SINAMICS G120 Control Units CU230P-2 Funktionshandbuch · Ausgabestand 03/2009 · FW 4.2

SINAMICS Answers for industry.

SINAMICS G120 CU230P-2 Umrichterfunktionen CU230P-2

Einleitung

1

Sicherheitshinweise

2

Beschreibung

3

Umrichterfunktionen

4

Regel- und Steuerfunktionen

5

Ein- und Ausgänge

6

Sollwertkanal

7

Schutz- und Überwachungsfunktionen

8

Grundlagen des Antriebssystems

9

Funktionshandbuch

Ausgabe 03/2009

03/2009, FW 4.2 A5E02430408A AA

Rechtliche Hinweise Warnhinweiskonzept Dieses Handbuch enthält Hinweise, die Sie zu Ihrer persönlichen Sicherheit sowie zur Vermeidung von Sachschäden beachten müssen. Die Hinweise zu Ihrer persönlichen Sicherheit sind durch ein Warndreieck hervorgehoben, Hinweise zu alleinigen Sachschäden stehen ohne Warndreieck. Je nach Gefährdungsstufe werden die Warnhinweise in abnehmender Reihenfolge wie folgt dargestellt. GEFAHR bedeutet, dass Tod oder schwere Körperverletzung eintreten wird, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. WARNUNG bedeutet, dass Tod oder schwere Körperverletzung eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. VORSICHT mit Warndreieck bedeutet, dass eine leichte Körperverletzung eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. VORSICHT ohne Warndreieck bedeutet, dass Sachschaden eintreten kann, wenn die entsprechenden Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. ACHTUNG bedeutet, dass ein unerwünschtes Ergebnis oder Zustand eintreten kann, wenn der entsprechende Hinweis nicht beachtet wird. Beim Auftreten mehrerer Gefährdungsstufen wird immer der Warnhinweis zur jeweils höchsten Stufe verwendet. Wenn in einem Warnhinweis mit dem Warndreieck vor Personenschäden gewarnt wird, dann kann im selben Warnhinweis zusätzlich eine Warnung vor Sachschäden angefügt sein.

Qualifiziertes Personal Das zugehörige Gerät/System darf nur in Verbindung mit dieser Dokumentation eingerichtet und betrieben werden. Inbetriebsetzung und Betrieb eines Gerätes/Systems dürfen nur von qualifiziertem Personal vorgenommen werden. Qualifiziertes Personal im Sinne der sicherheitstechnischen Hinweise dieser Dokumentation sind Personen, die die Berechtigung haben, Geräte, Systeme und Stromkreise gemäß den Standards der Sicherheitstechnik in Betrieb zu nehmen, zu erden und zu kennzeichnen.

Bestimmungsgemäßer Gebrauch von Siemens-Produkten Beachten Sie Folgendes: WARNUNG Siemens-Produkte dürfen nur für die im Katalog und in der zugehörigen technischen Dokumentation vorgesehenen Einsatzfälle verwendet werden. Falls Fremdprodukte und -komponenten zum Einsatz kommen, müssen diese von Siemens empfohlen bzw. zugelassen sein. Der einwandfreie und sichere Betrieb der Produkte setzt sachgemäßen Transport, sachgemäße Lagerung, Aufstellung, Montage, Installation, Inbetriebnahme, Bedienung und Instandhaltung voraus. Die zulässigen Umgebungsbedingungen müssen eingehalten werden. Hinweise in den zugehörigen Dokumentationen müssen beachtet werden.

Marken Alle mit dem Schutzrechtsvermerk ® gekennzeichneten Bezeichnungen sind eingetragene Marken der Siemens AG. Die übrigen Bezeichnungen in dieser Schrift können Marken sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann.

Haftungsausschluss Wir haben den Inhalt der Druckschrift auf Übereinstimmung mit der beschriebenen Hard- und Software geprüft. Dennoch können Abweichungen nicht ausgeschlossen werden, so dass wir für die vollständige Übereinstimmung keine Gewähr übernehmen. Die Angaben in dieser Druckschrift werden regelmäßig überprüft, notwendige Korrekturen sind in den nachfolgenden Auflagen enthalten.

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A5E02430408A AA Ⓟ 04/2009

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Inhaltsverzeichnis 1

Einleitung................................................................................................................................................... 7 1.1

Kundendokumentation und Produkt-Support im Internet ..............................................................7

2

Sicherheitshinweise ................................................................................................................................... 9

3

Beschreibung........................................................................................................................................... 15 3.1

4

5

Funktionsübersicht CU230P ........................................................................................................15

Umrichterfunktionen................................................................................................................................. 17 4.1

Wiedereinschaltautomatik............................................................................................................17

4.2

Fangen .........................................................................................................................................20

4.3

Gleichstrombremse für Asynchronmotoren .................................................................................22

4.4

Hibernation...................................................................................................................................24

4.5

Betriebsstundenzähler und andere wichtige Umrichterdaten ......................................................30

4.6

Phasentausch bei falscher Drehrichtung ohne Umklemmen.......................................................31

4.7

Motordatenidentifikation und Drehende Messung .......................................................................32

4.8

Wirkungsgradoptimierung ............................................................................................................37

4.9 4.9.1 4.9.2 4.9.3 4.9.4

Technologieregler ........................................................................................................................38 Merkmale .....................................................................................................................................38 Beispiele.......................................................................................................................................39 Integration ....................................................................................................................................40 Sensoren für die Temperaturregelung.........................................................................................42

Regel- und Steuerfunktionen ................................................................................................................... 43 5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4

U/f-Steuerung...............................................................................................................................43 Einleitung .....................................................................................................................................43 Spannungsanhebung...................................................................................................................46 Schlupfkompensation...................................................................................................................49 Vdc-Regelung bei U/f-Steuerung .................................................................................................50

5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.2.1 5.2.2.2 5.2.2.3 5.2.3 5.2.3.1 5.2.4 5.2.4.1 5.2.4.2

Vektorregelung.............................................................................................................................54 Vdc-Regelung bei Vektorregelung...............................................................................................60 Drehzahlregler..............................................................................................................................65 Drehzahlregleradaption................................................................................................................67 Drehzahlreglervorsteuerung ........................................................................................................68 Statik ............................................................................................................................................71 Drehmomentregelung ..................................................................................................................73 Drehmomentbegrenzung .............................................................................................................75 Asynchronmotoren.......................................................................................................................77 Schnellmagnetisierung bei Asynchronmotoren ...........................................................................77 Hinweise zur Inbetriebnahme von Asynchronmotoren (ASM).....................................................80

5.3

Sinusfilter .....................................................................................................................................83

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5

Inhaltsverzeichnis

6

7

8

9

Ein- und Ausgänge .................................................................................................................................. 85 6.1

Digitalausgänge .......................................................................................................................... 85

6.2

Digitaleingänge ........................................................................................................................... 86

6.3

Analogeingänge .......................................................................................................................... 87

6.4

Analogausgang ........................................................................................................................... 87

Sollwertkanal ........................................................................................................................................... 89 7.1

Beschreibung .............................................................................................................................. 89

7.2

Hochlaufgeber............................................................................................................................. 91

7.3

Haupt-/Zusatzsollwert und Sollwertmodifikation ......................................................................... 93

7.4

AUS-Funktionen.......................................................................................................................... 94

7.5

Tippen ......................................................................................................................................... 97

7.6

Drehzahlfestsollwerte................................................................................................................ 100

7.7

Motorpotenziometer .................................................................................................................. 102

7.8

Richtungsumkehr, Richtungsumkehr blockieren....................................................................... 104

7.9

Ausblendbänder und Sollwertbegrenzungen ............................................................................ 105

Schutz- und Überwachungsfunktionen .................................................................................................. 107 8.1

Schutz des Power Modules....................................................................................................... 107

8.2

Thermische Überwachungen und Überlastreaktionen.............................................................. 108

8.3

Blockierschutz ........................................................................................................................... 110

8.4

Kippschutz (nur bei Vektorregelung)......................................................................................... 111

8.5 8.5.1 8.5.2 8.5.3

Thermische Motorüberwachung ............................................................................................... 112 Thermische Überwachung von Asynchronmotoren.................................................................. 113 Thermische Überwachung von Synchronmotoren.................................................................... 114 Sensoren für die Motortemperaturüberwachung ...................................................................... 114

8.6 8.6.1 8.6.2

Drehzahl- und Lastmomentüberwachung ................................................................................. 116 Allgemeine Überwachungsfunktionen....................................................................................... 116 Lastüberwachungsfunktionen ................................................................................................... 118

Grundlagen des Antriebssystems .......................................................................................................... 121 9.1 9.1.1

Parameter.................................................................................................................................. 121 Bezugsparameter/Normierungen.............................................................................................. 122

9.2 9.2.1 9.2.2

Datensätze ................................................................................................................................ 124 CDS: Befehlsdatensatz (Command Data Set).......................................................................... 124 DDS: Antriebsdatensatz (Drive Data Set)................................................................................. 126

9.3 9.3.1 9.3.2 9.3.3 9.3.4 9.3.5 9.3.6

BICO-Technik............................................................................................................................ 128 Binektoren, Konnektoren........................................................................................................... 128 Aufbau der Parameternummer von BI- und CI-Parametern bei Feldbuskommunikation ......... 129 Signale mit BICO-Technik verschalten ..................................................................................... 130 Beispiel-Verschaltungen ........................................................................................................... 132 Hinweise zur BICO-Technik ...................................................................................................... 132 Normierungen ........................................................................................................................... 133

Index...................................................................................................................................................... 135

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1

Einleitung

Hinweis In diesem Handbuch wird der Begriff "Drehzahl" anstelle und gleich bedeutend mit dem Begriff "Frequenz" verwendet. Die seltenen Fälle, in denen mit Drehzahl tatsächlich die Drehzahl in U/min gemeint ist, erschließen sich aus dem Kontext. Die tatsächliche Drehzahl hängt von der Polpaarzahl des angeschlossenen Motors ab.

1.1

Kundendokumentation und Produkt-Support im Internet

Handbuchsammlung und Online-Dokumentunterstützung für Standard-Antriebsgeräte Handbuchsammlung für Standard-Antriebsgeräte Die Handbuchsammlung für Standard-Antriebsgeräte ist eine umfassende Zusammenstellung aller Dokumentationen zu Standard-Antriebsgeräten für das gesamte Sortiment an Produkten für Standard-Antriebsgeräte, einschließlich von Umrichtern, Motoren und Getriebemotoren. Sie kann als DVD bestellt werden, die unter einer eigenen Javagesteuerten HTML-Schnittstelle ausgeführt wird. Die Bestellnummer der Handbuchsammlung für Standard-Antriebsgeräte lautet: 6SL3298-0CA00-0MG0 Online-Dokumentation Die Dokumentation für alle Standard-Antriebsgeräte finden Sie im Internet: (http://support.automation.siemens.com/ww/view/de/4000024) Alle Dokumente stehen zum Download zur Verfügung, einschließlich von Betriebsanleitungen und Parameterlisten. Gerätestammdaten-Dateien (GSD) Die Gerätestammdaten-Dateien (GSD) werden verwendet, um Umrichter über PROFIBUS DP in übergeordnete Steuerungen zu integrieren, z. B. SIMATIC S7. Sie finden die GSDDateien im Internet unter: (http://support.automation.siemens.com/ww/view/de/23450835) Electronic Data Sheets (EDS-Dateien) Die EDS-Dateien werden verwendet, um Umrichter über CAN in die jeweilige Systemkonfiguration zu integrieren. Sie finden die EDS-Dateien im Internet unter: (http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/35209032)

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Einleitung 1.1 Kundendokumentation und Produkt-Support im Internet

Handbücher für Umrichter mit CU230P-2 Control Unit Für Umrichter mit CU230P-2 Control Units stehen folgende Handbücher zur Verfügung: ● Für die CU230P-2 – Getting Started – Betriebsanleitung – Funktionshandbuch – Listenhandbuch ● Für die Power Module – Getting Started – Montagehandbuch

Allgemeine Produktinformation Unter folgenden Adressen stehen Ihnen umfangreiche Informationen und Support-Tools für die Frequenzumrichter zur Verfügung: (http://www.siemens.com/sinamics-g120)

Anwendungsbeispiele Anwendungsbeispiele und nützliche Hinweise für den Einsatz von Frequenzumrichtern finden Sie im Internet unter: (http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/20208582/136000)

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Sicherheitshinweise

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Sicherheitsanweisungen Die nachstehenden Warnungen, Sicherheitshinweise und Anmerkungen werden als Sicherheitsmaßnahmen für den Anwender angegeben sowie als Maßnahmen zur Vermeidung von Schäden an dem Produkt oder an Teilen der angeschlossenen Maschinen. Im vorliegenden Abschnitt sind Warnungen, Sicherheitshinweise und Anmerkungen zusammengefasst, die bei der Arbeit mit dem Umrichter allgemein gültig sind; sie sind in allgemeine Angaben, Angaben für Transport und Lagerung, für die Inbetriebnahme, den Betrieb, die Reparatur sowie Demontage und Entsorgung eingeteilt. Besondere Warnungen, Hinweise und Anmerkungen, die sich auf besondere Tätigkeiten/Arbeiten beziehen, sind am Anfang der jeweiligen Abschnitte des Handbuchs aufgelistet und werden an kritischen Stellen dieser Abschnitte wiederholt oder ergänzt. Bitte lesen Sie diese Informationen sorgfältig, da diese für Ihre persönliche Sicherheit aufgenommen wurden und Ihnen auch dazu verhelfen, die Einsatzlebensdauer Ihres Umrichters und der an diesen angeschlossenen Maschinen zu verlängern.

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Sicherheitshinweise

Allgemeines WARNUNG Diese Geräte enthalten gefährliche Spannungen und steuern drehende mechanische Teile, die ggf. gefährlich sein können. Die Nichtbeachtung der Warnungen oder das Nichtbefolgen der Anweisungen in diesem Handbuch können zu Lebensgefahr, schweren Körperverletzungen oder erheblichen Sachschäden führen. Schutz bei direkter Berührung über SELV / PELV ist nur in Bereichen mit Potenzialausgleich und in trockenen Innenräumen zulässig. Sind diese Bedingungen nicht erfüllt, so sind andere Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag, z. B. Schutzisolierung, zu ergreifen. An diesen Geräten darf nur entsprechend qualifiziertes Personal arbeiten, das sich zuvor mit sämtlichen Sicherheitsanweisungen, Installations-, Bedienungs- und Wartungsanweisungen gemäß diesem Handbuch vertraut gemacht hat. Der erfolgreiche und sichere Betrieb dieser Geräte hängt von deren ordnungsgemäßer Handhabung, Installation, Bedienung und Wartung ab. Da der Fehlerstrom für dieses Produkt größer als 3,5 mA AC sein kann, ist eine feste Erdverbindung erforderlich und die Mindestgröße des Schutzleiters muss den lokalen Sicherheitsbestimmungen für Ausrüstungen mit hohem Kriechstrom entsprechen. Die Netz-, Gleichstrom- und Motorklemmen sowie die Brems- und Thermistorkabel können gefährliche Spannungen führen, auch wenn der Umrichter außer Betrieb ist. Nach dem Unterbrechen der Netzversorgung mindestens 5 Minuten warten, bis sich das Gerät entladen hat. Erst dann Montagearbeiten ausführen. Es ist streng verboten, motorseitig Netztrennungen vornehmen; eine Netztrennung muss immer an der Netzseite des Umrichters erfolgen. Bei Anschluss der Stromversorgung des Umrichters ist sicherzustellen, dass der Klemmenkasten des Motors geschlossen ist. Dieses Gerät ist darauf ausgelegt, einen internen Motorüberlastschutz gemäß UL508C zu gewährleisten. Siehe P0610 und P0335; i²t ist standardmäßig auf ON gestellt. Wenn beim Umschalten einer Funktion von EIN nach AUS eine LED oder ähnliche Anzeige nicht aufleuchtet oder aktiv ist, bedeutet dies nicht, dass die Einheit ausgeschaltet oder stromlos ist. Der Umrichter muss grundsätzlich geerdet sein. Vor dem Herstellen oder Ändern von Anschlüssen an dem Gerät ist die Netzversorgung abzutrennen. Stellen Sie sicher, dass der Umrichter für die richtige Versorgungsspannung konfiguriert ist. Der Umrichter darf nicht an eine höhere Versorgungsspannung angeschlossen werden. Statische Entladungen auf Flächen oder Schnittstellen, die nicht allgemein zugänglich sind (z. B. Klemmen oder Steckerstifte) können Fehlfunktionen oder Defekte verursachen. Deshalb sollten bei Arbeiten mit Umrichtern bzw. Umrichterkomponenten die EGBSchutzmaßnahmen beachtet werden. Die allgemeinen und regionalen Installations- und Sicherheitsbestimmungen für Arbeiten an Anlagen mit gefährlichen Spannungen (z. B. EN 50178) sowie die einschlägigen Bestimmungen bezüglich der richtigen Verwendung von Werkzeugen und Personalschutzeinrichtungen (Personal Protective Equipment, PPE) sind besonders zu beachten.

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Sicherheitshinweise

VORSICHT Kindern und anderen nicht befugten Personen ist der Zugang zu den Geräten zu untersagen! Diese Geräte dürfen nur für den vom Hersteller angegebenen Zweck verwendet werden. Unbefugte Änderungen und die Verwendung von Ersatzteilen und Zubehörteilen, die nicht vom Hersteller des Gerätes vertrieben oder empfohlen werden, können zu Bränden, elektrischen Schlägen und zu Verletzungen führen. ACHTUNG Das vorliegende Handbuch ist in der Nähe der Geräte aufzubewahren und muss allen Anwendern leicht zugänglich sein. Müssen am spannungsführenden Gerät Messungen oder Prüfungen vorgenommen werden, dann sind die Bestimmungen der Sicherheitsvorschrift BGV A2 zu beachten, insbesondere § 8 "Zulässige Abweichungen bei der Arbeit an spannungsführenden Teilen". Es sind geeignete elektronische Werkzeuge zu verwenden. Vor der Installation und Inbetriebnahme bitte diese Sicherheitsanweisungen und Warnungen sorgfältig lesen, ebenso die an den Geräten angebrachten Warnschilder. Es ist dafür zu sorgen, dass die Warnschilder in einem lesbaren Zustand gehalten werden; fehlende oder beschädigte Schilder sind zu ersetzen.

Transport und Lagerung WARNUNG Für den ordnungsgemäßen und gefahrlosen Betrieb der Geräte sind richtiger Transport, richtige Lagerung sowie sorgfältige Bedienung und Wartung unerlässlich. VORSICHT Das Gerät ist während des Transportes und der Lagerung gegen mechanische Stöße und Erschütterungen zu schützen. Wichtig ist der Schutz des Gerätes vor Wasser (Regen) und vor zu hohen / zu tiefen Temperaturen.

Inbetriebnahme WARNUNG Von nicht qualifiziertem Personal ausgeführte Arbeiten an den Geräten oder die Nichtbeachtung von Warnungen können zu schwerer Körperverletzung oder erheblichen Sachschäden führen. Arbeiten an den Geräten dürfen nur von qualifiziertem Personal ausgeführt werden, das mit dem Aufbau, der Installation, der Inbetriebnahme und dem Betrieb der Geräte vertraut ist.

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Sicherheitshinweise

VORSICHT Kabelanschluss Die Steuerleitungen müssen getrennt von den Versorgungskabeln verlegt werden. Wenn dies nicht möglich ist, empfehlen wir, geschirmte Leitungen zu verwenden. Der Anschluss muss nach den Anweisungen im Abschnitt "Installation" dieses Handbuchs erfolgen, damit das einwandfreie Funktionieren der Anlage nicht durch induktive und kapazitive Interferenzen beeinträchtigt wird.

