: (0) Teclas I O P225: Seleção JOG Local. Valor: (1) Tecla P226: Seleção Giro Remoto. Valor: (5) Serial Horário P227: Seleção Gira/Para Remoto. Valor: (2) Serial P228: Seleção JOG Remoto. Valor: (3) Serial Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 4

3.4 Configurando os parâmetros de comunicação - Para estabelecer a comunicação entre o CP e o Inversor é necessário ajustar os parâmetros de comunicação. Estes devem ser idênticos nos dois equipamentos para não haver erros de comunicação. Os parâmetros são: P312: Tipo de Protocolo Serial. Valor: (1). MODBUS RTU, 9600 bps, sem paridade. P308: Endereço do Inversor na rede MODBUS. Valor: (2) 4 Criação do Projeto no CP 4.1 Criando um projeto novo - Abrir o software MasterTool IEC. - Para iniciar um novo projeto, recomenda-se a utilização do modelo, pois o mesmo já vem com as configurações padrões realizadas, (teclado, visor...). - Ir ao menu: Arquivo -> Novo a partir do modelo. Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 5

- Selecionar a opção Modelo_DU350_DU351. - Clique em Abrir. - A tela principal do software será apresentada: Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 6

4.2 Criando uma POU - Uma POU (Program Organization Unit) é um objeto do CP, que pode ser um programa, uma função ou um bloco funcional. Para inserir uma POU clique com o botão direto do mouse sobre a pasta POUs e selecione a opção Acrescentar objeto. - A janela Nova POU será aberta. Onde em: Tipo da POU: Selecionar qual a tipo desejado. No tutorial foi utilizada a opção Programa. Nome da nova POU: Nome para a identificação da POU. No tutorial foi utilizado o nome padrão PLC_PRG Linguagem: Selecionar a linguagem na qual se deseja criar a POU. No tutorial será utilizada a linguagem ladder (LD). Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 7

- Clique em OK. - A tela de edição do programa será aberta. - Para que o programa seja válido é necessário que exista, pelo menos uma instrução. No tutorial será inserido apenas um contato aberto. - Quando selecionamos a instrução contato aberto à mesma é inserida no software. Por padrão a instrução não possui nome e será apresentada com o símbolo:???. - Colocar um identificador para o contato e pressionar a tecla <ENTER>. A seguinte janela será aberta. - Onde: Classe: Classe a qual pertence o objeto. Ex: Variável de entrada = VAR_INPUT Nome: Nome para identificação do objeto. Tipo: Tipo do objeto. Ex: Booleano, Inteiro, Word... Valor inicial: Valor que ao iniciar o projeto a variável irá assumir. Caso não seja colocado um valor o mesmo irá assumir seu padrão = 0. Endereço: Endereço físico do CP. Ex: %IX0.0 = endereço da entrada digital zero. Comentário: Descrição opcional sobre a instrução. Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 8

- Realizada a configuração, clicar em OK. - O nome inserido será atribuído ao contato colocado e sua declaração inserida no projeto conforme figuras abaixo: 4.3 Configurando as tarefas - Com o projeto estruturado, devem-se configurar as tarefas que o CP irá executar. - As tarefas podem ser executadas por ciclo de tempo, ou por eventos (trigger). - Ir à aba Recursos localizada na parte inferior do software e selecionar a opção Configuração de tarefas. Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 9

- Selecionar a opção PRINCIPAL e configurar os atributos da tarefa. - No tutorial foi atribuído que a função será do tipo Cíclico e o intervalo de tempo que será executada será a cada 100ms. Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 10

4.4 Configurando o canal de comunicação COM2 RS485 4.4.1 Configurando os parâmetros de comunicação. - Para configurar o canal de comunicação COM2 vá à aba Recursos -> Configuração do CP. - Expandir a opção Comunicação e clicar em COM2[FIX]. - Será aberta a janela Configurações Gerais. - Nesta janela são configurados os parâmetros de comunicação como Baud Rate, Paridade, Stop Bits. - Configure conforme desejado. Lembramos que estes parâmetros devem ser configurados de maneira idêntica no equipamento escravo. 4.4.2 Selecionando o protocolo de comunicação - Por padrão o protocolo a ser utilizado pela COM2 vem como Desabilitada. Para selecionar um protocolo clique com o botão direito do mouse sobre Desabilitada[SLOT] e selecione a opção MODBUS Mestre, conforme figura abaixo: Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 11