Im Betrieb WARNUNG Die Umrichter SINAMICS G120 arbeiten mit hohen Spannungen. Beim Betrieb elektrischer Geräte sind gefährliche Spannungen an bestimmten Teilen der Geräte unvermeidlich. Daher müssen in allen Betriebsmodi der Steuereinrichtungen NotAus-Einrichtungen gemäß EN 60204, IEC 204 (VDE 0113) funktionsfähig sein. Das Abschalten einer Not-Aus-Einrichtung darf nicht zu einem unkontrollierten oder undefinierten Wiederanlauf der Anlage führen. Bestimmte Parametereinstellungen können dazu führen, dass der Umrichter SINAMICS G120 nach einem Ausfall der Stromversorgung automatisch neu startet, z. B. die Funktionen zum automatischen Wiederanlauf. Für die Bereiche in den Steuereinrichtungen, in denen Fehler erhebliche Sachschäden oder sogar schwere Körperverletzung zur Folge haben können, müssen zusätzliche externe Vorsichtsmaßnahmen getroffen oder Vorrichtungen eingebaut werden, um einen sicheren Betrieb auch dann zu gewährleisten, wenn ein Fehler auftritt (z. B. unabhängige Grenzschalter, mechanische Verriegelungen usw.). Die Motorparameter müssen präzise konfiguriert werden, damit der Motorüberlastschutz einwandfrei funktioniert. Die Control Unit kann auch dann noch gefährliche Spannungen führen, wenn die Spannungsversorgung für das Power Module abgeschaltet ist. Stellen Sie deshalb sicher, dass auch die 230-V-AC-Versorgungsspannung für die Relaisausgänge auf der Control Unit abgeschaltet ist, bevor Sie Arbeiten am Gerät durchführen. Dieses Gerät ist darauf ausgelegt, einen internen Motorüberlastschutz gemäß UL508C zu gewährleisten. Es dürfen nur Control Units mit fehlersicheren Funktionen als "Not-Aus-Vorrichtung" eingesetzt werden (siehe EN 60204, Abschnitt 9.2.5.4). Die Verwendung von Mobilfunkgeräten mit einer Sendeleistung > 1 W im Nahbereich der Geräte (< 1,5 m) kann die Funktion der Geräte beeinträchtigen.

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Sicherheitshinweise

Reparatur WARNUNG Reparaturen an den Geräten dürfen nur vom Siemens-Kundendienst, von Reparaturzentren, die von Siemens bevollmächtigt sind, oder von bevollmächtigtem Personal vorgenommen werden, das mit sämtlichen Warnungen und Arbeitsanweisungen gemäß diesem Handbuch gründlich vertraut ist. Alle schadhaften Teile oder Komponenten müssen unter Verwendung von Teilen ausgetauscht werden, die sich in der einschlägigen Ersatzteilliste befinden. Vor dem Öffnen des Gerätes, um die Innenteile zugänglich zu machen, muss die Versorgungsspannung getrennt werden.

Demontage und Entsorgung VORSICHT Die Verpackung des Umrichters ist wiederverwendbar. Die Verpackung ist für den Wiedergebrauch aufzubewahren. Die Verpackung kann mit Hilfe leicht lösbarer Schraub- und Schnappverschlüsse in ihre Einzelteile zerlegt werden. Diese Einzelteile können wieder verwertet, entsprechend den örtlichen Bestimmungen entsorgt oder an den Hersteller zurück gesendet werden.

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Beschreibung

Umrichterfamilien In diesem Handbuch werden die Funktionen des SINAMICS G120 mit den CU230PRegelungsbaugruppen beschrieben: Die Umrichter sind modular aufgebaut. Das bedeutet, dass Control Units und Power Module innerhalb einer Umrichterreihe je nach den Anforderungen der Applikation kombiniert werden können.

3.1

Funktionsübersicht CU230P Dieser Abschnitt enthält einen Überblick über die Funktionen der verschiedenen Typen von Frequenzumrichtern.

Allgemeine Umrichterfunktionen Die Umrichter bieten folgende Funktionen: • Basisfunktionen – Digitaleingangsfunktionen – Digitalausgangsfunktionen – Analogeingangsfunktionen – Analogausgangsfunktionen – Wiedereinschaltautomatik – Fangen – Technologieregler als PID-Regler – Motordatenidentifikation – Wirkungsgradoptimierung – Bremsfunktionen – Datensätze – BICO-Technik

• Überwachungsfunktionen – Allgemeine Überwachungsfunktionen und -meldungen – Lastmomentüberwachung – Schutz des Power Module – Allgemeine Überlastüberwachung – Temperaturüberwachung des Power Module – Thermischer Motorschutz und Überlastverhalten – Thermisches Motormodell – Motortemperaturidentifikation nach dem Wiederanlauf – Temperaturgeber

• Sollwertkanal – Hochlaufgeber – Sollwertmodifikation – AUS-Funktionen – Motorisch angetriebenes Potentiometer – Drehzahlfestsollwerte – Tippen-Funktion

• Regelungsfunktionen – U/f-Regelung mit mehreren Varianten – Vektorregelung mit mehreren Varianten

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Beschreibung 3.1 Funktionsübersicht CU230P

Power Module-abhänige Funktionen Tabelle 3- 1

Funktionen im Zusammenhang mit Power Modules SINAMICS G120 PM240

16

PM250

VDC-Regelung

X

---

Elektronische Bremsen

X

---

Generatorische Bremse mit Netzrückspeisung

---

X

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Umrichterfunktionen 4.1

4

Wiedereinschaltautomatik

Beschreibung Die Wiedereinschaltautomatik dient dem automatischen Wiederanlauf des Antriebs bei Netzwiederkehr nach einem Netzausfall. Alle anstehenden Störungen werden dabei automatisch quittiert und der Antrieb wieder eingeschaltet. Da die Funktion nicht nur auf Netzstörungen beschränkt ist, kann sie auch zur automatischen Störquittierung und Neustart des Motors nach beliebigen Störabschaltungen eingesetzt werden. Um ein Zuschalten des Antriebs auf eine noch drehende Motorwelle zu ermöglichen, ist die Funktion "Fangen" über p1200 zu aktivieren. WARNUNG Wird p1210 auf Werte > 1 eingestellt, kann nach Netzwiederkehr ein Anlaufen des Motors automatisch erfolgen. Dies ist insbesondere dann kritisch, wenn bei längeren Netzausfällen die Motoren zum Stillstand gekommen sind und irrtümlicherweise für ausgeschaltet gehalten werden. Beim Betreten des Arbeitsbereiches der Motoren in diesem Zustand können deshalb Tod, schwere Körperverletzung oder Sachschaden auftreten.

Modus bei Wiedereinschaltautomatik ● P1210 = 0: Wiedereinschaltautomatik sperren Wiedereinschaltautomatik inaktiv ● P1210 = 1: Quittieren aller Störungen ohne Wiedereinschalten Bei p1210 = 1 werden anstehende Störungen automatisch quittiert, wenn deren Ursache beseitigt ist. Treten nach der erfolgreichen Störquittierung erneut Störungen auf, dann werden auch diese wieder automatisch quittiert. Zwischen erfolgreicher Störquittierung und erneutem Auftreten einer Störung muss mindestens eine Zeit von p1212 + 1s vergehen, wenn das Signal EIN/AUS1 (Steuerwort 1, Bit 0) auf HIGH-Pegel steht. Steht das Signal EIN/AUS1 auf LOW-Pegel, muss die Zeit zwischen erfolgreicher Störquittierung und erneuter Störung mindestens 1 s betragen. Bei p1210 = 1 wird keine Störung F07320 erzeugt, wenn der Quittierversuch fehlschlägt, beispielsweise wegen zu häufig auftretender Störungen. ● P1210 = 4: Wiedereinschalten nach Netzausfall, keine weiteren Anlaufversuche Automatischer Wiederanlauf nur, wenn zusätzlich zum Netzausfall F30003 (Unterspannung im Zwischenkreis) am Power-Modul aufgetreten ist. Stehen noch weitere Störungen an, so werden diese ebenfalls quittiert und der Anlaufversuch wird fortgesetzt. Ein Ausfall der 24-V-Stromversorgung der CU wird als Netzausfall interpretiert.

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Umrichterfunktionen 4.1 Wiedereinschaltautomatik ● P1210 = 6: Wiedereinschalten nach beliebiger Störung mit weiteren Anlaufversuchen Automatischer Wiederanlauf nach beliebiger Störung. Treten die Störungen zeitlich nacheinander auf, so wird die Anzahl der Anlaufversuche mittels p1211 festgelegt. Eine zeitliche Überwachung ist mit p1213 einstellbar. WARNUNG Bei Kommunikation über die Feldbus-Schnittstelle läuft der Motor mit der Einstellung p1210 = 6 wieder an, auch wenn die Kommunikation unterbrochen ist. Dies bedeutet, dass der Motor nicht über die Steuerung gestoppt werden kann. Für diesen Fall muss der automatische Wiederanlauf gesperrt werden. Dies geschieht über p1206[n] = Kommunikationsfehlernummer (n = 0 … 9). PROFIBUS/USS: F1910 CANOpen: F8700 ● P1210 = 14: Wiedereinschalten nach Netzausfall, keine weiteren Anlaufversuche Verhalten wie p1210 = 4, jedoch müssen F30003 - und eventuell weitere anstehende Fehler - manuell quittiert werden. ● P1210 = 16: Wiedereinschalten nach beliebiger Störung mit weiteren Anlaufversuchen Verhalten wie p1210 = 6, jedoch müssen die anstehenden Störungen manuell quittiert werden. Hinweis Wiedereinschalten bei p1210 = 6 oder 16 Die Wiedereinschaltautomatik mit p1210 = 6 oder 16 wird für die in p1206, Index 0 … 9 aufgelisteten Störnummern unterdrückt. Beispiel: p1206[3] = 07331 -> Bei Fehler F07331 kein Wiederanlauf.

Anlaufversuche (p1211) und Wartezeit (p1212) Über p1211 wird die Anzahl der Anlaufversuche angegeben. Die Anzahl wird intern nach jeder erfolgreichen Störquittierung heruntergezählt (Netzspannung muss wieder anliegen bzw. Einspeisung meldet sich bereit). Nach der parametrierten Anzahl vergeblicher Anlaufversuche schaltet der Umrichter mit F07320 ab. Bei p1211 = x werden x + 1 Anlaufversuche unternommen. Hinweis Der erste Anlaufversuch beginnt sofort mit Auftreten der Störung. Die automatische Quittierung der Störungen erfolgt jeweils nach der halben Wartezeit p1212. Nach erfolgreichem Quittieren und Spannungswiederkehr wird automatisch wieder eingeschaltet. Der Anlaufversuch ist erfolgreich beendet, wenn das Fangen und die Aufmagnetisierung des Motors (Asynchronmotors) beendet (r0056.4 = 1) und eine weitere Sekunde verstrichen ist. Erst dann wird der Anlaufzähler wieder auf den Anfangswert p1211 zurückgesetzt. Treten zwischen dem erfolgreichen Quittieren und dem Ende des Anlaufversuchs weitere Störungen auf, so wird der Anlaufzähler bei deren Quittierung ebenfalls heruntergezählt.

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Umrichterfunktionen CU230P-2 Funktionshandbuch, 03/2009, FW 4.2, A5E02430408A AA

Umrichterfunktionen 4.1 Wiedereinschaltautomatik

Überwachungszeit Netzwiederkehr (p1213) Die Überwachungszeit beginnt bei Erkennen der Störungen. Sind die automatischen Quittierungen nicht erfolgreich, läuft die Überwachungszeit weiter. Ist nach Ablauf der Überwachungszeit der Antrieb nicht wieder erfolgreich angelaufen (Fangen und Aufmagnetisierung des Motors müssen abgeschlossen sein: r0056.4 = 1), so wird die Störung F07320 gemeldet. Mit p1213 = 0 ist die Überwachung deaktiviert. Überwachungszeit für Wiederanlauf (p1213[0]) Wird p1213 kleiner eingestellt als die Summe aus p1212, der Aufmagnetisierungszeit p0346 und der zusätzlichen Wartezeit durch das Fangen, so wird die Störung F07320 bei jedem Wiedereinschaltvorgang generiert. Wenn nach Ablauf von p1213 ein Fehler ansteht - trotz p1210 = 1, so wird die Störung F07320 generiert. Die Überwachungszeit muss verlängert werden, wenn die auftretenden Störungen nicht sofort erfolgreich quittiert werden können (z. B. wenn andere Maschinenkomponenten noch nicht betriebsbereit sind). Überwachungszeit für Anlaufzähler rücksetzen (p1213[1]) Der Fehlerzähler (siehe r1214) wird erst dann wieder auf den Startwert p1211 gesetzt, wenn nach erfolgreichem Wiedereinschalten die Zeit in p1213[1] abgelaufen ist. Die Wartezeit wirkt sich bei Fehlerquittierung ohne automatische Wiedereinschaltung (p1210 = 1) nicht aus. Nach Ausfall der Stromversorgung (Blackout) beginnt die Wartezeit erst nach Netzwiederkehr und Hochlauf der Control Unit. Der Fehlerzähler wird auf p1211 gesetzt, wenn F07320 (Automatischer Wiederanlauf abgebrochen) aufgetreten ist, der Einschaltbefehl zurückgenommen wird und der Fehler quittiert wird. Wird der Startwert p1211 oder der Modus p1210 geändert, wird der Fehlerzähler sofort aktualisiert.

Inbetriebnahme 1. Wiedereinschaltautomatik über p1210 und falls erforderlich Fangen über p1200 aktivieren 2. Anzahl der Anlaufversuche über p1211einstellen 3. Wartezeiten über p1212, p1213 einstellen 4. Funktion prüfen

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● p1206[0...9] Störungsnummer ohne automatische Wiedereinschaltung einstellen ● p1210 Wiedereinschaltautomatik Modus ● p1211 Wiedereinschaltautomatik Anlaufversuche ● p1212 Wiedereinschaltautomatik Wartezeit Anlaufversuch ● p1213 Wiedereinschaltautomatik Überwachungszeit Netzwiederkehr ● r1214 Wiedereinschaltautomatik Status

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Umrichterfunktionen 4.2 Fangen

4.2

Fangen

Beschreibung Die Funktion "Fangen" schaltet ein Power-Modul nach dem Einschalten auf einen eventuell drehenden Motor selbstständig auf. Die Funktion "Fangen" sollte bei eventuell nachlaufender Last über p1200 aktiviert werden. Damit können ruckartige Belastungen der gesamten Mechanik vermieden werden. Vor dem Suchen muss bei einem Asynchronmotor eine Entmagnetisierungszeit abgewartet werden. Es wird eine interne Entmagnetisierungszeit berechnet. Zusätzlich kann in p0347 eine Zeit eingegeben werden. Die größere der beiden Zeiten wird abgewartet. Zunächst erfolgt ein Suchen der aktuellen Drehzahl. Die Suche beginnt bei der Maximaldrehzahl plus 25 %. Unmittelbar nach Bestimmen der Drehzahl erfolgt die Aufmagnetisierung (p0346). Anschließend wird der momentane Drehzahlsollwert im Hochlaufgeber auf den aktuellen Drehzahlistwert gesetzt. Der Hochlauf auf den endgültigen Drehzahlsollwert erfolgt von diesem Wert aus. Applikationsbeispiel: Ein Lüfterantrieb kann mittels der Funktion "Fangen" nach einem Netzausfall schnellstmöglich auf den laufenden Lüftermotor wieder zugeschaltet werden. (,1

W

$86 , 6WURPLVWZHUW %HWUDJ

t Q 6ROOGUHK]DKO

QVXFK

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t S (QWPDJQHWL VLHUHQ

Bild 4-1

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S 0DJQHWLVLH UHQ

+RFKODXI

Beispiel Fangen

WARNUNG Bei aktiviertem "Fangen" (p1200) kann möglicherweise der Antrieb trotz Stillstand und Sollwert 0 durch den Suchstrom beschleunigt werden! Beim Betreten des Arbeitsbereichs der Motoren in diesem Zustand können deshalb Tod oder schwere Körperverletzungen oder Sachschaden auftreten.

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Umrichterfunktionen 4.2 Fangen

Hinweis Vor dem Fangen wird die Entmagnetisierungszeit abgewartet, damit sich die Spannung an den Motorklemmen abbauen kann. Sonst kommt es bei Impulsfreigabe zu hohen Ausgleichsströmen aufgrund von Phasenkurzschluss.

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● p1082 Maximaldrehzahl ● p1200 Fangen Betriebsart – 0: Fangen ist inaktiv – 1: Fangen ist immer aktiv. Start in Sollwertrichtung – 4: Fangen ist immer aktiv. Start nur in Sollwertrichtung ● p1202 Fangen Suchstrom ● p1203 Fangen Suchgeschwindigkeit ● r1204 CO/BO: Fangen U/f-Steuerung Status ● r1205 CO/BO: Fangen Vektorregelung Status

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Umrichterfunktionen 4.3 Gleichstrombremse für Asynchronmotoren

4.3

Gleichstrombremse für Asynchronmotoren

Beschreibung Bei der Funktion "Gleichstrombremse" wird dem Motor ein Gleichstrom eingeprägt, der ihn abbremst bzw. im Stillstand hält. Sie wird über P1231 konfiguriert. Die Gleichstrombremse kann zum schnellen Abbremsen des Motors im Fehlerfall oder als Betriebsart durch Diretkanwahl über den BiCo-Parameter p1230, genutzt werden. Über p2100 und p2101 können die Fehler zugewiesen werden, bei denen die Gleichstrombremse aktiv werden soll. Bei einem Wechsel des Motortyps (p0300) werden die über p2100 und p2101 geänderten Reaktionen auf Fehler- und Warnmeldungen zurückgesetzt. Der Bremsstrom und damit das Bremsmoment lassen sich über die Parametrierung in Höhe, Dauer und Einsatzfrequenz einstellen. Die Gleichstrombremsung kann einen Abbremsvorgang ab etwa < 10 Hz unterstützen. Außerdem verhindert oder minimiert sie den Anstieg der Zwischenkreisspannung im generatorsichen Abbremsvorgang, indem Energie direkt im Motor absorbiert wird. ACHTUNG Beim Aktivieren der Gleichstrombremse, kann es sein, dass sich der Motor nach Ablauf der Gleichstrombremse noch dreht, jedoch die Orientierung verloren wurde. In diesem Fall geht der Umrichter in Störung und schaltet mit OFF2 ab. Besonderheiten der Gleichstrombremse ● Wesentlich kürzere Reaktionszeit als eine mechanische Bremse ● im Stillstand kann ein Haltemoment erzeugt werden, damit können unerwünschte Bewegungen z.B. nach Positioniervorgängen unterdrückt werden. Haupteinsatzgebiete: ● Zentrifugen ● Sägen ● Schleifmaschinen. ● Förderbänder

Aktivierung der Gleichstrombremse über einen Binektor-Eingang (BI) Wird die Gleichstrombremse mit dem digitalen Eingangssignal aktiviert, so werden zunächst für die Entmagnetisierungszeit p0347 des Motors die Impulse gesperrt, um den Motor zu entmagnetisieren – der Parameter Gleichstrombremse Startdrehzahl p1234 bleibt unbeachtet. Anschließend wird der Gleichstrombremse Bremsstrom p1232 eingeprägt, solange der Eingang ausgelöst ist, um den Motor abzubremsen bzw. im Stillstand zu halten. Wird die Gleichstrombremse zurückgenommen, geht der Antrieb in seine ausgewählte Betriebsart zurück. Details zur Funktion der Gleichstrombremse als Betriebsfunktion entnehmen Sie bitte dem folgenden Diagramm.

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Umrichterfunktionen 4.3 Gleichstrombremse für Asynchronmotoren

21 4XLWWLHUXQJ

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W W

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W '&%UHPVH U  DNWLY U  W $QZDKO '&%UHPVH ¾EHU%,

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3

3

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Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 7017 Gleichstrombremse (p0300 = 1xx, Asynchronmotoren)

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● r0046 Fehlende Freigaben ● r0053 Zustandswort 1 ● p0347 Entmagnetisierungszeit ● p1226 Stillstandserkennung Drehzahlschwelle ● p1230[0...n] BI: Ankerkurzschluss/Gleichstrombremse Aktivierung ● p1231[0...n] Ankerkurzschluss/Gleichstrombremse Konfiguration ● p1232[0...n] Gleichstrombremse Bremsstrom ● p1233[0...n] Gleichstrombremse Zeitdauer ● p1234[0...n] Gleichstrombremse Startdrehzahl ● 1239.0..10 CO/BO: Ankerkurzschluss/DC-Bremse Zustandswort

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Umrichterfunktionen 4.4 Hibernation

4.4

Hibernation

Daten Parameterbereich:

2390 … 2399

Warnungen:

7324 und 7325

Fehler:

--

Funktionsplannummer:

--

Beschreibung – Betrieb Die Funktion "Hibernation" wird vor allem bei Pumpen und Lüftern eingesetzt. Typische Anwendungen sind Druck- und Temperaturregelungen. Mit dem Hibernation-Mode stoppt und startet der Umrichter den Motor abhängig von den Anlagenverhältnissen. Er kann sowohl über den Technologieregler (ohne externe Befehle über Klemmen oder Busschnittstelle) als auch über externe Sollwertvorgabe betrieben werden. Der Hibernation-Mode bringt Vorteile durch Energieeinsparung, geringeren mechanischen Verschleiß und reduzierte Lärmbelästigung. Hinweis Einschränkungen zur Sollwertvorgabe im Hibernation-Mode Im Zustand Hibernation-Mode sind die Impulse gesperrt und eine Sollwertvorgabe über MOP ist nicht möglich, da das MOP-Signal die Impulssperre nicht aufheben kann. Die Funktion "Hibernation" ist deshalb für die Sollwertvorgabe über MOP nicht geeignet.

Funktionsprinzip Der Hibernation-Mode startet, sobald der Absolutwert der Motordrehzahl unter die Hibernation-Startfrequenz abfällt. Jedoch wird der Motor erst nach Ablauf einer einstellbaren Zeit abgeschaltet. Wenn während dieser Zeit, aufgrund von Druck oder Temperaturänderungen der Frequenzsollwert über die Hibernation-Startfrequenz ansteigt, wird der Hibernation-Mode beendet und der Umrichter arbeitet im Normalbetrieb. Andernfalls schaltet der Umrichter den Motor ab, überwacht aber weiterhin den Frequenz- bzw. Technologiesollwert. Sobald dieser über eine einstellbare Schwelle ansteigt, startet der Umrichter den Motor und verlässt den Hibernation-Mode. Um häufiges Zu- bzw. Abschalten zu verhindern, kann vor dem Abschalten noch ein kurzzeitiger Drehzahlschub (Hibernation-Boost) gegeben werden. Diese Funktion kann abgeschaltet werden indem die Zeit für den Hibernation-Boost auf 0 gesetzt wird. Um insbesondere bei Flüssigkeiten Tankablagerungen zu vermeiden, ist es möglich, den Hibernation-Mode nach Ablauf einer einstellbaren Zeit zu beenden und in den Normalbetrieb umzuschalten. Die für die jeweilige Variante erforderlichen Parametereinstellungen finden sich in den folgenden Tabellen.

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Umrichterfunktionen 4.4 Hibernation

Hibernation mit Sollwertvorgabe über den internem Technologieregler Bei dieser Betriebsart muss der Technologieregler als Sollwertquelle aktiviert und als Hauptsollwert verwendet werden. Die Funktion kann sowohl mit als auch ohne HibernationBoost betrieben werden. %

PID Rückmeldung (Geber)

PID-Sollwert

:LHGHUDQODXI 3,')HKOHUS 3,')HKOHUVLJQDOΔ3,' W

f 3,'6ROOZHUWDOV +DXSWVROOZHUW I0RWRU

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S 1RUPDOEHWULHE +LEHUQDWLRQ:LHGHUDQODXIIUHTXHQ] SS 

Bild 4-2

S

W[

S

+LEHUQDWLRQ0RGHDNWLY

W

W\ 1RUPDOEHWULHE

W[ SS S W\ +LEHUQDWLRQ:LHGHUDQODXIIUHTXHQ]S S

Hibernation über Technologie-Sollwert als Hauptsollwert mit Hibernation-Boost

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Umrichterfunktionen 4.4 Hibernation

Hibernation mit externer Sollwertvorgabe Bei dieser Betriebsart wird der Sollwert über eine externe Quelle (z.B. einen Temperaturgeber ) vorgegeben); der Technologie-Sollwert kann dabei als Zusatztsollwert verwendet werden. p

6ROO'UXFN

f )UHTXHQ]VROOZHUW  $XVJDQJV)UHTXHQ] +LEHUQDWLRQ %RRVWIUHTXHQ] S +LEHUQDWLRQ :LHGHUDQODXI IUHTXHQ] I:LHGHU DQODXI2IIVHW S

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+LEHUQDWLRQ:LHGHUDQODXIIUHTXHQ] SSS

Bild 4-3

26

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W[ SS S W\ +LEHUQDWLRQ:LHGHUDQODXIIUHTXHQ]S S

Hibernation über externen Sollwert mit Hibernation-Boost

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Umrichterfunktionen 4.4 Hibernation

p

6ROO'UXFN

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Bild 4-4

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Hibernation über externen Sollwert ohne Hibernation-Boost

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Umrichterfunktionen 4.4 Hibernation

Einstellparameter für die Funktion Hibernation-Mode Tabelle 4- 1

Hauptfunktionsparameter

Parameter

Beschreibung

P2200 = …

Freigabe Technologieregler (nur erforderlich, wenn der Technologie-Sollwert als Haupt- oder Zusatzsollwert verwendet wird) 0: Technologieregler deaktiviert (Werkseinstellung), 1: Technologieregler aktiviert

P2251 = …

Technologieregler Modus (nur erforderlich, wenn der Technologie-Sollwert als Haupt- oder Zusatzsollwert verwendet wird) 0: Technologieregler als Hauptsollwert (Werkseinstellung), 1: Technologieregler als Zusatzsollwert

P2398 = …

Hibernation Mode 0: Hibernation gesperrt (Werkseinstellung) 1: Hibernation freigegeben

P2390 = …

Hibernation-Start-Drehzahl 0 (Werkseinstellung) … 650 Hz. Sobald diese Frequenz unterschritten wird, startet die HibernationVerzögerungszeit und schaltet, wenn die dort eingestellte Zeit abgelaufen ist, den Motor ab. Die HibernationStart-Frequenz wird als Offset zur Minimalfrequenz P1080 eingegeben.

P2391 = …

Hibernation-Verzögerungszeit 0 … 3599 s (Werkseinstellung 120). Die Hibernation-Verzögerungszeit startet, sobald die Ausgangsfrequenz des Umrichters unter die Hibernation-Start-Frequenz p2930 fällt. Steigt die Ausgangsfrequenz während der Verzögerugnszeit über diese Schwelle, wird die Hibernation-Verzögerungszeit abgebrochen. Andernfalls wird der Motor nach Ablauf der Verzögerungszeit (ggf. nach einem kurzen Boost) abgeschaltet.

P2392 = …

Hibernation-Wiederanlaufwert , erfrorderlich wenn der Technologie-Sollwert als Hauptsollwert verwendet wirdDer Wiederanlaufwert p2392 ist in % anzugeben. Sobald der Technologie-Sollwert den Hibernation-Wiederanlaufwert übersteigt, schaltet der Umrichter in den Normalbetrieb um und der Motor läuft mit einem Sollwert von 1,05 * (p1080 + p2390) an.

P2393 = …

Hibernation-Wiederanlaufdrehzahl (Hz), erforderlich bei externer SollwertvorgabeDer Motor läuft an, sobald der Sollwert die Wiederanlauffrequenz übersteigt. Die Wiederanlauffrequenz wird wie folgt berechnet: Absolute Wiederanlauffrequenz = P1080 + p2390 + p2393 P1080 = Minimalfrequenz p2390 = Hibernation-Start-Freqenz p2393 = Hibernation Wiederanlauffrequenz

P2394 = …

Hibernation-Boost-Dauer 0 (Werkseinstellung) … 3599 s. Bevor der Umrichter in den Hibernation-Mode umschaltet, wird der Motor für die in p2394 eingestellte Zeit entsprechend der Hochlauframpe beschleunigt, aber höchstens bis auf die in P2395 eingestellte Geschwindigkeit.

P2395 = …

Hibernation-Boost-Drehzahl 0 (Werkseinstellung) … 650 Hz. Bevor der Umrichter in den Hibernation-Mode umschaltet, wird der Motor für die in p2394 eingestellte Zeit entsprechend der Hochlauframpe beschleunigt, aber höchstens bis auf die in P2395 eingestellte Geschwindigkeit. Achtung: Stellen Sie sicher, dass durch den Hibernation-Boost kein Überdruck bzw. Überlaufen verursacht werden kann.

P2396 = …

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Hibernation Maximale Ausschaltzeit 0 (Werkseinstellung) … 863999 s. Spätestens nach Ablauf dieser Zeit, schaltet der Umrichter in den Normalbetrieb um und wird bis zur Startdrehzahl beschleunigt. (P1080 + P2390). Schaltet der Umrichter vorher in den Normalbetrieb um, so wird die Ausschaltzeit auf den in diesem Parameter eingestellten Wert zurückgesetzt.

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Umrichterfunktionen 4.4 Hibernation Tabelle 4- 2

Zusätzliche Inbetriebnahme-Parameter

Parameter

Beschreibung

P1080 = …

Mindestfrequenz 0 (Werkseinstellung) … 650 Hz. Untere Grenze der Motordrehzahl, unabhängig vom Frequenzsollwert.

Anzeigeparameter Parameter

Beschreibung

r2397

Aktuelle Boost- bzw. Startdrehzahl Aktuelle Boostdrehzahl vor Impulssperre bzw. aktuelle Startdrehzahl nach dem Wiedereinschalten.

r2399

Hibernation Zustandswort 00 Hibernation freigegeben (P2398 0) 01 Hibernation aktiv 02 Hibernation Verzögerungszeit aktiv 03 Hibernation Boost aktiv 04 Hibernation Motor ausgeschaltet 05 Hibernation Motor ausgeschaltet, zyklischer Wiederanlauf aktiv 06 Hibernation Motor läuft wieder an 07 Hibernation liefert Gesamtsollwert des Hochlaufgebers 08 Hibernation überbrückt Hochlaufgeber im Sollwertkanal

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Umrichterfunktionen 4.5 Betriebsstundenzähler und andere wichtige Umrichterdaten

4.5

Betriebsstundenzähler und andere wichtige Umrichterdaten

Systemlaufzeit gesamt Die gesamte Systemlaufzeit wird in r2114 angezeigt. ● Index 0: Millisekunden ● Index 1: Tage Wenn r2114.0 = 86.400.000 (24 Stunden) erreicht hat wird er wieder auf 0 gesetzt und r2114.1 wird um 1 hochgezählt. Der Wert wird beim Ausschalten gespeichert und nach dem Einschalten weiter gezählt.

Systemlaufzeit relativ Die relative Systemlaufzeit , Zeit seit dem letzten ON-Befehl, wird in p0969 in Millisekunden angezeigt. Nach 49 Tagen läuft der Zähler über.

Betriebsstundenzähler des Lüfters Die Betriebsstunden des Lüfters im Power Module werden in p0251 angezeigt. Der Parameter kann z.B. nach einem Lüfterwechsel auf 0 gesetzt werden.

Weitere wichtige Daten SW-Version CU

r0018

Aktuelle Pulsfrequenz

p1800

Ausgangsdrossel

p0230

Angeschlossener Motor

p0300

Betriebsmodus Steuersatz

p1810

Details zu den einzelnen Parametern finden Sie im Listenhandbuch.

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Umrichterfunktionen 4.6 Phasentausch bei falscher Drehrichtung ohne Umklemmen

4.6

Phasentausch bei falscher Drehrichtung ohne Umklemmen

Merkmale ● Keine Änderung des Drehzahl-/Momenten-soll- und -istwertes. ● Nur unter Impulssperre möglich

Beschreibung Die Ausgangsdrehrichtung des Umrichters kann über p1820 umgekehrt werden. Dadurch kann das Drehfeld geändert werden, ohne dass die Leistungsanschlüsse getauscht werden müssen.

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● r0069 Phasenstrom Istwert ● r0089 Phasenspannung Istwert ● p1820 Drehrichtungsumkehr der Ausgangsphasen (Vektor)

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Umrichterfunktionen 4.7 Motordatenidentifikation und Drehende Messung

4.7

Motordatenidentifikation und Drehende Messung

Beschreibung Es gibt zwei Arten der Motordatenidentifikation, die aufeinander aufbauen: ● Motordatenidentifikation mit p1910 (Stillstandsmessung) ● Drehende Messung mit p1960 Beide Arten können wie folgt über p1900 angewählt werden: ● p1900 = 0: => keine Motordatenidentifikation ● p1900 = 1: => Stillstandsmessung (p1910 = 1) und Drehende Messung (p1960 = 1) ● p1900 = 2: => Stillstandsmessung (p1910 = 1) Wenn ein permanenterregter Synchronmotor eingesetzt wird (p0300 =2), erfolgt mit p1900 > 1 die Aktivierung Pollageidentifikation anhand der Einstellung von p1980. Die über p1900 parametrierten Messungen werden in der folgenden Reihenfolge nach jeweiliger Freigabe des Antriebs gestartet: ● Stillstandsmessung, nach erfolgreicher Messung Impulssperre und Rücksetzen des Parameters p1910 auf 0. ● Pollageidentifikation, nach erfolgreicher Messung Impulssperre. ● Drehende Messung, nach erfolgreicher Messung Impulssperre und Rücksetzen des Parameters p1960 auf 0. ● Nach erfolgreichem Abschluss aller über p1900 aktivierten Messungen wird dieser auf 0 gesetzt. Hinweis Um die neue Reglereinstellung permanent zu halten, müssen die Daten nichtflüchtig gespeichert werden; siehe auch Abschnitt "Parameter". Der Zustand der Motordatenidentifikation kann aus Parameter r3925 ausgelesen werden. Die Identifikationen beziehen sich nur auf den aktiven Antriebsdatensatz (DDS). GEFAHR Bei der Motordatenidentifikation können vom Antrieb Bewegungen des Motors ausgelöst werden. Die NOT-AUS-Funktionen müssen bei der Inbetriebnahme funktionsfähig sein. Die einschlägigen Sicherheitsvorschriften müssen beachtet werden, um Gefahren für Mensch und Maschine auszuschließen.

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Umrichterfunktionen 4.7 Motordatenidentifikation und Drehende Messung

Motordatenidentifikation (p1910) Die Motordatenidentifikation mit p1910 dient zur Bestimmung der Motorparameter im Stillstand: ● Ersatzschaltbilddaten p1910 = 1 Aus regelungstechnischen Gründen wird unbedingt empfohlen, die Motordatenidentifikation durchzuführen, da ausgehend von den Typenschilddaten die Ersatzschaltbilddaten, der Motorkabelwiderstand, die IGBT-Durchlassspannung bzw. Kompensation der IGBTVerriegelungszeiten nur abgeschätzt werden können. So ist zum Beispiel der Ständerwiderstand für die Stabilität der geberlosen Vektorregelung bzw. für die Spannungsanhebung bei der U/f-Kennlinie von sehr hoher Bedeutung. Vor allem bei langen Zuleitungen oder bei Verwendung von Fremdmotoren ist die Motordatenidentifikation durchzuführen. Wird die Motordatenidentifikation zum ersten Mal gestartet, so werden ausgehend von den Typenschilddaten (Bemessungsdaten) mit p1910 folgende Daten ermittelt: Tabelle 4- 3

Ermittelte Daten durch p1910 Asynchronmotor

p1910 = 1

• • • • • • •

Ständerwiderstand (p0350) Läuferwiderstand (p0354) Ständerstreuinduktivität (p0356) Läuferstreuinduktivität (p0358) Hauptinduktivität (p0360) Umrichter Ventilschwellspannung (p1825) UmrichterVentilverriegelungszeiten (p1828 ... p1830)

Permanenterregter Synchronmotor • • • • •

Ständerwiderstand (p0350) Ständerinduktivität q-Achse (p0356) Ständerinduktivität d-Achse (p0357) Umrichter Ventilschwellspannung (p1825) Umrichter Ventilverriegelungszeiten (p1828 ... p1830)

Da aus den Typenschilddaten die Initialisierungswerte für die Identifikation ermittelt werden, ist für die Bestimmung der obigen Daten die korrekte bzw. konsistente Eingabe der Typenschilddaten unter Beachtung der Anschlussart (Stern/Dreieck) erforderlich. Es empfiehlt sich, den Widerstand der Motorzuleitung (p0352) vor der Stillstandsmessung (p1910) einzugeben, damit dieser bei der Berechnung des Ständerwiderstandes p0350 vom gemessenen Gesamtwiderstand abgezogen werden kann. Mit der Eingabe dieses Kabelwiderstandes wird die Genauigkeit der thermischen Widerstandsadaption vor allem bei langen Zuleitungen verbessert. Diese ist besonders bei der Vektorregelung ohne Geber für das Verhalten bei kleineren Drehzahlen verantwortlich.

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Umrichterfunktionen 4.7 Motordatenidentifikation und Drehende Messung

8PULFKWHU

.DEHO

'XUFKODVVVSDQQXQJ >9@ 3

6WHXHUVW]7RW]HLW >XV@ 3

0RWRU 6W¦QG:LGYHUNHWWHW

/¦XIHUVWUHXLQGXNW

>˖@ 3'

 3'

.DEHOZLGHUVWDQG

6W¦QGHUVWUHXLQG

/¦XIHUZLGHUVWDQG

>˖@ 3'

 3'

>˖@ 3'

5.DEHO

5V

/˰6

+DXSWLQGXNWLYLW¦W  3'

&.DEHO

Bild 4-5

/˰5

55

/0

Ersatzschaltbild Asynchronmotor und Kabel

Ist ein Ausgangsfilter (siehe p0230) vorhanden, sind dessen Daten ebenfalls vor der Stillstandsmessung einzugeben. Der Wert der Induktivität wird dann vom gemessenen Gesamtwert der Streuung abgezogen. Bei Sinusfiltern werden nur Ständerwiderstand, Ventilschwellspannung und verriegelungszeit gemessen. Hinweis Bei Streuungen größer 35 bis 40 % der Motornennimpedanz ist die Dynamik der Drehzahlund Stromregelung im Bereich der Spannungsgrenze und im Feldschwächbetrieb eingeschränkt. Hinweis Die Stillstandsmessung ist bei kaltem Motor durchzuführen. In p0625 ist die Umgebungstemperatur des Motors, die während der Messung vorliegt, schätzungsweise einzutragen (bei KTY-Sensor: p0601 einstellen und r0035 auslesen). Dies ist der Bezugspunkt für das thermische Motormodell und die thermische RS/RR-Adaption. Hinweis Um die neue Reglereinstellung permanent zu halten, müssen die Daten nichtflüchtig gespeichert werden.

Ablauf Motordatenidentifikation ● p1910 > 0 eintragen, Warnung A07991 wird angezeigt. ● Identifikation startet nach dem nächsten Einschalten. ● p1910 setzt sich auf "0" zurück (erfolgreiche Identifikation) oder Störung F07990 wird ausgegeben. ● r0047 zeigt den aktuellen Zustand der Messung an.