- A opção MODBUS Mestre[SLOT] é incluída. Clicando sobre a mesma é possível configurar o time-out e número de retentativas de comunicação. 4.4.3 Incluir Relações MODBUS - A Relação MODBUS é uma equivalência entre variáveis do CP e variáveis do protocolo MODBUS. - Para cada porta de comunicação é possível inserir até 16 relações MODBUS. - Para adicionar uma relação MODBUS clicar com o botão direito do mouse sobre MODBUS Mestre [SLOT] e selecionar a opção Incluir Relação MODBUS. Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 12

- A relação será incluída e a janela de configuração da mesma será aberta: - Onde: Função MODBUS: selecionar o comando MODBUS desta relação. Endereço Dispositivo: Endereço do dispositivo escravo. Nesse tutorial adotou-se o endereço 2. Quantidade: Quantidade de variáveis que serão transmitidas ou recebidas Endereço MODBUS: Endereço da variável MODBUS que se deseja acessar. Polling(ms): Tempo entre as requisições. Operando MasterTool IEC: Variável do CP onde serão escritas ou lidas as informações. Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 13

4.4.4 Inserindo relação para leitura dos Parâmetros do Inversor - Através da rede MODBUS, é possível acessar todos os parâmetros disponíveis para o CFW09. - Parâmetros: são aqueles existentes nos inversores cuja visualização e alteração é possível através da HMI (Interface Homem - Máquina). Ver manual. - Os parâmetros estão disponíveis nos endereços MODBUS conforme tabela abaixo: - Abaixo um exemplo de relação MODBUS para realizar a leitura dos parâmetros P1 a P7: - Esta relação realiza a leitura de 7 parâmetros do escravo número 2. Os endereços lidos são 2 a 8 (40002 a 40008) e colocados nos operandos %MW0 a %MW6 respectivamente. Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 14

4.4.5 Inserindo Relação para Variáveis Básicas - Através da rede MODBUS, é possível acessar as Variáveis Básicas disponíveis para o CFW09. - As Variáveis Básicas estão disponíveis nos endereços MODBUS conforme tabela abaixo: - Algumas Variáveis Básicas são somente leitura e outras permitem escrita. São elas: V00 -> Indicação do Modelo do Inversor. Deve aparecer o valor 8 para o modelo CFW09. V02 -> Indicação do estado do Inversor. (Variável de leitura). V03 -> Seleção de comando lógico. Esta Word é divida em dois bytes onde cada bit possui um comando. Os bits principais são: Bit 8 -> Habilita Rampa Bit 9 -> Habilita Geral Bit10 -> Sentido da Rotação Bit11 -> JOG Bit13 -> Não usado Bit14 -> Não usado Bit15 -> Reset Inversor V04 -> Referência de Velocidade dada pela Serial. É definida a velocidade do motor. V06 -> Estado dos modos de operação. (Variável de leitura). V07 -> Estado dos modos de operação. (Variável de escrita). V08 -> Velocidade do Motor. - O Inversor pode ser comandado pela Variável Básica 03 ou através dos bits de comando. Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 15

- Abaixo um exemplo de relação MODBUS para escrever a Referência de Velocidade é: - Esta relação realiza a escrita em 1 variável no escravo número 2. O endereço em que será realizada a escrita é o 5005 (45005) que corresponde ao operando %MW10 do CP. - A escrita nesta variável deve respeitar a seguinte condição descrita no manual do inversor: Esta variável é apresentada utilizando 13-bits de resolução. Portanto, o valor de referência de velocidade para a velocidade síncrona do motor será igual a 8191 (1FFFh). Este valor deve ser utilizado somente como uma velocidade de base para calcular a velocidade desejada (velocidade de referência). Por exemplo: 1) Motor 4-pólos, 60Hz, velocidade síncrona = 1800rpm e referência de velocidade = 650rpm 1800 rpm - 8191 650 rpm - X = 2958 = 0B8Eh - Este valor 2958 deve ser escrito na Word %MW10, a qual representa a referência de velocidade do motor. Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 16