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Umrichterfunktionen 4.7 Motordatenidentifikation und Drehende Messung

Drehende Messung (p1960) Die "Drehende Messung" kann über p1960 oder über p1900 = 1 aktiviert werden. Hauptunterschied der Drehenden Messung im Gegensatz zur Motordatenidentifikation ist die Drehzahlregleroptimierung, bei der das Trägheitsmoment des Antriebs ermittelt und der Drehzahlregler eingestellt wird. Bei Asynchronmotoren werden außerdem die Sättigungskennlinie und der Bemessungsmagnetisierungsstrom des Motors gemessen. Wenn die drehende Messung nicht bei der in p1965 eingestellten Drehzahl durchgeführt werden soll, kann dieser Parameter vor dem Start der Messung verstellt werden. Höhere Drehzahlen werden empfohlen. Ähnliches gilt für die Drehzahl in p1961, bei der die Sättigungskennlinie bestimmt wird. Der Drehzahlregler wird entsprechend dem Dynamikfaktor p1967 nach dem symmetrischen Optimum eingestellt. p1967 ist vor dem Optimierungslauf zu setzen und wirkt sich nur auf die Berechnung der Reglerparameter aus. Stellt sich während der Messung heraus, dass mit dem angegebenen Dynamikfaktor der Antrieb nicht stabil betrieben werden kann bzw. die Drehmomentwelligkeiten zu groß sind, so wird die Dynamik automatisch reduziert und das Ergebnis in r1968 angezeigt. Nachträglich ist zu prüfen, ob der Antrieb im gesamten Stellbereich stabil läuft. Gegebenenfalls muss die Dynamik reduziert oder die Kp/Tn-Adaption des Drehzahlreglers entsprechend parametriert werden. Im Rahmen der Inbetriebnahme von Asynchronmaschinen empfiehlt sich folgende Vorgehensweise: ● Vor dem Ankuppeln der Last sollte eine komplette "Drehende Messung" (p1960 = 1) durchgeführt werden. Da die Asynchronmaschine unbelastet ist, sind hier besonders genaue Ergebnisse der Sättigungskennlinie und des Bemessungsmagnetisierungsstroms zu erwarten. ● Bei angekuppelter Last sollte die Drehzahlregleroptimierung auf Grund des veränderten Gesamtträgheitsmoments noch einmal wiederholt werden. Dies geschieht durch Anwahl des Parameters p1960 (p1960 = 3). Bei der Drehzahloptimierung wird die Aufnahme der Sättigungskennlinie automatisch im Parameter p1959 deaktiviert.

Ablauf der drehenden Messung (p1960 > 0) Folgende Messungen werden bei gesetzten Freigaben und dem nächsten Einschaltbefehl gemäß den Einstellungen in p1959 und p1960 durchgeführt. ● nur bei Asynchronmotoren: – Messung der Sättigungskennlinie (p0362 bis p0369) – Messung des Magnetisierungsstroms (p0320) und Bestimmung der Offsetspannung des Umrichters zur Offsetkompensation ● Drehzahlregleroptimierung – p1470 und p1472, wenn p1960 = 1 – Ausschalten der Kp-Adaption ● Einstellung Beschleunigungsvorsteuerung (p1496) ● Einstellung Verhältnis Trägheitsmoment Gesamt zu Motor (p0342)

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Umrichterfunktionen 4.7 Motordatenidentifikation und Drehende Messung

Hinweis Um die neue Reglereinstellung permanent zu halten, müssen die Daten nichtflüchtig gespeichert werden. Siehe Kapitel "Parameter" GEFAHR Bei der Drehzahlregleroptimierung werden vom Antrieb Bewegungen des Motors ausgelöst, die bis zur Maximaldrehzahl des Motors reichen. Die NOT-AUS-Funktionen müssen bei der Inbetriebnahme funktionsfähig sein. Die einschlägigen Sicherheitsvorschriften müssen beachtet werden, um Gefahren für Mensch und Maschine auszuschließen.

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● r0047 Status Identifikation ● p1300[0...n] Steuerungs-/Regelungs-Betriebsart ● p1900 Motordatenidentifikation und Drehende Messung ● r3925 Identifikation Abschlussanzeige ● r3927 MotId Steuerwort ● r3928 Drehende Messung Konfiguration Drehende Messung ● p1959 Drehzahlregleroptimierung Konfiguration ● p1960 Drehende Messung Auswahl ● p1961 Sättigungskennlinie Drehzahl für Ermittlung ● p1965 Drehzahlregleroptimierung Drehzahl ● p1967 Drehzahlregleroptimierung Dynamikfaktor ● r1968 Drehzahlregleroptimierung Dynamikfaktor aktuell ● r1969 Drehzahlregleroptimierung Trägheitsmoment identifiziert ● p1980 Pollageidentifikation Verfahren Motordatenidentifikation im Stillstand ● p1909[0...n] Motordatenidentifikation Steuerwort ● p1910 Motordatenindentifikation Auswahl

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Umrichterfunktionen 4.8 Wirkungsgradoptimierung

4.8

Wirkungsgradoptimierung

Beschreibung Mit der Wirkungsgradoptimierung über p1580 kann folgendes erreicht werden: ● geringere Motorverluste im Teillastbereich ● Geräuschminderung im Motor ˓VROO S 

S



S 



S 

LTVROO S U S U U 

Bild 4-6

Wirkungsgradoptimierung

Die Aktivierung dieser Funktion ist nur sinnvoll, wenn geringe dynamische Anforderungen (z. B. Pumpen und Lüfter) vorliegen. Mit p1580 = 100 % wird der Fluss in der Maschine im Leerlaufbetrieb auf den halben Sollfluss (p1570/2) reduziert. Sobald der Antrieb belastet wird, steigt der Sollfluss linear mit der Last an und erreicht bei ca. r0077 = r0331 * p1570 den in p1570 eingestellten Sollwert. Im Feldschwächbereich wird der Endwert durch den aktuellen Feldschwächgrad reduziert. Die Glättungszeit (p1582) ist auf ca. 100 bis 200 ms einzustellen. Die Flussdifferenzierung (siehe auch p1401.1) wird nach der Aufmagnetisierung intern automatisch deaktiviert.

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 6722 Feldschwächkennlinie, Id-Sollwert (ASM, p0300 = 1) ● 6723 Feldschwächreg., Flussreg. bei Asynchronmotor (p0300 = 1)

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● r0077 CO: Stromsollwerte momentenbildend ● r0331 Motor-Magnetisierungsstrom/-kurzschlussstrom (aktuell) ● p1570 CO: Flusssollwert ● p1580 Wirkungsgradoptimierung

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Umrichterfunktionen 4.9 Technologieregler

4.9

Technologieregler

Beschreibung Der Technologieregler ist als PID-Regler ausgeführt. Der Differenzierer kann dabei in den Kanal der Regelabweichung oder in den Kanal des Istwertes (Werkseinstellung) geschaltet werden. Die P-, I- und D-Anteile können separat eingestellt werden. Ein Wert von 0 bewirkt die Abschaltung des betreffenden Anteils. Über zwei Konnektoreingänge können Sollwerte vorgegeben werden. Die Sollwerte können über Parameter (p2255 und p2256) skaliert werden. Über einen Hochlaufgeber im Sollwertkanal können die Hoch-/Rücklaufzeit des Sollwertes über Parameter (p2257 und p2258) eingestellt werden. Der Soll- und Istwertkanal verfügt jeweils über ein Glättungsglied, die Glättungszeit ist über Parameter (p2261 und p2265) einstellbar. Die Sollwerte können über eigene Festsollwerte (p2201 bis p2215), Motorpotenziometer oder über Feldbus (z.B. PROFIBUS) vorgegeben werden. Eine Vorsteuerung kann über einen Konnektoreingang eingespeist werden. Der Ausgang kann über Parameter (p2295) skaliert und der Regelsinn umgedreht werden. Er kann über Parameter (p2291 und p2292) begrenzt und über einen Konnektorausgang (r2294) frei verschaltet werden. Der Istwert kann über einen Analogeingang eingespeist werden. Als Sensoren für Temperaturegelung können kann ein PT1000- oder NI1000-Temperaturfühler eingesetzt werden. Siehe auch Sensoren für die Temperaturregelung (Seite 42) . Wenn es aus regelungstechnischer Sicht erforderlich wird, einen PID-Regler einzusetzen, so wird der D-Anteil abweichend von der Werkseinstellung in die Soll-Ist-Differenz geschaltet (p2263 = 1). Dies ist immer dann erforderlich, wenn der D-Anteil auch bei Führungsgrößenänderungen wirken soll. Eine Aktivierung des D-Anteils erfolgt nur bei p2274 > 0.

4.9.1

Merkmale Mit dem Technologieregler können einfache Regelungsfunktionen realisiert werden z. B.: ● Füllstands-Regelung ● Temperatur-Regelung ● Tänzerlage-Regelung ● Druck-Regelung ● Durchfluss-Regelung ● Einfache Regelungen ohne übergeordnete Steuerung ● Zugregelung Der Technologieregler besitzt folgende Eigenschaften: ● Zwei skalierbare Sollwerte ● Skalierbares Ausgangssignal ● Eigene Festwerte ● Eigenes Motorpotenziometer

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Umrichterfunktionen 4.9 Technologieregler ● Die Ausgangs-Begrenzungen werden über Hochlaufgeber aktiviert und deaktiviert. ● Der D-Anteil kann in den Kanal der Regelabweichung oder des Istwertes geschaltet werden. ● Das Motorpotenziometer des Technologiereglers ist nur bei Impulsfreigabe des Antriebs aktiv.

4.9.2

Beispiele

Füllstandsregelung Die Aufgabenstellung ist es, den Füllstand in einem Behälter konstant zu halten. Die Realisierung erfolgt durch eine drehzahlgeregelte Pumpe in Verbindung mit einem Sensor zur Erfassung des Füllstandes. Der Füllstand wird über einen Analogeingang erkannt und zum Technologieregler weitergeleitet. Der Füllstandssollwert ist in einem Festsollwert hinterlegt. Die sich daraus ergebende Regelgröße dient als Sollwert für den Drehzahlregler.

6HQVRU

;LVW

Bild 4-7

Füllstandsregelung Applikation 7HFBUHJ.S S

;6ROO

+RFKODXIJHEHU

7HFBUHJ 6ROOZHUW S

,VWZHUW S

Bild 4-8

QBVROO S 





 7HFBUHJ7\S S



;,VW

7HFBUHJ7Q S



G GW



Füllstandsregelung: Reglerstruktur

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Umrichterfunktionen 4.9 Technologieregler Tabelle 4- 4

Wichtige Parametereinstellungen für die Füllstandsregelung

Parameter

Bedeutung

Beispiel

p1155

n_soll1 nach HLG

p1155 = r2294 Tec_reg Ausg_sig [FP 3080]

p2200

BI: Technologieregler Freigabe

p2200 = 1 Technologieregler freigegeben

p2253

CI: Technologieregler Sollwert 1

p2253 = r2224 Festsollwert wirksam [FP 7950]

p2263

Technologieregler Typ

p2263 = 1 D-Anteil ist im Fehlersignal [FP 7958]

p2264

CI: Technologieregler Istwert (XIST)

p2264 = r0755[1] Analogeingang AI1

p2280

Technologieregler p-Verstärkung

p2280 durch Optimierung ermitteln

p2285

Technologieregler Nachstellzeit

p2285 durch Optimierung ermitteln

4.9.3

Integration Die Funktion Technologieregler ist folgendermaßen ins System integriert.

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 7950 Festwerte (r0108.16 = 1) ● 7954 Motorpotenziometer (r0108.16 = 1) ● 7958 Regelung (r0108.16 = 1)

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch) Festsollwerte ● p2201[0...n] CO: Technologieregler Festwert 1 ● ... ● p2215[0...n] CO: Technologieregler Festwert 15 ● p2220[0...n] BI: Technologieregler Festwert-Auswahl Bit 0 ● p2221[0...n] BI: Technologieregler Festwert-Auswahl Bit 1 ● p2222[0...n] BI: Technologieregler Festwert-Auswahl Bit 2 ● p2223[0...n] BI: Technologieregler Festwert-Auswahl Bit 3

Motorpotenziometer ● p2230[0...n] Technologieregler Motorpotenziometer Konfiguration ● p2235[0...n] BI: Technologieregler Motorpotenziometer Sollwert höher ● p2236[0...n] BI: Technologieregler Motorpotenziometer Sollwert tiefer ● p2237[0...n] Technologieregler Motorpotenziometer Maximalwert ● p2238[0...n] Technologieregler Motorpotenziometer Minimalwert ● p2240[0...n] Technologieregler Motorpotenziometer Startwert

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Umrichterfunktionen 4.9 Technologieregler ● r2245 CO: Technologieregler Motorpotenziometer Sollwert vor HLG ● p2247[0...n] Technologieregler Motorpotenziometer Hochlaufzeit ● p2248[0...n] Technologieregler Motorpotenziometer Rücklaufzeit ● r2250 CO: Technologieregler Motorpotenziometer Sollwert nach HLG

Regelung ● p2200 BI: Technologieregler Freigabe ● p2253[0...n] CI: Technologieregler Sollwert 1 ● p2254 [0...n] CI: Technologieregler Sollwert 2 ● p2255 Technologieregler Sollwert 1 Skalierung ● p2256 Technologieregler Sollwert 2 Skalierung ● p2257 Technologieregler Hochlaufzeit ● p2258 Technologieregler Rücklaufzeit ● p2261 Technologieregler Sollwertfilter Zeitkonstante ● p2263 Technologieregler Typ ● p2264[0...n] CI: Technologieregler Istwert ● p2265 Technologieregler Istwertfilter Zeitkonstante ● p2280 Technologieregler Proportionalverstärkung ● p2285 Technologieregler Nachstellzeit ● p2289[0...n] CI: Technologieregler Vorsteuersignal ● p2295 Technologieregler Ausgang Skalierung

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41

Umrichterfunktionen 4.9 Technologieregler

4.9.4

Sensoren für die Temperaturregelung

Temperaturerfassung über PT1000/NI1000 Als Sensoren für den Technologieregler können die temperaturabhängigen Widerstände PT1000 oder NI1000 eingesetzt werden. Die Werte dieser Sensoren werden über Analogeingang 2 (p2264 = 0756) als Istwerte für den Technologieregler eingespeist. Der Anschluss erfolgt an AI2 (Klemmen 50, 51) oder AI3 (Klemmen 52, 53). Der Sensortyp wird in p0756 eingestellt. ● NI1000 Messbereich: - 88 °C … 165 °C (p0756 = 6) ● Pt1000 Messbereich: - 88 °C … 240 °C (p0756 = 7) Bei Temperaturen außerhalb dieses Bereiches, wird die Warnung A03520 "Fehler Temperatursensor" ausgegeben. Detailiertere Informationen finden Sie in r2124. Dabei gilt: ● r2124 = 21 (hex) => Erfassung über AI2, Drahtbruch oder Sensor nicht angeschlossen ● r2124 = 22 (hex) => Erfassung über AI2, Kurzschluss ● r2124 = 31 (hex) => Erfassung über AI3, Drahtbruch oder Sensor nicht angeschlossen ● r2124 = 32 (hex) => Erfassung über AI3, Kurzschluss Weitere Informationen finden Sie in der Parameterliste.

42

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5

Regel- und Steuerfunktionen 5.1

U/f-Steuerung

5.1.1

Einleitung Die einfachste Lösung eines Steuerverfahrens ist die U/f-Kennlinie. Hier wird die Ständerspannung des Motors proportional zur Ständerfrequenz gesteuert. Dieses Verfahren hat sich für eine große Breite von Anwendungen ohne hohe dynamische Anforderungen wie: ● Pumpen und Lüfter ● Bandantriebe und ähnliche Prozesse bewährt. Das Ziel der U/f-Steuerung ist es, den Fluss Φ im Motor konstant zu halten. Dabei ist dieser proportional dem Magnetisierungsstrom Iµ bzw. dem Verhältnis aus Spannung U und Frequenz f. Φ ∼ Iµ ∼ U/f Das von den Asynchronmotoren entwickelte Drehmoment M ist wiederum proportional zum Produkt (genauer gesagt dem vektoriellen Produkt Φ x I) aus Fluss und Strom. M∼ΦxI Um bei einem gegebenen Strom möglichst viel Drehmoment zu erzeugen, muss der Motor mit konstantem, möglichst großem Fluss arbeiten. Um den Fluss Φ konstant zu halten, muss somit bei einer Änderung der Frequenz f auch die Spannung U proportional verändert werden, damit ein konstanter Magnetisierungsstrom Iµ fließt. Aus diesen Grundlagen leitet sich die U/f-Kennliniensteuerung ab. 803˓ 83 1HQQSXQNWGHV 0RWRUV

0Q˓Q

83

0˓

I )HOGVWHOOEHUHLFK

6SDQQXQJVVWHOOEHUHLFK IQ

Bild 5-1

IPD[

Betriebsbereiche und Kennlinienverläufe des Asynchronmotors bei Umrichterspeisung

Bei der U/f-Kennlinie gibt es mehrere Ausprägungen, die in folgender Tabelle dargestellt sind:

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Regel- und Steuerfunktionen 5.1 U/f-Steuerung Tabelle 5- 1

U/f-Kennlinie (p1300) 9

P1300 = 0 Lineare Charakteristik Standardfall (ohne Spannungsanhebung)

9Q

S 



I

IQ 9

P1300 = 1 Lineare Charakteristik mit flux current control (FCC) Kennlinie, die die Spannungsverluste des Statorwiderstands bei statischen / dynamischen Belastungen kompensiert (flux current control FCC). Dies kommt insbesondere bei kleinen Motoren zum Tragen, da diese einen relativ hohen Statorwiderstand haben

9PD[ U S /DVWVWURP DEK¦QJLJ



I S

9

P1300 = 2 Parabolische Charakteristik Kennlinie, die den Drehmomentverlauf des Motors (z. B. Lüfter / Pumpe) berücksichtigt

9Q

a) Quadratische Kennlinie (f2-Kennlinie) b) Energieeinsparung, da die niedrige Spannung auch zu kleineren Strömen und Verlusten führt.

S  

P1300 = 3 Programmierbare Charakteristik Kennlinie, die den Drehmomentverlauf des Motors / der Maschine (z. B. Synchronmotor) berücksichtigt

IQ

I

9 9PD[ U S S S S U I 

44

IPD[ I I I I S S S S S

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Regel- und Steuerfunktionen 5.1 U/f-Steuerung P1300 = 4 ECO-Mode mit linearer Charakteristik P1300 = 7 ECO-Mode mit parabolischer Charakteristik

9

Der ECO-Mode ist für Anwendungen mit geringer Dynamik geeignet und bringt eine Energieersparnis von bis zu 40 %.

  (&2 )DNWRU

Er nutzt einem Algorithmus, der den optimalen Arbeitspunkt des Motors (im Wesentlichen abhängig von der Last und von der Drehzahl) im Bereich von 80 … 125 % der Sollwertspannung anfährt. Der Algorithmus wird aktiviert, wenn der Sollwert erreicht und für 5 s unverändert geblieben ist. Er wird deaktiviert bei Sollwertänderungen oder wenn der Vdc_max-, bzw. Vdc_min-Regler aktiv ist. Der Umrichter fährt in diesen Fällen auf 100% des Spannungssollwertes. Abhängigkeiten, die beim ECO-Mode beachtet werden sollten: Für den ECO-Mode sollte die Schlupkompensation auf 100 % eingestellt werden, um einen stabilen Istwert zu erhalten. Um eine fehlerfreie Funktion im ECO-Mode zu gewährleisten, sollte die Hochlaufgebertoleranz (p1148) verringert werden.



I

ECO, linear 9

Um den ECO-Mode auch bei (geringen) Sollwertschwankungen einsetzen zu können, kann die Hochlaufgebertoleranz über p1148 erhöht werden.

   (&2 )DNWRU

Hinweis: Der aktuelle ECO-Faktor kann wird in r1348 ausgegeben. Achtung: Lastsprünge können zum Kippen des Motors führen.