- No tutorial este calculo foi realizado no programa REFERÊNCIA_VELOCIDADE conforme exemplo abaixo: - O programa acima é chamado posteriormente no programa principal PLC_PRG. Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 17

4.4.6 Inserindo relação para leitura dos Bits de Estado - Através da rede MODBUS, é possível acessar os Bits de Estado através dos endereços: - Estes bits informam alguns estados de funcionamento do inversor. São eles: Bit 0 -> Habilita Rampa (0) Desabilitado (1) Habilitado Bit 1 -> Habilita Geral (0) Desabilitado (1) Habilitado Bit 2 -> Sentido da Rotação (0) Anti-Horário (1) Horário Bit 3 -> JOG (0) Desabilitado (1) Habilitado Bit 4 -> Modo de Operação (0) Local (1) Remoto Bit 5 -> Subtensão (0) Sem subtensão (1) Com subtensão Bit 6 -> Sem Função Bit 7 -> Erro (0) Sem Erro (1) Com Erro - Abaixo um exemplo de relação MODBUS para leitura dos bits de Estado: - Esta relação realiza a leitura de 8 variáveis do escravo número 2. Os endereços lidos são 1 a 8 (00001 a 00008) correspondentes aos operandos %MX12.0 a %MX12.7 do CP. Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 18

4.4.7 Inserindo relação para escrita dos Bits de Comando - Através da rede MODBUS, é possível acessar os Bits de Comando. Podem ser acessados através dos endereços: - Estes bits permitem realizar comandos no inversor. São eles: Bit 100 -> Habilita Rampa. (0) Desabilitado (1) Habilitado Bit 101 -> Habilita Geral. (0) Desabilitado (1) Habilitado Bit 102 -> Sentido da Rotação. (0) Anti-Horário (1) Horário Bit 103 -> JOG. (0) Desabilitado (1) Habilitado Bit 104 -> Modo de Operação. (0) Local (1) Remoto Bit 105 -> Sem Função Bit 106 -> Sem Função Bit 107 -> Reseta Inversor. (0) Não Reseta (1) Reseta - Para que o inversor comece a girar o motor os bits 100 e 101 devem ser setados para 1. - Abaixo um exemplo de relação MODBUS para escrita nos bits de Comando: - Esta relação realiza a escrita de 5 variáveis do escravo número 2. Os endereços escritos são 101 a 105 (00101 a 00105) correspondentes aos operandos %MX11.0 a %MX11.4 do CP. Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 19

4.5 Carregando o projeto no CP 4.5.1 Compilando o projeto - Antes de realizar a transferência dos arquivos é necessário compilar o projeto. - Para compilar o projeto vá ao menu: Projeto -> Compilar, ou pressione tecla F11 do teclado do computador. - Nenhuma mensagem de erro deve ser apresentada, indicando que o projeto está correto. - Caso ocorram erros verificar os códigos e consultar no Help do software de programação as possíveis causas. Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 20

4.5.2 Configurando o método de transmissão do projeto - Antes de realizar a transferência dos arquivos é necessário configurar os parâmetros de transmissão. - Ir ao menu: Comunicação -> Parâmetros de comunicação... - A janela abaixo será apresentada: - Selecionar a opção localhost via Tcp/Ip e clicar no botão Gateway... - Será apresentada a janela abaixo: Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 21

- Alterar o campo Communication Parameters: Gateway para a opção local, conforme figura abaixo: - Clique em OK. - A janela deve ficar com os parâmetros conforme os da figura abaixo: - Clique em OK. - Caso seja necessário trocar a porta COM que será utilizado para transmitir o projeto voltar ao menu: Comunicação -> Parâmetros de comunicação... - Clicar duas vezes sobre o nome da COM (Coluna Value) até ficar destacado. Alterar a COM utilizando as setas do teclado para cima e para baixo. - Clicar em Update e em OK. Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 22