I

ECO, parabolisch P1300 = 5 Frequenzgenaue Antriebe Kennlinie, die die technologische Besonderheit einer Applikation (z. B. Textilapplikationen) berücksichtigt, a) indem die Strombegrenzung (Imax–Regler) nur die Ausgangsspannung, nicht die Ausgangsfrequenz beeinflusst bzw. b) durch Sperren der Schlupfkompensation P1300 = 6 Frequenzgenaue Antriebemit flux current control (FCC) Kennlinie, die die technologische Besonderheit einer Applikation (z. B. Textilapplikationen) berücksichtigt, a) indem die Strombegrenzung (Imax–Regler) nur die Ausgangsspannung, nicht die Ausgangsfrequenz beeinflusst bzw. b) durch Sperren der Schlupfkompensation Zusätzlich werden die Spannungsverluste des Statorwiderstands bei statischen / dynamischen Belastungen kompensiert (flux current control FCC). Dies kommt insbesondere bei kleinen Motoren zum Tragen, da diese einen relativ hohen Statorwiderstand haben. P1300 = 19 Unabhängiger Spannungssollwert Die Ausgangsspannung des Umrichters kann unabhängig von der Drehzahl durch den BICO-Parameter p1330 entweder über die Feldbusschnittstelle oder einen Analogeingang vorgegeben werden.

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Regel- und Steuerfunktionen 5.1 U/f-Steuerung

5.1.2

Spannungsanhebung Die U/f-Kennlinien liefern bei niedrigen Ausgangsfrequenzen nur eine niedrige Ausgangsspannung. Dies kann mit dem Einfluss des ohmschen Widerstands bei niedrigen Frequenzen zu einer zu geringen Ausgansspannung führen. Um dem entgegen zu wirken, kann über die Parameter p1310 bis p1312 eine Spannungsanhebung eingestellt werden, um ● die Magnetisierung des Asynchronmotors zu realisieren, ● die Last zu halten, ● die Verluste (Ohmsche Verluste in den Widerständen der Wicklungen) im System auszugleichen bzw. ● ein Losbrech- / Beschleunigungs- / Bremsmoment aufzubringen. 0RW,BEHPHVVXQJ S

8BDQKHEXQJJHVDPW U $QWU$XVJ,BPD[ U 

6SDQQXQJVDQKHEXQJSHUPDQHQW 8BDQKHEXQJSHUP 

S 0RW,BEHPHVVXQJ S



 

5B6W¦QGHUDNW U

6SDQQXQJVDQKHEXQJ EHL%HVFKOHXQLJXQJ  8BDQKHEXQJ%HVFKO



S



+RFKODXIDNWLY

0RW,BEHPHVVXQJ S

U

6SDQQXQJVDQKHEXQJ EHL$QODXI  8BDQKHEXQJ$QODXI



S



Bild 5-2

Spannungsanhebung gesamt

Hinweis Die Spannungsanhebung wirkt sich auf alle U/f-Kennlinien (p1300) aus. ACHTUNG Ein zu hoher Wert der Spannungsanhebung kann zu einer thermischen Überlastung der Motorwicklung führen.

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Regel- und Steuerfunktionen 5.1 U/f-Steuerung

Spannungsanhebung permanent (p1310) Die Spannungsanhebung ist über den gesamten Frequenzbereich wirksam, wobei der Wert bei hohen Frequenzen kontinuierlich abnimmt.

9 9PD[

9Q S

8

I

OLQ

HD

U

VJ $X

 QJ QX Q SD VV J DQ

9SHUPDQHQW



IQ S 

IPD[ S

9SHUPDQHQW S0RWRU%HPHVVXQJVVWURP [ U6W¦QGHUZLGHUVWDQGDNWXHOO [ SSHUPDQHQWH6SDQQXQJVDQKHEXQJ

Spannungsanhebung bei Beschleunigung (p1311) Die Spannungsanhebung bei Beschleunigung wirkt, wenn der Hochlaufgeber "Hochlauf aktiv" (r1199.0 = 1) zurückmeldet.

9 9PD[

QJ QX Q D VS JV Q D VJ $X DO UP R IQ 8

9Q S

9%HVFKOHXQLJXQJ

+/* DNWLY I 

IVROO

IQ S 

IPD[ S

9%HVFKOHXQLJXQJ S0RWRU%HPHVVXQJVVWURP [ U6W¦QGHUZLGHUVWDQGDNWXHOO [ S6SDQQXQJEHL%HVFKOHXQLJXQJ

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Regel- und Steuerfunktionen 5.1 U/f-Steuerung

Spannungsanhebung beim Hochlauf (p1312) Die Spannungsanhebung ist nur beim Beschleunigen aus dem Stillstand wirksam.

9 9PD[

9Q S

VJ $X 8

J XQ QQ D VS JV DQ

P RU IQ

DO

96WDUWERRVW

+/* DNWLY I 

IVROO

IQ S 

IPD[ S

96WDUWERRVW S0RWRU%HPHVVXQJVVWURP [ U6W¦QGHUZLGHUVWDQGDNWXHOO [ S6SDQQXQJVDQKHEXQJEHLP$QODXI

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 6300 U/f Kennlinie und Spannungsanhebung

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● p0304[0...n] Motor-Bemessungsspannung ● p0305[0...n] Motor-Bemessungsstrom ● r0395[0...n] Ständerwiderstand aktuell ● p1310[0...n] Spannungsanhebung permanent ● p1311[0...n] Spannungsanhebung bei Beschleunigung ● p1312[0...n] Spannungsanhebung bei Anlauf ● r1315 Spannungsanhebung gesamt

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Regel- und Steuerfunktionen 5.1 U/f-Steuerung

5.1.3

Schlupfkompensation

Beschreibung Die Schlupfkompensation ist eine Zusatzfunktion der U/f-Steuerung. Sie bewirkt, dass die Motorsolldrehzahl nsoll von Asynchronmotoren unabhängig von der Belastung (Drehmoment M1 oder M2) konstant gehalten wird. 0

0

0

Q6ROO

Bild 5-3

Q

Schlupfkompensation

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● p1335[0...n] Schlupfkompensation Skalierung – p1335 = 0.0 %: Die Schlupfkompensation ist deaktiviert. – p1335 = 100.0 %: Der Schlupf wird vollständig kompensiert. ● p1336[0...n] Schlupfkompensation Grenzwert ● r1337[0...n] Schlupfkompensation Istwert

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Regel- und Steuerfunktionen 5.1 U/f-Steuerung

5.1.4

Vdc-Regelung bei U/f-Steuerung

Funktion abhängig vom Power Module Diese Funktion gilt nur im Zusammenhang mit PM240-Power-Modulen. Mit PM250- oder PM260-Power Modulen kann die VDC-Regelung nicht eingesetzt werden.

Beschreibung Mit der Vdc-Regelung kann bei Über- bzw. Unterspannung des Zwischenkreises durch entsprechende Maßnahmen reagiert werden. ● Überspannung im Zwischenkreis – Typische Ursache: Der Antrieb arbeitet generatorisch und speist zu viel Energie in den Zwischenkreis. – Abhilfe: Durch Reduzierung des generatorischen Momentes wird die Zwischenkreisspannung innerhalb ihrer zulässigen Werte gehalten. Bei aktiviertem Vdc-Regler verlängert der Umrichter ggf. selbsttätig die Rücklaufzeit eines Antriebs, wenn durch das Stillsetzen zuviel Energie in den Zwischenkreis gelangt. Dieses Verfahren heißt Vdc_max-Regelung. ● Unterspannung im Zwischenkreis – Typische Ursache: Ausfall der Netzspannung oder der Einspeisung für den Zwischenkreis. – Abhilfe:Durch Vorgabe eines generatorischen Momentes für den drehenden Antrieb werden die vorhandenen Verluste kompensiert und damit die Spannung im Zwischenkreis stabilisiert. Dieses Verfahren heißt Vdc_min–Regelung oder kinetische Pufferung.

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Regel- und Steuerfunktionen 5.1 U/f-Steuerung

Eigenschaften Die Vdc-Regelung setzt sich aus der Vdc_max-Regelung und der Vdc_min-Regelung (kinetische Pufferung) zusammen. Sie nutzt einen PID-Regler über den der Dynamikfaktor für die Vdc_min- und Vdc_max-Regelung getrennt voneinander weicher oder härter eingestellt wird. ● Vdc_max–Regelung Mit dieser Funktion wird eine kurzzeitig auftretende generatorische Belastung ohne Abschaltung mit "Überspannung im Zwischenkreis" beherrscht. ● Vdc_min–Regelung (Kinetische Pufferung) Mit dieser Funktion wird bei einem kurzzeitigen Netzausfall die kinetische Energie des Motors für die Pufferung der Zwischenkreisspannung verwendet und dabei der Antrieb verzögert. 9GFBUHJ7Q S

9GFBPD[

9GFBUHJ.S S 9GFBUHJ.RQILJ S

9GFBPD[(LQBSHJ U 9GFBLVW U

9GFBUHJWB9RUKDOW S 9GF$XVJDQJVEHJU S

5HJHOXQJV=6:

ದ 







 



U U

 9GFBPD['\QBIDNWRU S

9GFBUHJ$XVJDQJ U +RFKODXIJHEHU 8I%HJUHQ]XQJ

9GFBUHJ7Q S 9GFBUHJ.S S 9GFBUHJ.RQILJ S

9GFBPLQ(LQBSHJ U 9GFBLVW U



9GFBUHJWB9RUKDOW S







5HJHOXQJV=6: 

ದ  



U U

9GF$XVJDQJVEHJU S

9GFBPLQ 9GFBPLQ'\QBIDNWRU S

Bild 5-4

Vdc-Regelung U/f

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51

Regel- und Steuerfunktionen 5.1 U/f-Steuerung

Vdc_max-Regelung Hinweis Zum Betrieb des Umrichters mit Bremswiderstand muss die Vdc_max-Regelung deaktiviert werden.

>9@

(LQVFKDOWSHJHO 8=ZLVFKHQNUHLV

W

9GF5HJOHUDNWLY  

W

_Q_ QLVW QVROO

W Bild 5-5

Ein-/Ausschalten der Vdc-max-Regelung

Der Einschaltpegel der Vdc_max-Regelung (r1282) wird wie folgt berechnet: ● bei ausgeschalteter automatischer Erfassung Einschaltpegel (p1294 = 0) r1282 = 1,15 * sqrt(2) *p0210 (Geräte-Anschlussspannung) ● bei eingeschalteter automatischer Erfassung Einschaltpegel (p1294 = 1) r1282 = Vdc_max - 50 V (Vdc_max: Überspannungsschwelle des Power Modules)

Vdc_min-Regelung 1HW]ZLHGHUNHKU

1HW]DXVIDOO

U 9

RKQH.,3 6W¸UXQJ)

W

9GF5HJOHUDNWLY  

W

QVROO RKQH1HW]ZLHGHUNHKU6W¸UXQJ)

PLQ

W

71HW]DXVIDOO

Bild 5-6

52

Ein-/Ausschalten der Vdc_min-Regelung (Kinetische Pufferung)

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Regel- und Steuerfunktionen 5.1 U/f-Steuerung Bei Netzausfall wird nach Unterschreiten der Vdc_min-Einschaltpegel die Vdc_min-Regelung aktiviert. Dabei wird die Zwischenkreisspannung geregelt und konstant gehalten. Die Motordrehzahl wird sich dabei verringern. Wenn das Netz wiederkehrt, steigt die Zwischenkreisspannung wieder an und 5 % oberhalb der Vdc_min-Einschaltpegel wird die Vdc_min-Regelung wieder ausgeschaltet. Der Motor wird weiter betrieben. Wenn das Netz nicht wiederkehrt, dann verringert sich die Motordrehzahl weiter. Bei Erreichen der Schwelle in p1297 kommt die Fehlermeldung F07405 (minimale Drehzahl der kinetischen Pufferung unterschritten). Wenn zusätzlich p1296 = 1 gesetzt ist, kommt nach Ablauf der in p1295 eingestellten Zeit die Fehlermeldung F07406 (maximale Dauer der kinetischen Pufferung überschritten) mit der eingestellten Reaktion (Werkseinstellung: AUS3). Hinweis Die volle Funktionaliät der Vdc_min-Regelung kann nur dann genutzt werden, wenn der Umrichter nicht bei Netzausfall - z. B. durch ein abfallendes Schütz - vom Netz getrennt wird. Das Schütz muss für diesen Fall über eine von der Versorgungspannung des Umrichters unabhängige Spannungsquelle versorgt werden.

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 6320 Vdc_max-Regler und Vdc_min-Regler

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● p1280[0...n] Vdc-Regler Konfiguration (U/f) ● r1282 Vdc_max-Regler Einschaltpegel (U/f) ● p1283[0...n] Vdc_max-Regler Dynamikfaktor (U/f) ● p1285[0...n] Vdc_min-Regler Einschaltpegel (kinetische Pufferung) (U/f) ● r1286 Vdc_min-Regler Einschaltpegel (kinetische Pufferung) (U/f) ● p1287[0...n] Vdc_min-Regler Dynamikfaktor (kinetische Pufferung) (U/f) ● p1290[0...n] Vdc-Regler Proportionalverstärkung (U/f) ● p1291[0...n] Vdc-Regler Nachstellzeit (U/f) ● p1292[0...n] Vdc-Regler Vorhaltezeit (U/f) ● p1293[0...n] Vdc-Regler Ausgangsbegrenzung (U/f) ● p1294 Vdc_max-Regler Automatische Erfassung EIN-Pegel (U/f) ● p1295[0...n] Vdc_min-Regler Zeitschwelle (U/f) ● p1296[0...n] Vdc_min-Regler Reaktion (kinetische Pufferung) (U/f) ● p1297[0...n] Vdc_min-Regler Drehzahlschwelle (U/f) ● r1298 CO: Vdc-Regler Ausgang (U/f)

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung

5.2

Vektorregelung

Vorteile der Vektorregelung Die Vektorregelung ohne Geber (SLVC) hat gegenüber der Vektor-U/f-Steuerung folgende Vorteile: ● Stabilität bei Last- und Sollwertänderungen ● Kurze Anregelzeiten bei Sollwertänderungen (–> besseres Führungsverhalten) ● Kurze Ausregelzeiten bei Laständerungen (–> besseres Störverhalten) ● Beschleunigung und Bremsen ist mit maximalem Drehmoment möglich ● Schutz des Motors durch einstellbare Drehmomentbegrenzung sowohl beim motorischen als auch generatorischen Betrieb ● Regelung des Antriebs- und Bremsmoments unabhängig von der Drehzahl ● Volles Losbrechmoment bei Drehzahl 0 möglich Hinsichtlich der Sollwertvorgabe ist die Vektorregelung unterteilt in: ● Drehzahlregelung ● Drehmoment-/Stromregelung (kurz: Drehmomentregelung)

Beschreibung Die CU230P-2 verwendet eine Vektorregelung ohne Geber (SLVC). Bei dieser Regelungsart muss prinzipiell die Lage des Flusses bzw. die Istdrehzahl über das elektrische Motormodell ermittelt werden. Dabei wird das Modell durch die zugänglichen Ströme bzw. Spannungen gestützt. Bei Frequenzen um 0 Hz ist das Modell nicht in der Lage, die Drehzahl zu ermitteln. Aus diesem Grund und wegen den Unsicherheiten in den Modellparametern bzw. Messungenauigkeiten wird in diesem Bereich vom geregelten in den gesteuerten Betrieb umgeschaltet. VORSICHT Orientierungsverlust z. B. aufgrund einer Motorüberlast Wenn der Umrichter die Orientierung verliert, ist es nicht möglich, mit einem OFF1- oder OFF3-Befehl abzuschalten. In diesem Fall ist es erforderlich, einen OFF2-Befehl auszulösen oder die Impulse mit r0054.3 zu sperren. Der Wechsel vom geregeltem in den gesteuerten Betrieb erfolgt entsprechend der folgenden Abbildung. Wenn sowohl der Sollwert am Eingang des Hochlaufgebers, als auch der Istwert unter fgesteuert liegen, wird sofort in den gesteuerten Betrieb umgeschaltet. IJHVWHXHUW S>+]@ 

54

S>@ >@

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung Beispiel für fsoll < 0,5 x fgesteuert und fist > fgesteuert I ILVW

3>+]@

IJHUHJHOW IJHVWHXHUW

 IJHVWHXHUW IVROO W U  6/9&JHVWHXHUW U  6/9&JHUHJHOW

Bild 5-7

W

Umschaltbedingung während der Anlaufphase für SLVC

Der Wechsel vom gesteuerten in den geregelten Betrieb erfolgt entsprechend der folgenden Abbildung. Wenn der Istwert den Wert von p1755 überschreitet, wird sofort in den geregelten Betrieb umgeschaltet - ohne die in p1759 eingestellte Zeit abzuwarten. Beispiel für fsoll >fgeregelt und fist > fgesteuert I ILVW IVROO IJHUHJHOW IJHVWHXHUW

3>+]@

W U  6/9&JHVWHXHUW U  6/9&JHUHJHOW

W 3

Bild 5-8

Umschaltbedingung während der Auslaufphase bis zu einem negativen Sollwert für SLVC

Beispiel für Umschaltbedingung während der Anlaufphase bis zu einem negativen Sollwert: |fsoll| > 0,5 x fgesteuert

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung I

ILVW

3>+]@

IJHUHJHOW IJHVWHXHUW  IJHVWHXHUW



 IJHVWHXHUW IJHVWHXHUW IJHUHJHOW 3>+]@ W U  6/9&JHVWHXHUW U  6/9&JHUHJHOW

W 3

Bild 5-9

3

Umschaltbedingung während der Auslaufphase bis zu einem negativen Sollwert für SLVC

Hinweis Für den gesteuerten Bereich (d. h. für niedrige Drehzahlen) kann über p1610 eine permanente Drehmomenterhöhung und über p1611 eine Drehmomenterhöhung für die Beschleunigung eingegeben werden. Damit kann das Kippen des Motors für Drehzahlen in diesem Bereich verhindert werden. Werkseinstellung ist 50 % für p1610 und 0 % für p1611. Anheben des Drehmoments über p1610 und p1611 kann insbesondere bei großen Hochbzw. Rücklaufzeiten erforderlich sein. Für die Vektorregelung ohne Drehzahl-Istwertgeber besitzt der Umrichter im unteren Frequenzbereich die folgenden herausragenden Merkmale gegenüber anderen DrehstromUmrichtern: ● Geregelter Betrieb bis herab auf ≈ 1 Hz ● Kann im geregelten Betrieb starten (unmittelbar nach dem Einschalten des Motors) ● Durchfahren des niederfrequenten Bereichs (0 Hz) im geregelten Betrieb

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung 6WDUW

I

1XOOGXUFKJDQJ

I

JHUHJHOW

JHUHJHOW

3

3

JHVWHXHUW

JHVWHXHUW W

W

3

Bild 5-10

Anlauf und Durchfahren von 0 Hz im geregelten Betrieb

Der geregelte Betrieb bis zu einem Wert von ca. 1 Hz (Auswahl über Parameter P1755) liefert folgende Vorteile, sowie die Möglichkeit für geregelten Sofortstart bei 0 Hz oder die geregelte Richtungsumkehr (Einstellung über Parameter 1750): ● Innerhalb der Regelung ist kein Umschaltvorgang erforderlich (stoßfreies Verhalten keine Frequenzeinbrüche) ● Kontinuierliche Drehzahl-Drehmomentregelung ist bis zu ca. 1 Hz möglich. Hinweis Bei der geregelten Drehrichtungsumkehr oder dem geregelten Start ab 0 Hz muss berücksichtigt werden, dass bei zu langem Verweilen (> 2 s oder > P1758) im Bereich um 0 Hz die Regelung automatisch von geregeltem auf gesteuerten Betrieb umschaltet.

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 6730 Schnittstelle zum Power Module bei Asynchronmotor (p0300 = 1)

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch Einstellparameter ● p1400 Konfiguration der Drehzahlregelung ● p1452 Filterzeit für Ist-Drehzahl (SLVC) ● p1470 Verstärkung Drehzahlregl. (SLVC) ● p1472 Nachstellzeit Drehz.r. (SLVC) ● p1477 Einstellung Integrator d. Drehz.r. ● p1478 Einstellung Integrator-Wert d. Drehz.r. ● p1488 Quelle Statik ● p1489 Skalierung Statik ● p1492 Freigabe Statik ● p1496 Skalierung Drehzahlvorsteuerung ● p1499 Skalierungsbeschleunigung Drehmomentregulierung

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung ● p1500 Auswahl des Drehmomentsollwertes ● p1501 Wechsel auf Drehmomentregelung ● p1503 Drehzahlsollwert ● p1511 Drehmoment-Zusatzsollwert ● p1520 Obere Drehmomentbegrenzung ● p1521 Untere Drehmomentbegrenzung ● p1522 Obere Drehmomentbegrenzung ● p1523 Untere Drehmomentbegrenzung ● p1525 Skal. unt. Drehmoment-Grenzwert ● p1530 Grenzwert motorische Leistung ● p1531 Grenzw. generatorische Leistung ● p1570 Festwert-Flusssollwert ● p1574 Dynamische Spannungs-Reserve ● p1580 Optimierung Wirkungsgrad ● p1582 Glättungszeit Fluss-Sollwert ● p1596 Integrationsz. Feldschw. Regler ● p1610 Konst. Drehmomentanhebung (SLVC) ● p1611 Drehmomentanheb. b. Beschleunig. (SLVC) ● p1654 Glättungszeit Isq-Sollwert ● p1715 Verstärkung Stromregler ● p1717 Nachstellzeit Stromregler ● p1740 Verstärkung Schwingungsdämpfung ● p1745 Flussabweichungsgrenzwert bei Kippen ● p1750 Steuerwort des Motormodells ● p1755 Start-Frequ. Motormodell (SLVC) ● p1756 Hysterese-Frequenz Motormodell (SLVC) ● p1758 Wartezeit Übergang auf Betriebsart Vorsteuerung ● p1759 Wartezeit Übergang auf geregelten Betrieb ● p1764 Kp der n-Anpassung (SLVC) ● p1767 Tn der n-Anpassung (SLVC) ● p1780 Steuerwort der Rs/Rr-Anpassung

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung Beobachtungsparameter ● r1407 Status 2 der Motorregelung ● r1438 Frequenzsollwert an Regler ● r1445 Gefilterter Frequenz-Istwert ● r1482 I-Anteil-Ausgang n-Regler ● r1490 Statikfrequenz ● r1508 Drehmomentsollwert ● r1515 Drehmoment-Zusatzsollwert ● r1518 Beschleunigungsmoment ● r1526 Obere Drehmomentbegrenzung ● r1527 Untere Drehmomentbegrenzung ● r1536 Strom bei max. Moment motorisch ● r1537 Strom bei max. Moment generatorisch ● r1538 Obere Drehmomentgrenze (gesamt) ● r1539 Untere Drehmomentgrenze (gesamt) ● r1583 Flusssollwert (geglättet) ● r1597 Ausgg. Feldschwächregler ● r1598 Flusssollwert (gesamt) ● r1718 Ausgang Isq-Regler ● r1719 I-Anteil-Ausgang Isq-Regler ● r1723 Ausgang Isq-Regler ● r1724 I-Anteil-Ausgang Isq-Regler ● r1725 I-Anteil-Grenze Isd-Regler ● r1728 Entkopplungsspannung ● r1746 Aktuelle Flussabweichung ● r1751 Zustandswort des Motormodells ● r1770 Prop. Ausgang der Xm-Anpassung ● r1771 Int.-Ausgang der n-Anpassung ● r1778 Flusswinkeldifferenz

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung

5.2.1

Vdc-Regelung bei Vektorregelung

Funktion abhängig vom Power Module Diese Funktion gilt nur im Zusammenhang mit PM240-Power-Modulen. Mit PM250- oder PM260-Power Modulen kann die VDC-Regelung nicht eingesetzt werden.

Beschreibung Mit der Vdc-Regelung kann bei Über- bzw. Unterspannung des Zwischenkreises durch entsprechende Maßnahmen reagiert werden. ● Überspannung im Zwischenkreis – Typische Ursache: Der Antrieb arbeitet generatorisch und speist zu viel Energie in den Zwischenkreis. – Abhilfe: Durch Reduzierung des generatorischen Momentes wird die Zwischenkreisspannung innerhalb ihrer zulässigen Werte gehalten. Bei aktiviertem Vdc-Regler verlängert der Umrichter ggf. selbsttätig die Rücklaufzeit eines Antriebs, wenn durch das Stillsetzen zuviel Energie in den Zwischenkreis gelangt. Dieses Verfahren heißt Vdc_max-Regelung. ● Unterspannung im Zwischenkreis – Typische Ursache: Ausfall der Netzspannung oder der Einspeisung für den Zwischenkreis. – Abhilfe:Durch Vorgabe eines generatorischen Momentes für den drehenden Antrieb werden die vorhandenen Verluste kompensiert und damit die Spannung im Zwischenkreis stabilisiert. Dieses Verfahren heißt Vdc_min–Regelung oder kinetische Pufferung.

Eigenschaften Die Vdc-Regelung setzt sich aus den voneinander unabhängigen Komponenten der Vdc_max-Regelung und der Vdc_min-Regelung (kinetische Pufferung) zusammen. Sie nutzt einen PID-Regler, der über je einen Dynamikfaktor für die Vdc_min- und Vdc_maxRegelung getrennt voneinander weicher oder härter eingestellt werden kann ● Vdc_max–Regelung Mit dieser Funktion wird eine kurzzeitig auftretende generatorische Belastung ohne Abschaltung mit "Überspannung im Zwischenkreis" beherrscht. ● Vdc_min–Regelung (Kinetische Pufferung) Mit dieser Funktion wird bei einem kurzzeitigen Netzausfall die kinetische Energie des Motors für die Pufferung der Zwischenkreisspannung verwendet und dabei der Antrieb verzögert.

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung Vdc_reg Tn p1251

Vdc_max

Vdc_reg Kp p1250 Vdc_reg Konfig p1240

Vdc_max Ein_peg r1242 Vdc_ist r0070

Vdc_reg t_Vorhalt p1252 0

– 1,3

Regelungs ZSW 1

1

+ 0

0

r0056 r0056.14

0

0,2

Vdc_reg_Ausgang Vdc_max Dyn_faktor p1243

r1258

Iq_soll Begrenzung

0

Vdc_reg Tn p1251 Vdc_reg t_ Vorhalt Vdc_reg Kp p1252 p1250 Vdc_reg Konfig p1240

Vdc_min Ein_peg r1246 Vdc_ist r0070

+

0

0 2,3

1

– 0

0

0,1

Regelungs ZSW 1 r0056 r0056.15

Vdc_min Vdc_min Dyn_faktor p1247

Bild 5-11

Vdc-Regelung Vektor

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung

Vdc_max-Regelung Hinweis Zum Betrieb des Umrichters mit Bremswiderstand muss die Vdc_max-Regelung deaktiviert werden.

>9@ (LQVFKDOWSHJHO 9GF

9GF5HJOHUDNWLY

W

 

W

_Q_ QLVW QVROO

W

,TVROO $

,TVROO 0RPHQWHQELOGHQGHU6WURPVROOZHUW

Bild 5-12

Ein-/Ausschalten der Vdc-max-Regelung

Der Einschaltpegel der Vdc_max-Regelung (r1242) wird wie folgt berechnet: ● bei ausgeschalteter automatischer Erfassung Einschaltpegel (p1254 = 0) r1242 = 1,15 * p0210 (Geräte-Anschlussspannung, Zwischenkreis) ● bei eingeschalteter automatischer Erfassung Einschaltpegel (p1254 = 1) r1242 = Vdc_max - 50 V (Vdc_max: Überspannungsschwelle des Power-Modules)

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung

Vdc_min-Regelung 1HW]ZLHGHUNHKU

1HW]DXVIDOO U

RKQH.,36W¸UXQJ )

9

W 9GF5HJOHU  DNWLY  W QVROO RKQH1HW]ZLHGHUNHKU6W¸UXQJ)

PLQ

71HW]DXVIDOO ,TVROO $

W W

PRWRULVFK JHQHUDWRULVFK

Bild 5-13

Ein-/Ausschalten der Vdc-min-Regelung (Kinetische Pufferung)

Bei Netzausfall wird nach Unterschreiten der Vdc_min-Einschaltpegel die Vdc_min-Regelung aktiviert. Dabei wird die Zwischenkreisspannung geregelt und konstant gehalten. Die Motordrehzahl wird sich dabei verringern. Wenn das Netz wiederkehrt, steigt die Zwischenkreisspannung wieder an und 5 % oberhalb der Vdc_min-Einschaltpegel wird die Vdc_min-Regelung wieder ausgeschaltet. Der Motor wird weiter betrieben. Wenn das Netz nicht wiederkehrt, dann verringert sich die Motordrehzahl weiter. Bei Erreichen der Schwelle in p1257 kommt die Fehlermeldung F07405 (minimale Drehzahl der kinetischen Pufferung unterschritten). Wenn zusätzlich p1256 = 1 gesetzt ist, kommt nach Ablauf der in p1255 eingestellten Zeit die Fehlermeldung F07406 (maximale Dauer der kinetischen Pufferung überschritten) mit der eingestellten Reaktion (Werkseinstellung: AUS3). Hinweis Die volle Funktionaliät der Vdc_min-Regelung kann nur dann genutzt werden, wenn der Umrichter nicht bei Netzausfall - z. B. durch ein abfallendes Schütz - vom Netz getrennt wird. Das Schütz muss für diesen Fall über eine von der Versorgungspannung des Umrichters unabhängige Spannungsquelle versorgt werden.

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 6220 Vdc_max-Regler und Vdc_min-Regler

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● p1240[0...n] Vdc-Regler Konfiguration (Reg) ● r1242 Vdc_max-Regler Einschaltpegel ● p1243[0...n] Vdc_max-Regler Dynamikfaktor (Reg) ● p1245[0...n] Vdc_min-Regler Einschaltpegel (kinetische Pufferung) (Reg) ● r1246 Vdc_min-Regler Einschaltpegel (kinetische Pufferung) (Reg) ● p1247[0...n] Vdc_min-Regler Dynamikfaktor (kinetische Pufferung) (Reg) ● p1250[0...n] Vdc-Regler Proportionalverstärkung (Reg) ● p1251[0...n] Vdc-Regler Nachstellzeit (Reg) ● p1252[0...n] Vdc-Regler Vorhaltezeit (Reg) ● p1254 Vdc_max-Regler Automatische Erfassung EIN-Pegel (Reg) ● p1256[0...n] Vdc_min-Regler Reaktion (kinetische Pufferung) (Reg) ● p1257[0...n] Vdc_min-Regler Drehzahlschwelle (Reg) ● r1258 CO: Vdc–Regler Ausgang (Reg)

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung

5.2.2

Drehzahlregler Die CU230P verwendet eine Drehzahlregelung ohne Geber (SLVC); sie enthält als Kern folgende Komponenten: ● PI-Regler ● Drehzahlregler-Vorsteuerung ● Statik Die Summe der Ausgangsgrößen bildet den Drehmomentsollwert, der mittels der Drehmomentsollwertbegrenzung auf die zulässige Größe reduziert wird.

Beschreibung Der Drehzahlregler erhält seinen Sollwert r0062 vom Sollwertkanal und den Istwert r0063 indirekt durch das Motormodell. Die Regeldifferenz wird durch den PI-Regler verstärkt und bildet zusammen mit der Vorsteuerung den Drehmomentsollwert. Bei zunehmendem Lastmoment wird bei aktiver Statik der Drehzahlsollwert proportional zurückgenommen und damit der Einzelantrieb innerhalb eines Verbunds (zwei oder mehrere Motoren mechanisch gekoppelt) bei zu großem Moment entlastet.

6WDWLN $XIVFKDOWXQJ

U U

9RU VWHXHUXQJ .SS 7QS

'UHK]DKO UHJHOXQJ U

U 



'UHK]DKOVROOZHUW U

7LS



3, 'UHK ]DKOUHJOHU

U>@

U>@

U

U

U 'UHK PRPHQW 6ROOZHUW

'UHK]DKOLVWZHUW

QXUDNWLYZHQQGLH9RUVWHXHUXQJDNWLYLHUWLVW S!

Bild 5-14

Drehzahlregelung - Übersicht

Die optimale Einstellung des Drehzahlreglers kann über die automatische Drehzahlregleroptimierung (p1960 = 1, drehende Messung) ermittelt werden. Wenn das Trägheitsmoment vorgegeben wurde, kann der Drehzahlregler (Kp, Tn) mittels automatischer Parametrierung (p0340 = 4) berechnet werden. Sollten mit diesen Einstellungen Schwingungen auftreten, ist die Drehzahlreglerverstärkung Kp manuell zu verringern. Es ist auch möglich die Drehzahlistwertglättung zu erhöhen (üblich bei Getriebelose oder hochfrequenten Torsionsschwingungen) und die Reglerberechnung erneut aufzurufen, da der Wert in die Berechnung von Kp und Tn eingeht.

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung Für die Optimierung gelten folgende Zusammenhänge: ● Wird Kp vergrößert, so wird der Regler schneller und das Überschwingen wird verkleinert. Signalrippel und Schwingungen im Drehzahlregelkreis werden jedoch verstärkt. ● Wird Tn verkleinert, so wird der Regler ebenfalls schneller. Das Überschwingen wird allerdings verstärkt. Für die manuelle Einstellung der Drehzahlregelung ist es am einfachsten, zunächst die mögliche Dynamik über Kp (und die Drehzahlistwertglättung) festzulegen, um anschließend die Nachstellzeit soweit wie möglich zu verringern. Dabei ist zu beachten, dass die Regelung auch im Feldschwächbereich stabil bleiben muss. Bei Schwingungen in der Drehzahlregelung reicht meist eine Erhöhung der Glättungszeit in p1452 oder eine Reduktion der Reglerverstärkung aus, um die Schwingungen zu dämpfen. Der Integralausgang des Drehzahlreglers kann über r1482, der begrenzte Reglerausgang über r1508 (Drehmomentsollwert) beobachtet werden.

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 6040 Drehzahlregler

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● p0340[0...n] Automatische Berechnung Regelungsparameter ● p1452[0...n] Drehzahlistwert Glättungszeit (SLVC) ● p1470[0...n] Drehzahlregler geberloser Betrieb P-Verstärkung ● p1472[0...n] Drehzahlregler geberloser Betrieb Nachstellzeit ● p1960 Drehzahlregleroptimierung Auswahl ● r0062 CO: Drehzahlsollwert nach Filter ● r0063[0...1] CO: Drehzahlistwert ● r0345[0...n] Motor-Bemessungsanlaufzeit ● r1482 CO: Drehzahlregler I-Drehmomentausgang ● r1508 CO: Drehmomentsollwert vor Zusatzmoment

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung

5.2.2.1

Drehzahlregleradaption

Beschreibung Die Drehzahlregleranpassung erfolgt üher die freie Kp_n-Adaption

S

S

 

\

$GDSWLRQVVLJQDO S 

[ 

EH]RJHQDXI S[E]ZS[

$GDSWLRQVVLJQDO S 

[

S

S

S S 

.SBQBDGDSW

'UHK]DKODEK¦QJLJH

S

.SBQ$GDSWLRQ



S

S S S

'\QDPLNUHGXNWLRQ )HOGVFKZ¦FKXQJ QXUEHLJHEHUORVHU 9HNWRUUHJHOXQJ

 

=XP 'UHK]DKO UHJOHU



S S 'UHK]DKODEK¦QJLJH

S

7QBQ$GDSWLRQ

 

Bild 5-15

7QBQBDGDSW

Kp_n- / Tn_n-Adaption

Im Feldschwächbereich kann über p1400.0 eine Dynamikreduktion eingeschaltet werden. Diese wird bei der Drehzahlregleroptimierung aktiviert, um im Grunddrehzahlbereich eine höhere Dynamik zu erreichen.

Parametrierung Im Inbetriebnahme-Tool STARTER wird die Parametriermaske "Drehzahlregler" in der Funktionsleiste mit folgendem Symbol angewählt:

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 6050 Kp_n- und Tn_n-Adaption

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● p1400 Drehzahlregelung Konfiguration ● p1470 Drehzahlregler Geberloser Betrieb P-Verstärkung ● p1472 Drehzahlregler Geberloser Betrieb Nachstellzeit Freie Kp_n-Adaption ● p1455 CI: Drehzahlregler P-Verstärkung Adaptionssignal ● p1456 Drehzahlregler P-Verstärkung Adaption Einsatzpunkt unten ● p1457 Drehzahlverstärker P-Verstärkung Adaption Einsatzpunkt oben ● p1458 Adaptionsfaktor unten ● p1459 Adaptionsfaktor oben ● p1461 Drehzahlregler P-Verstärkung Adaptionsdrehzahl oben ● p1463 Drehzahlregler Nachstellzeit Adaptionsdrehzahl oben ● p1464 Drehzahlregler Adaptionsdrehzahl unten ● p1465 Drehzahlregler Adaptionsdrehzahl oben ● p1466 CI: Drehzahlregler P-Verstärkung Skalierung

5.2.2.2

Drehzahlreglervorsteuerung Das Führungsverhalten des Drehzahlregelkreises kann dadurch verbessert werden, dass das Beschleunigungsmoment aus dem Drehzahlsollwert berechnet und dem Drehzahlregler vorgeschaltet wird. Dieser Momentensollwert mv, der sich berechnet aus PY

S ವ - ವ

GQ GW

S ವ S ವ S ವ

GQ GW

wird dem Stromregler über Anpassglieder direkt als additive Führungsgröße aufgeschaltet / vorgesteuert (Freigabe über p1496). Das Motorträgheitsmoment p0341 wird bei der Inbetriebnahme bzw. der kompletten Parametrierung (p0340 = 1) direkt berechnet. Der Faktor p0342 zwischen Gesamtträgheitsmoment J und Motorträgheitsmoment ist manuell oder mittels Drehzahlregleroptimierung zu bestimmen. Die Beschleunigung berechnet sich aus der Drehzahldifferenz über die Zeit dn/dt. Hinweis Bei Anwendung der Drehzahlregleroptimierung wird das Trägheitsmoment Gesamt zu Motor (p0342) bestimmt und die Skalierung der Beschleunigungsvorsteuerung (p1496) auf 100 % gesetzt.

68

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung

6WDWLN $XIVFKDOWXQJ %HVFKOHXQLJXQJV9RUVWHXHUXQJ p0341 p0342

r1515 r1518

p1496

S S

S r1084

 !