4.5.3 Enviando o projeto - Para enviar o projeto desligue o CP e conecte o cabo AL-1715 na porta COM1 (RS232) do Duo e a outra extremidade na porta serial do computador. - Energizar o CP. - Ir ao menu: Comunicação -> Login. - Uma mensagem informando que o projeto foi modificado e se é desejado realizar o download será apresentada. Clicar em Sim. - O projeto será enviado. Ao final da transmissão a tela será fechada. Caso ocorra algum erro uma mensagem será mostrada. 4.5.4 Colocando o CP em Run - Com o projeto carregado no CP é necessário dar o comando para executar a aplicação, ou seja, o CP deve estar em modo Run. - Para colocar o CP em Run ir ao menu: Comunicação -> Run, ou pressione a tecla F5 do teclado do computador. - A aplicação estará rodando, sendo permitido através do software de programação, monitorar e forçar valores no CP. 5 Cuidados e Informações adicionais - Verificar se o computador e o CP estão conectados ao mesmo ponto de terra, para evitar possíveis queimas de canal serial por diferença de potencial. - Caso se deseje apagar a aplicação que está carregada no Duo, desligar o equipamento e energizar novamente pressionando a tecla ESC até que a barra de inicialização esteja completa. - Se a porta COM1 for configurada para comunicar em MODBUS não será possível carregar novamente o programa até ser trocado o protocolo de comunicação ativo no momento. Para alternar entre os protocolos de comunicação pressionar simultaneamente as teclas: MAIN + seta para baixo. - Para maiores informações acessar o site da Altus: http://www.altus.com.br/ Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 23

6 Conectando os equipamentos - Com os equipamentos desligados conectar a placa de comunicação EBA no Inversor CFW09. - Conectar um cabo de duas vias nos conectores 12 (D+) e 11 (D-) da placa EBA e a outra extremidade do cabo nos conectores 1 (D+) e 2 (D-) do terminador de rede AL-2600. - Interligar as duas terminações (AL2600 e PO8525) através do cabo AL-2301. - Conectar a segunda terminação (PO8525) ao CP através do PO8500. - O AL2600 e PO8525 devem estar com as terminações ligadas. - Energizar os equipamentos. - Verificar se o CP está em modo RUN. - Também verificar se o LED na placa EBA pisca rapidamente. - Para o inversor partir o motor é necessário setar os Bits de Comando 100 e 101 e colocar a Referência de Freqüência na variável Básica 04. 7 Observações - Todos os registradores (parâmetros e variáveis básicas) são tratados como registradores do tipo holding, referenciados a partir de 40000 ou 4x, enquanto os bits são referenciados a partir de 0000 ou 0x. Os bits de estado possuem as mesmas funções dos bits 8 a 15 do estado lógico (variável básica 2). Estes bits estão disponíveis apenas para leitura, sendo que qualquer comando de escrita retorna erro para o mestre. - No CP os endereços MODBUS iniciam em 1, ou seja, registradores do tipo de holding iniciam em 40001 enquanto os bits iniciam em 00001. Cuidar este deslocamento do bit. - Na aplicação de exemplo em anexo ao documento existe uma aplicação implementada com os valores apresentados na tela, comandos via teclado e escrita de RPM do inversor. - Segue em anexo a este documento o arquivo de demonstração deste tutorial. O arquivo esta na pasta: CP Software do CP 8 Cuidados Deve-se atentar para as configurações da porta serial, como velocidade, paridade e número de stop bits. As mesmas configurações impostas ao CP devem ser impostas ao Inversor, não devendo haver discordância em nenhum item, de modo à comunicação funcionar corretamente. Para maiores informações, consultar os documentos: CT113100 Características Técnicas da Série DUO. MU213100 Manual de Utilização DU350/351. Manual de Usuário do Inversor de Freqüência CFW09. Estas informações podem ser acessadas no site da Altus: http://www.altus.com.br/ Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 24

9 Revisões Revisão: A Data: 28/03/2009 Autoria: Douglas Costa Aprovação: Marcelo Froener Natureza das alterações: Primeira emissão do documento. Altus Sistemas de Informática S.A. Página: 25