'UHK]DKOVROOZHUW

3,'UHK r1547[0] ]DKOUHJOHU

r1538

-

S

r1547[1]

r1539

r0079

'UHK PRPHQW 6ROOZHUW

'UHK]DKOLVWZHUW

Bild 5-16

Drehzahlregler mit Vorsteuerung

Bei richtiger Anpassung führt das dazu, dass der Drehzahlregler nur noch Störgrößen in seinem Regelkreis ausregeln muss und dies mit einer relativ kleinen Stellgrößenänderung erreicht wird. Drehzahlsollwertänderungen werden dagegen am Drehzahlregler vorbei geleitet und dadurch schneller ausgeführt. Über den Bewertungsfaktor p1496 kann die Wirkung der Vorsteuergröße je nach Anwendung angepasst werden. Mit p1496 = 100 % wird die Vorsteuerung gemäß des Motor- und Lastträgheitsmoments (p0341, p0342) berechnet. Damit der Drehzahlregler nicht gegen den aufgeschalteten Momentensollwert arbeitet, wird automatisch ein Symmetriefilter eingesetzt. Die Zeitkonstante des Symmetriefilters entspricht der Ersatzverzögerungszeit des Drehzahlregelkreises. Die Drehzahlreglervorsteuerung ist korrekt eingestellt (p1496 = 100 %, Kalibrierung über p0342), wenn sich der I-Anteil des Drehzahlreglers (r1482) während eines Hoch- bzw. Rücklaufs im Bereich n > 20 % * p0310 nicht ändert. Mit der Vorsteuerung ist es also möglich, einen neuen Drehzahlsollwert ohne Überschwingen anzufahren (Voraussetzung: die Drehmomentbegrenzung greift nicht ein und das Trägheitsmoment bleibt konstant). Wird der Drehzahlregler durch die Aufschaltung vorgesteuert, so wird der Drehzahlsollwert (r0062) mit derselben Glättung (p1452) verzögert wie der Istwert (r1445). Dadurch wird gewährleistet, dass bei Beschleunigungen keine Soll-Ist-Differenz (r0064) am Reglereingang entsteht, die allein durch die Signallaufzeit bedingt wäre. Bei der Aktivierung der Drehzahlvorsteuerung ist darauf zu achten, dass der Drehzahlsollwert stetig bzw. ohne einen größeren Störpegel vorgegeben wird (Vermeidung von Drehmomentstößen). Durch Glättung des Drehzahlsollwertes bzw. Aktivierung der Verrundungen des Hochlaufgebers p1130 – p1131 kann ein entsprechendes Signal erzeugt werden. Die Anlaufzeit r0345 (TAnlauf) ist ein Maß für das gesamte Trägheitsmoment J der Maschine und beschreibt diejenige Zeit, in der der unbelastete Antrieb mit Motornenndrehmoment r0333 (MMot,nenn) vom Stillstand zur Motornenndrehzahl p0311 (nMot,nenn) beschleunigt werden kann.

U

7$QODXI -

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Q0RWQHQQ 00RWQHQQ

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S S

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S U

69

Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung Stimmen diese Randbedingungen mit der Anwendung überein, so kann die Anlaufzeit als geringster Wert für die Hochlauf- bzw. Rücklaufzeit verwendet werden. Hinweis Die Hoch- bzw. Rücklaufzeiten (p1120; p1121) des Hochlaufgebers im Sollwertkanal sollten prinzipiell nur so schnell eingestellt werden, dass bei Beschleunigungs- und Bremsvorgängen die Motordrehzahl dem Sollwert folgen kann. Dadurch wird die optimale Funktionsfähigkeit der Drehzahlreglervorsteuerung sichergestellt.

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 6031 Vorsteuersymmetrierung, Beschleunigungsmodell ● 6040 Drehzahlregler

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● p0311[0...n] Motor–Bemessungsdrehzahl ● r0333[0...n] Motor–Bemessungsdrehmoment ● p0341[0...n] Motor-Trägheitsmoment ● p0342[0...n] Trägheitsmoment Verhältnis Gesamt zu Motor ● r0345[0...n] Motor–Bemessungsanlaufzeit ● p1400.2[0...n] Beschleunigungsvorsteuerung Quelle ● p1496[0...n] Beschleunigungsvorsteuerung Skalierung ● r1518 CO: Beschleunigungsmoment

70

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung

5.2.2.3

Statik Die Statik (Freigabe über p1492) bewirkt, dass bei zunehmendem Lastmoment der Drehzahlsollwert proportional zurückgenommen wird.

S

6WDWLN$XIVFKDOWXQJ



S 

U 

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U

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9RU VWHXHUXQJ

 U

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 3, 'UHK ]DKOUHJOHU

'UHK]DKOVROOZHUW U

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'UHK PRPHQW 6ROOZHUW

'UHK]DKOLVWZHUW

 QXUDNWLYZHQQGLH9RUVWHXHUXQJDNWLYLHUWLVWS!

Bild 5-17

Drehzahlregler mit Statik

Die Statik wirkt momentbegrenzend bei einem mechanisch an eine andere Drehzahl gekoppelten Antrieb (z. B. Leitwalze an einer Warenbahn). In Verbindung mit dem Momentensollwert eines führenden drehzahlgeregelten Antriebs ist so auch eine sehr effektive Lastverteilung realisierbar, die (im Gegensatz zur Momentenregelung oder der Lastverteilung mit Übersteuerung und Begrenzung) bei geeigneter Einstellung sogar eine weiche mechanische Kopplung oder den Fall des Schlupfens beherrscht. Bei Antrieben, die häufig mit hohen Drehzahländerungen beschleunigt und abgebremst werden, ist diese Methode nur bedingt geeignet. Die Statikrückführung wird z. B. bei Anwendungen eingesetzt, bei denen zwei oder mehrere Motoren mechanisch gekoppelt bzw. auf eine gemeinsame Welle arbeiten und die obigen Anforderungen erfüllen. Sie begrenzt die Drehmomentdifferenzen, die durch die mechanische Kopplung auftreten können, indem die Drehzahlen der einzelnen Motoren entsprechend modifiziert werden (Antrieb wird bei zu großem Moment entlastet). Voraussetzungen ● Alle gekoppelten Antriebe müssen mit Drehzahlregelung betrieben werden. ● Für die mechanisch gekoppelten Antriebe darf nur ein gemeinsamer Hochlaufgeber verwendet werden.

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 6030 Drehzahlsollwert, Statik, Beschleunigungsmodell

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● p1488[0...n] Statikeingang Quelle ● p1489[0...n] Statikrückführung Skalierung ● p1492[0...n] BI: Statikrückführung Freigabe ● r1482 CO: Drehzahlregler I-Drehmomentausgang ● r1490 CO: Statikrückführung Drehzahlreduktion

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung

5.2.3

Drehmomentregelung Bei der Drehzahlregelung, p1300 = 20, besteht die Möglichkeit, über den BICO-Parameter p1501 auf Drehmomentregelung (Folgeantrieb) umzuschalten. Diese Umschaltung ist nicht möglich, wenn mit p1300 = 22 bzw. 23 direkt die Drehmomentregelung gewählt wird. Der Drehmomentsollwert bzw. -zusatzsollwert kann über die BICO-Parameter p1503 (CI: Drehmomentsollwert) bzw. p1511 (CI: Drehmoment-Zusatzsollwert) erfolgen. Das Zusatzmoment wirkt sowohl bei der Drehmoment- als auch bei der Drehzahlregelung. Durch diese Eigenschaft ist mit dem Drehmoment-Zusatzsollwert ein Vorsteuermoment bei der Drehzahlregelung realisierbar. Hinweis Aus Sicherheitsgründen ist eine Verschaltung auf feste Drehmomentsollwerte derzeit nicht vorgesehen. Eventuell anfallende generatorische Energie, muss entweder ins Netz zurückgespeist oder über einen Bremswiderstand in Wärme umgesetzt werden.

.S

-

'UHK]DKOVROOZHUW

7Q

3, 'UHK ]DKOUHJOHU

Ti

r1547[0]

r1538

r0079

0

1

r1547[1]

'UHK]DKOLVWZHUW

r1539

'UHK PRPHQW VROOZHUW

0BVROO p1503[C] (0)

S 05HJ p1501

>@

1

 0B5HJDNWLY r1406.12

0B=XVDW]

r1407.2 r1515

p1511[C] (0)

0B=XVDW]6NDO p1512[C] (0)

0B=XVDW]6NDO  S>'@

0B=XVDW] p1513[C] (0)

Bild 5-18

Drehzahl-/Drehmomentregelung

Die Summe aus beiden Drehmomentsollwerten wird in gleicher Weise begrenzt wie der Drehmomentsollwert der Drehzahlregelung. Oberhalb der Maximaldrehzahl (p1082) reduziert ein Drehzahlbegrenzungsregler die Drehmomentgrenzen, um eine weitere Beschleunigung des Antriebs zu verhindern. Eine "echte" Drehmomentregelung (mit sich selbständig einstellender Drehzahl) ist nur im geregelten, nicht aber im gesteuerten Bereich der geberlosen Vektorregelung möglich. Im gesteuerten Bereich verstellt der Drehmomentsollwert die Solldrehzahl über einen Hochlaufintegrator (Integrationszeit ~ p1499 x p0341 x p0342). Aus diesem Grund ist die geberlose Drehmomentregelung im Bereich des Stillstands nur für Anwendungen geeignet, die dort ein Beschleunigungsmoment aber kein Lastmoment benötigen (z. B. Fahrantriebe).

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung

AUS-Reaktionen ● AUS1 und p1300 = 22 – Reaktion wie bei AUS2 ● AUS2 – Sofortige Impulslöschung, der Antrieb trudelt aus. – Eine eventuell parametrierte Motorbremse wird sofort geschlossen. – Die Einschaltsperre wird aktiviert. ● AUS3 – Umschalten in den drehzahlgeregelten Betrieb. – Der Antrieb wird durch sofortige Vorgabe von n_soll = 0 an der AUS3-Rücklauframpe (p1135) abgebremst. – Die Impulse werden gelöscht. – Stillstand wird erkannt, wenn der Drehzahlistwert die Drehzahlschwelle (p1226) unterschreitet oder wenn die bei Drehzahlsollwert ≤ Drehzahlschwelle (p1226) gestartete Überwachungszeit (p1227) abgelaufen ist. – Die Einschaltsperre wird aktiviert.

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 6060 Momentensollwert

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● p0341 Motorträgheitsmoment ● p0342 Trägheitsmoment Verhältnis Gesamt zu Motor ● p1300 Steuerungs–/Regelungs–Betriebsart ● p1499 Beschleunigung bei Drehmomentregelung Skalierung ● p1501 BI: Drehzahl–/Drehmomentregelung umschalten ● p1503 CI: Drehmomentsollwert ● p1511 CI: Zusatzdrehmoment 1 ● p1512 CI: Zusatzdrehmoment 1 Skalierung ● p1513 CI: Zusatzdrehmoment 2 ● p1514 Zusatzdrehmoment 2 Skalierung ● r1515 Zusatzdrehmoment gesamt

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung

5.2.3.1

Drehmomentbegrenzung

Beschreibung S S

'UHKPRPHQW JUHQ]HQ

U U 0LQ

U U

S

S S

Bild 5-19

6WURPJUHQ]H

/HLVWXQJV JUHQ]HQ

0D[

U

U

Drehmomentbegrenzung

Der Wert gibt das maximal zulässige Moment an, wobei unterschiedliche Grenzen für den motorischen und generatorischen Betrieb parametrierbar sind. ● p0640[0...n] Stromgrenze ● p1520[0...n] CO: Drehmomentgrenze oben/motorisch ● p1521[0...n] CO: Drehmomentgrenze unten/generatorisch ● p1522[0...n] CI: Drehmomentgrenze oben/motorisch ● p1523[0...n] CI: Drehmomentgrenze unten/generatorisch ● p1524[0...n] CO: Drehmomentgrenze oben/motorisch Skalierung ● p1525[0...n] CO: Drehmomentgrenze unten/generatorisch Skalierung ● p1530[0...n] Leistungsgrenze motorisch ● p1531[0...n] Leistungsgrenze generatorisch Die aktuellen aktiven Drehmomentgrenzwerte werden angezeigt in den Parametern: ● r0067 Antrieb Ausgangsstrom maximal ● r1526 Drehmomentgrenze oben/motorisch ohne Offset ● r1527 Drehmomentgrenze unten/generatorisch ohne Offset Die folgenden Begrenzungen wirken alle auf den Drehmomentsollwert, der entweder am Drehzahlreglerausgang bei Drehzahlregelung bzw. als Drehmomenteingang bei Momentenregelung anliegt. Von den unterschiedlichen Begrenzungen wird jeweils das Minimum bzw. das Maximum verwendet. Dieses Minimum/Maximum wird zyklisch berechnet und in den Parametern r1538, r1539 angezeigt. ● r1538 CO: Drehmomentgrenze oben wirksam ● r1539 CO: Drehmomentgrenze unten wirksam Diese zyklischen Werte begrenzen somit den Drehmomentsollwert am Drehzahlreglerausgang / Drehmomenteingang bzw. zeigen das im Augenblick max. mögliche Drehmoment an.

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung Eine im Power Module tatsächlich aufgrund der in 1538 und 1539 vorgegebenen Werte aktive Drehmomentbegrenzung wird angezeigt in: ● r1407.8 CO/BO: Drehmomentbegrenzung oben aktiv ● r1407.9 CO/BO: Drehmomentbegrenzung unten aktiv

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 6060 Momentensollwert ● 6630 Obere/Untere Momentengrenze ● 6640 Strom-/Leistungs-/Momentengrenzen

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung

5.2.4

Asynchronmotoren

5.2.4.1

Schnellmagnetisierung bei Asynchronmotoren

Beschreibung Diese Funktion kann in Verbindung mit Vektorregelung eingesetzt werden. Bei Krananwendungen werden zum Beispiel häufig mit einem Umrichter mehrere Motoren abwechselnd gefahren, so dass nach einer Datensatzumschaltung auf einen neuen Motor, dieser immer erst wieder aufmagnetisiert werden muss und so unerwünschte Wartezeiten entstehen. Diese Wartezeiten können durch eine Schnellmagnetisierung erheblich verkürzt werden.

Merkmale ● Anwendung bei Asynchronmotoren in Vektorregelung. ● Schneller Flussaufbau durch Einprägen eines feldbildenden Stroms an der Stromgrenze Dadurch erhebliche Verkürzung der Aufmagnetisierungszeit. ● Die Funktion "Fangen" arbeitet weiter im Parameter p0346. QVROO

˓VROO, ,PD[  U ˓ U U

S

QVROO

S

QVROOU

Bild 5-20

S

W

Kennlinien zur Schnellmagnetisierung

Inbetriebnahme Zur Aktivierung der Schnellmagnetisierung wird der Parameter p1401.6 =1 (Flussregelung Konfiguration) gesetzt. Dadurch werden folgende Schritte beim Einschalten durchlaufen: ● Der feldbildende Stromsollwert springt auf seinen Grenzwert: 0.9*r0067 (Imax). ● Der Fluss steigt so schnell an wie es physikalisch mit dem vorgegebenen Strom möglich ist. ● Der Flusssollwert r0083 wird entsprechend mitgeführt.

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung ● Sobald der über p1573 einstellbare Flussschwellwert erreicht ist (Defaultwert 100 %, min.: 10 % und max. 200 %), wird die Erregung beendet und der Drehzahlsollwert freigegeben. Der Flussschwellwert sollte für eine große Last nicht zu klein eingestellt werden, weil der drehmomentbildende Strom während der Aufmagnetisierungszeit begrenzt wird. Hinweis Der Flussschwellwert in Parameter p1573 hat nur einen Einfluss, wenn der Flussistwert bei der Aufmagnetisierung den Flussschwellwert p1573 schneller erreicht, als in der in p0346 eingestellten Zeit. ● Der Fluss wird weiter aufgebaut, bis der Flusssollwert p1570 erreicht ist. Hinweis Bei angewählter Schnellmagnetisierung (p1401.6 = 1) wird der Sanftanlauf intern deaktiviert und die Warnung A07416 angezeigt. Bei aktiver Identifikation des Ständerwiderstands (siehe p0621 "Identifikation Ständerwiderstand nach Wiedereinschaltung") wird die Schnellmagnetisierung intern deaktiviert und die Warnung A07416 angezeigt. Die Identifikation des Ständerwiderstands ist nur bei Vektorregelung möglich, für U/fSteuerung wird die Einstellung von P0621 ignoriert. Bei der Funktion "Fangen" (siehe p1200) hat der Parameter keinen Einfluss, d. h. es wird keine Schnellmagnetisierung durchgeführt.

Erläuterungen zu Warn- und Fehlermeldungen A07416 Antrieb: Konfiguration Flussregler Bei der Aktivierung einer über Parameter p1401(Flussregelung Konfiguration) und p0621 (Identifikation Ständerwiderstand nach Wiedereinschaltung) gesteuerten Funktion wird geprüft, ob eine andere dazu im Widerspruch stehende Funktion angewählt ist. Ist dies der Fall, so wird die Warnung A07416 angezeigt mit der Nummer des Parameters, der zur Konfiguration im Widerspruch steht, also p0621 oder p1401. Da es sich um datensatzabhängige Parameter handelt - p1401 und p0621 sind DDSabhängig - wird die Nummer des Datensatzes ebenfalls im Störwert angegeben. Die Konfiguration der Flusssteuerung (p1401) weist Widersprüche auf. Fehlerkennungen: 1 = Schnellmagnetisierung (p1401 Bit 6) zu Sanftanlauf (p1401 Bit 0) 2 = Schnellmagnetisierung (p1401 Bit 6) zu Flussaufbausteuerung (p1401 Bit 2) 3 = Schnellmagnetisierung (p1401 Bit 6) zu Rs-Identifizierung (Identifizierung Ständerwiderstand) nach Wiederanlauf (p0621 = 2)

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung Abhilfe: Zu Fehlerkennung 1: ● Sanftanlauf ausschalten: p1401 Bit 0 = 0 ● Schnellmagnetisierung ausschalten: p1401 Bit 6 = 0 Zu Fehlerkennung 2: ● Flussaufbau-Steuerung ausschalten: p1401 Bit 2 = 0 ● Schnellmagnetisierung ausschalten: p1401 Bit 6 = 0 Zu Fehlerkennung 3: ● Rs-Identifikation umparametrieren: p0621 = 0, 1 ● Schnellmagnetisierung ausschalten: p1401 Bit 6 = 0 Im STARTER ist keine Konsistenzprüfung notwendig. F07411 Antrieb: Flusssollwert beim Auferregen nicht erreicht Wenn die Stromgrenze p0640[DDS] sehr klein eingestellt wird (unter den Nennmagnetisierungsstrom p0320[DDS]), wird möglicherweise der parametrierte Flusssollwert p1570 [DDS] nie erreicht. Dann wird der Fehler F07411 ausgegeben, sobald die Zeit in p0346 (Auferregungszeit) überschritten wird. Diese ist üblicherweise deutlich größer als die Flussaufbauzeit der Schnellmagnetisierung. Reaktion: AUS2 Quittierung: sofort Mögliche Ursachen, wenn bei konfigurierter Schnellmagnetisierung (p1401 Bit6 = 1) der vorgegebene Flusssollwert nicht erreicht wird, obwohl 90 % des Maximalstroms vorgegeben werden. ● Motordaten sind falsch. ● Motordaten und Schaltungsart des Motors (Stern/Dreieck) passen nicht zusammen. ● Stromgrenze p0640 ist zu niedrig für den Motor eingestellt. ● Asynchronmotor (geberlos, gesteuert) in I2t-Begrenzung. ● Power Module ist zu klein. Abhilfe: ● Motordaten richtigstellen. ● Schaltungsart des Motors überprüfen. ● Stromgrenzen richtigstellen (p0640). ● Belastung des Asynchronmotors verringern. ● Eventuell grösseres Power Module einsetzen. ● Motorzuleitung prüfen.

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 6491 Flussregelung Konfiguration ● 6722 Feldschwächkennlinie, Id-Sollwert (ASM, p0300 = 1) ● 6723 Feldschwächregler, Flussregler (ASM, p0300 = 1)

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● p0320 [0...n] Motor-Bemessungsmagnetisierungsstrom/-kurzschlussstrom ● p0346 Motor-Auferregungszeit ● p0621[0...n] Identifikation Ständerwiderstand nach Wiedereinschaltung ● p0640[0...n] Stromgrenze ● p1401[0...n] Flussregelung Konfiguration ● p1570[0...n] CO: Flusssollwert ● p1573[0...n] Flussschwellwert Aufmagnetisierung ● p1616[0...n] Stromsollwert Glättungszeit

5.2.4.2

Hinweise zur Inbetriebnahme von Asynchronmotoren (ASM)

Ersatzschaltbild Asynchronmotor Vektor und Kabel 8PULFKWHU

.DEHO

'XUFKODVVVSDQQXQJ >9@ 3

6WHXHUVW]7RW]HLW >XV@ 3

0RWRU 6W¦QG:LGYHUNHWWHW

/¦XIHUVWUHXLQGXNW

>˖@ 3'

 3'

.DEHOZLGHUVWDQG

6W¦QGHUVWUHXLQG

/¦XIHUZLGHUVWDQG

>˖@ 3'

 3'

>˖@ 3'

5.DEHO

5V

/˰6

+DXSWLQGXNWLYLW¦W  3'

&.DEHO

Bild 5-21

80

/˰5

55

/0

Ersatzschaltbild Asynchronmotor und Kabel

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung

Asynchronmotoren rotatorisch Zur Inbetriebnahme mit STARTER oder IOP sollten folgende Werte verfügbar sein: Tabelle 5- 2

Motordaten Typenschild

Parameter

Beschreibung

Bemerkung

p0304

Motor-Bemessungsspannung

-

p0305

Motor-Bemessungsstrom

-

p0307

Motor-Bemessungsleistung

-

p0308

Motor-Bemessungsleistungsfaktor

-

p0310

Motor-Bemessungsfrequenz

-

p0311

Motor-Bemessungs-Drehzahl

-

p0335

Motorkühlart

-

Folgende Parameter sollten sofern sie bekannt sind eingegeben werden: Tabelle 5- 3

Optionale Motordaten

Parameter

Beschreibung

Bemerkung

p0320

Motor-Bemessungsmagnetisierungsstrom/kurzschlussstrom

p0322

Motor-Maximaldrehzahl

-

p0341

Motor-Trägheitsmoment

-

p0342

Trägheitsmoment Verhältnis Gesamt zu Motor

-

p0344

Motorgewicht

-

p0352

Leitungswiderstand (Anteil vom Ständerwiderstand)

-

Tabelle 5- 4

Sollte dieser Wert nicht bekannt sein, kann auch "0" eingegeben werden. Mit diesem Wert kann die Ständerstreuinduktivität (p0356, p0357) genauer berechnet werden.

Motordaten Ersatzschaltbild

Parameter

Beschreibung

Bemerkung

p0350

Motor-Ständerwiderstand kalt

-

p0354

Motor-Läuferwiderstand kalt

-

p0356

Motor-Ständerinduktivität

-

p0358

Motor-Läuferstreuinduktivität

-

p0360

Motor-Hauptinduktivität

-

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Regel- und Steuerfunktionen 5.2 Vektorregelung

Einstellmöglichkeiten ● Feldschwächung bis ca. 1,2 * Nenndrehzahl (abhängig von Anschlussspannung des Umrichters und Motordaten, siehe auch Randbedingungen) ● Fangen (nur mit zusätzlichen VSM möglich) ● Vektor Drehzahl- und Drehmomentregelung ● Vektor U/f-Steuerung für Diagnosezwecke ● Art der Motoridentifikation ● Drehzahlregler-Optimierung (drehende Messung) ● Thermischer Schutz über Temperaturfühler (PTC/KTY)

Randbedingungen Das maximale Drehmoment in Abhängigkeit von Klemmenspannung und Lastspiel kann den Motordatenblättern / Projektierungsanleitungen entnommen werden.

Inbetriebnahmeablauf Die IBN kann mit STARTER oder dem IOP erfolgen. Beide Tools bieten eine Benutzerführung. Die Motordaten können, wenn sie bekannt sind, eingegeben werden. Ansonsten werden sie anhand der Typenschilddaten geschätzt bzw. durch die Motoridentifikation oder Drehzahlregleroptimierung ermittelt.

82

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Regel- und Steuerfunktionen 5.3 Sinusfilter

5.3

Sinusfilter

Beschreibung Das Sinusfilter begrenzt die Spannungssteilheit und die kapazitiven Umladeströme, die üblicherweise beim Umrichterbetrieb auftreten. Zusätzlich werden von der Pulsfrequenz abhängige Zusatzgeräusche vermieden. Die Lebensdauer des Motors erreicht Werte wie bei direktem Netzbetrieb. VORSICHT Wenn ein Sinusfilter am Umrichter angeschlossen ist, so muss es unbedingt bei der Inbetriebnahme aktiviert werden, da sonst das Filter zerstört werden kann!

Einschränkungen bei der Verwendung von Sinusfiltern Bei der Verwendung eines Sinusfilters sind folgende Einschränkungen zu beachten: ● Die Ausgangsfrequenz ist auf maximal 150 Hz begrenzt, die Pulsfrequenz muss auf 4 kHz eingestellt sein. ● Die Modulationsart (p1802) muss auf 3 oder 4 eingestellt werden. Dadurch reduziert sich die maximale Ausgangsspannung auf ca. 85 % der Bemessungsausgangsspannung. ● Maximal zulässige Motorleitungslängen betragen: – ungeschirmte Leitung: max. 150 m – geschirmte Leitung: max. 100 m ● Weitere Einschränkungen: siehe Gerätehandbuch Hinweis Lässt sich kein Filter parametrieren (p0230 < 3), so ist für die Komponente kein Filter vorgesehen. Der Umrichter darf in diesem Fall nicht mit Sinusfilter betrieben werden. Tabelle 5- 5

Parametereinstellungen beim Einsatz von Sinusfiltern

Bestellnummer

Name

Einstellung

p0233

Leistungsteil Motordrossel

Filterinduktivität

p0234

Leistungsteil Sinusfilter Kapazität

Filterkapazität

p0290

Leistungsteil Überlastreaktion

Sperren Pulsfrequenzreduktion

p1082

Maximaldrehzahl

Fmax Filter / Polpaarzahl

p1800

Pulsfrequenz

Nominale Pulsfrequenz des Filters

p1802

Modulator Modi

Raumzeigermodulation ohne Übersteuerung

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83

6

Ein- und Ausgänge

Übersicht Auf der CU230P-2 gibt es gibt folgende digitale bzw. analoge Ein-/Ausgänge

6.1

Drei Digitalausgänge

DO0 … DO2

Sechs Digitaleingänge

DI0 … DI5

Zwei Analogeingänge

AI0 … AI1

Einen Analogausgang

AO0

Digitalausgänge

Eigenschaften ● eigene Spannungsversorgung ● Quelle über Parameter einstellbar ● Signal über Parameter invertierbar ● Status als Binektor- oder Konnektorausgangssignal Hinweis Damit die Digitalausgänge funktionieren können, muss ihre eigene Elektronikstromversorgung angeschlossen sein.

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 2230 Digitalausgänge potenzialgetrennt (DO 0 bis DO 2)

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85

Ein- und Ausgänge 6.2 Digitaleingänge

6.2

Digitaleingänge

Eigenschaften Die Digitaleingänge können sowohl High-active als auch Low-active, bzw. potenzialgetrennt, als auch potenzialgebunden verwendet werden. Für die einzelnen Varianten sind folgende Verschaltungen nötig: High active, potenzialgebunden (Bezugspotenzial der Digitaleingänge ist die Masse der Control Unit) ● Klemme 28 mit Klemme 69 überbrücken ● Eingänge der Schalter für die Digitaleingänge mit Klemme 9 (+24 V OUT) verbinden. High active, potenzialgetrennt ● Externe 24-V-Versorgung zwischen Klemme 69 und den Eingängen der Schalter für die Digitaleingänge (+24 V auf Klemme 69) Low active, potenzialgebunden (Bezugspotenzial der Digitaleingänge ist die Masse der Control Unit) ● Klemme 9 mit Klemme 69 überbrücken ● Eingänge der Schalter für die Digitaleingänge mit Klemme 28 (GND) verbinden. Low active, potenzialgetrennt ● Externe 24-V-Versorgung zwischen Klemme 69 und den Eingängen der Schalter für die Digitaleingänge (+0 V auf Klemme 69) Weitere Eigenschaften: ● Fest eingestellte Entprellung Verzögerungszeit = 1 bis 2 Stromreglertakte (p0115[0]) ● Verfügbarkeit des Eingangssignals zur weiteren Verschaltung – als Binektorausgang invertiert und nicht invertiert – als Konnektorausgang ● Simulationsbetrieb einstellbar und parametrierbar. ● Abtastzeit für Digitaleingänge/-ausgänge auf CU320 einstellbar (p0799)

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 2220 Digitaleingänge potenzialgetrennt (DI 0 ... DI 5) ● 2221 Analogeingänge als Digitaleingänge, (DI 11 ... DI 12)

86

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Ein- und Ausgänge 6.3 Analogeingänge

6.3

Analogeingänge

Eigenschaften ● Hardware-Eingangsfilter fest eingestellt ● Simulationsbetrieb parametrierbar ● Offset einstellbar ● Invertierung über Binektoreingang ● Betragsbildung einstellbar ● Rauschunterdrückung (p4068) ● Freigabe der Eingänge über Binektoreingang ● Ausgangssignal als Konnektor ● Skalierung ● Glättung ● Als zusätzliche Digitaleingänge verwendbar ACHTUNG Die Parameter p0757 bis p0760 der Skalierung begrenzen nicht die Spannungswerte/Stromwerte.

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 9566 Analogeingänge 0 und 1 (AI 0 und AI 1) ● 9568 Analogeingang 2 (AI 2)

6.4

Analogausgang

Eigenschaften ● Betragsbildung einstellbar ● Invertierung über Binektoreingang ● Glättung einstellbar ● Übertragungskennlinie einstellbar ● Ausgangssignal über Beobachtungsparameter anzeigbar ACHTUNG Die Parameter p0777 bis p0780 der Skalierung begrenzen nicht die Spannungswerte/Stromwerte.

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 9572 Analogausgänge (AO 0)

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87

7

Sollwertkanal 7.1

Beschreibung Im erweiterten Sollwertkanal werden Sollwerte aus der jeweiligen Sollwertquelle für die Motorregelung aufbereitet. Der erweiterte Sollwertkanal bildet das Verbindungselement zwischen der Sollwertquelle und der Motorregelung. Der Umrichter besitzt die Eigenschaft, welche die gleichzeitige Eingabe von Sollwerten aus zwei unabhängigen Sollwertquellen ermöglicht. Das Generieren und das anschließende Modifizieren des Gesamtsollwertes (Beeinflussen der Richtung, Frequenzausblendung, Aufwärts-/Abwärtsrampe) erfolgt im erweiterten Sollwertkanal. 6ROOZHUWTXHOOHQ

6ROOZHUWNDQDO

0RWRUUHJHOXQJ

0RWRU SRWHQ]LRPHWHU $QDORJ HLQJ¦QJH

+DXSWVROOZHUW

'UH]KDKO IHVWVROOZHUWH =XVDW]VROOZHUW

)HOGEXV

+DXSW=XVDW]VROOZHUW 6ROOZHUWVNDOLHUXQJ 'UHKULFKWXQJVEHJUHQ]XQJ 'UHKULFKWXQJVXPNHKU $XVEOHQGE¦QGHU 6ROOZHUWEHJUHQ]XQJ +RFKODXIJHEHU

0RWRUUHJHOXQJ

7LSSHQ

Bild 7-1

Übersicht über den erweiterten Sollwertkanal

Regelungsgrößen des Erweiterten Sollwertkanals ● Haupt/Zusatzsollwert, Sollwertskalierung ● Drehrichtungsbegrenzung und Drehrichtungsumschaltung ● Ausblendbänder und Sollwertbegrenzung ● Hochlaufgeber

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89

Sollwertkanal 7.1 Beschreibung

Sollwertquellen Der Sollwert der Regelung kann aus verschiedenen Quellen über BICO-Technik verschaltet werden: z. B. auf p1070 CI: Hauptsollwert (siehe Funktionsplan 3030*?*). Es gibt folgende Möglichkeiten der Sollwertvorgabe: ● Drehzahlfestsollwerte ● Motorpotenziometer ● Tippen ● Feldbus (z. B. Sollwert über PROFIBUS) ● Über Analogeingänge (Klemmen) Der Sollwert für die Motorregelung kann auch von dem Technologieregler kommen, siehe Abschnitt "Technologieregler".

90

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Sollwertkanal 7.2 Hochlaufgeber

7.2

Hochlaufgeber

Beschreibung Der Hochlaufgeber dient zur Beschleunigungsbegrenzung bei sprunghaften Änderungen des Sollwertes, und hilft somit, Laststöße im gesamten Antriebsstrang zu vermeiden. Mit der Hochlaufzeit p1120[DDS] bzw. Rücklaufzeit p1121[DDS] lassen sich unabhängig von einander eine Beschleunigungsrampe und eine Rücklauframpe einstellen. Damit ist ein geführter Übergang bei Sollwertänderungen möglich. Der Bezugswert für die Berechnung der Rampen des Hochlaufgebers ist die Maximaldrehzahl p1082[DDS]. Für den Schnellhalt (AUS3) gibt es eine speziell einstellbare Rampe über p1135 (z. B. für schnelles geführtes Stillsetzen nach Not-Aus). ● Funktionen des Hochlaufgebers: – Hoch- und Rücklauframpen – Rampe für Schnellhalt (AUS3) – Setzwerte für den Hochlaufgeber

Eigenschaften des Hochlaufgebers [

7XS

7GQ

S W S \ S W S 7XS

Bild 7-2

7GQ

Hoch- und Rücklauf

Hochlaufzeit, Tup

p1120[DDS]

Rücklaufzeit, Tdn

p1121[DDS]

AUS 3-Rücklauframpe AUS 3-Rücklaufzeit • Hochlaufgeber setzen Setzwert Hochlaufgeber Signal Hochlaufgeber setzen • Einfrieren des Hochlaufgebers (nicht im Tippbetrieb r0046.31 = 0)

p1135[DDS]

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p1144[CDS] p1143[CDS] p1141

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Sollwertkanal 7.2 Hochlaufgeber

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 1550 Sollwertkanal ● 3060 Hochlaufgeber

Parametrierung mit STARTER Im Inbetriebnahme-Tool STARTER wird die Parametriermaske "Hochlaufgeber" in der angewählt: Funktionsleiste mit dem Symbol

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch Einstellparameter ● p1115 Hochlaufgeber Auswahl ● p1120[DDS] Hochlaufgeber Hochlaufzeit ● p1121[DDS] Hochlaufgeber Rücklaufzeit ● p1130[DDS] Hochlaufgeber Anfangsverrundungszeit ● p1131[DDS] Hochlaufgeber Endverrundungszeit ● p1134[DDS] Hochlaufgeber Verrundungstyp ● p1135[DDS] AUS3 Rücklaufzeit ● p1136[DDS] AUS3 Anfangsverrundungszeit ● p1137[DDS] AUS3 Endverrundungszeit ● p1140[CDS] BI: Hochlaufgeber freigeben ● p1141[CDS] BI: Hochlaufgeber starten ● p1143[CDS] BI: Hochlaufgeber Setzwert übernehmen ● p1144[CDS] CI: Hochlaufgeber Setzwert ● p1148 [DDS] Hochlaufgeber Toleranz für Hochlauf und Rücklauf aktiv Beobachtungsparameter ● r1119 CO: Hochlaufgeber Sollwert am Eingang ● r1149 Hochlaufgeber Beschleunigung ● r1150 CO: Hochlaufgeber Drehzahlsollwert am Ausgang

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Sollwertkanal 7.3 Haupt-/Zusatzsollwert und Sollwertmodifikation

7.3

Haupt-/Zusatzsollwert und Sollwertmodifikation

Beschreibung Bei Anwendungen, bei denen die Regelgrößen von zentralen Steueranlagen generiert werden, ist häufig ein Feinabgleich vor Ort erforderlich (Korrekturgröße). Dies lässt sich elegant mit Hilfe des Zusatzsollwertes lösen, der im Summationspunkt zum Hauptsollwert addiert wrid.



+DXSWVROOZHUW

U

S>&@ 



=XVDW]VROOZHUW



U

S>&@ 

U

6NDOLHUXQJ =XVDW]VROOZHUW

+RFKODXIJHEHU

0RWRUUHJHOXQJ

S>&@

$XVEOHQGE¦QGHU 6ROOZHUWEHJUHQ]XQJHQ

6NDOLHUXQJ +DXSWVROOZHUW

'UHKULFKWXQJVEHJUHQ]XQJ 'UHKULFKWXQJVXPNHKU

Beide Größen werden dabei gleichzeitig über zwei getrennte bzw. eine Sollwertquelle eingelesen und im Sollwertkanal addiert. Abhängig von externen Bedingungen kann die Additíon dynamisch zu- oder abgeschaltet werden.

S>&@ 

Bild 7-3

Sollwertaddition, Sollwertskalierung

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 1550 Sollwertkanal ● 3030 Haupt-/Zusatzsollwert, Sollwertskalierung, Tippen

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch Einstellparameter ● p1070[C] CI: Hauptsollwert ● p1071[C] CI: Hauptsollwert Skalierung ● p1075[C] CI: Zusatzsollwert ● p1076[C] CI: Zusatzsollwert Skalierung Beobachtungsparameter ● r1073[C] CO: Hauptsollwert wirksam ● r1077[C] CO: Zusatzsollwert wirksam ● r1078[C] CO: Gesamtsollwert wirksam

Parametrierung mit STARTER Im Inbetriebnahme-Tool STARTER wird die Parametriermaske "Drehzahlsollwert" in der angewählt. Funktionsleiste mit dem Symbol Umrichterfunktionen CU230P-2 Funktionshandbuch, 03/2009, FW 4.2, A5E02430408A AA

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Sollwertkanal 7.4 AUS-Funktionen

7.4

AUS-Funktionen

Beschreibung Sowohl der Umrichter selbst auch als der Anwender müssen auf zahlreiche verschiedene Situationen reagieren und den Umrichter im Bedarfsfall stillsetzen. Aus diesem Grund sind nicht nur Betriebsanforderungen, sondern auch Umrichter-Schutzfunktionen (z. B. elektrische oder thermische Überlast) bzw. Mensch-Maschine-Schutzfunktionen zu berücksichtigen. Dank der verschiedenen Abschaltfunktionen (OFF1, OFF2, OFF3) kann der Umrichter flexibel auf die erwähnten Anforderungen reagieren.

OFF1 Der Befehl OFF1 ist direkt mit dem ON-Befehl gekoppelt. D.h. mit dem Zurücknehmen des ON-Befehls wird OFF1 aktiviert und der Motor wird mit der Rücklaufzeit P1121 (Werkseinstellung 10 s) abgebremst. Fällt die Ausgangsfrequenz unter den Wert des Parameters p1226 und ist die Zeit in p1227 abgelaufen, dann werden die Umrichterimpulse gesperrt.

I 3IPD[ 2))

IDFW

S S

W

WGRZQ2)) 3 U

 

_IDFW_ WGRZQ2)) 3   3

W

Hinweis Der OFF1-Befehl kann mithilfe der BICO-Parameter P0840 (BI: ON/OFF1) und P0842 (BI: ON/OFF1 mit Drehrichtungsumkehr) mit unterschiedlichen Befehlsquellen verknüpft werden. In der Werkseinstellung ist P0840 je entweder über die Klemmen (CU230H / CU240S) oder über die Feldbusschnittstelle vorbelegt. Der ON- und der zugehörige OFF1-Befehl müssen aus der gleichen Befehlsquelle stammen. Wird der ON/OFF1-Befehl mehr als einem Digitaleingang zugewiesen, so ist nur der zuletzt zugewiesene aktiv (z.B. DI3). OFF1 ist im Zustand "low" aktiv. Bei gleichzeitiger Auswahl der verschiedenen OFF-Befehle gilt folgende Priorität: 1. OFF2 (höchste Priorität) 2. OFF3 3. OFF1.

94

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Sollwertkanal 7.4 AUS-Funktionen

OFF2 Durch den OFF2-Befehl werden die Umrichterimpulse unverzüglich gesperrt. Das heißt, dass der Motor ausläuft und nicht geregelt herunterfährt.

I 3IPD[ IDFW

2))

W U

 

W

Hinweis Für den OFF2-Befehl können über die BICO-Parameter P0844.1 und P0845.1 gleichzeitig zwei Quellen parametriert werden. In der Werkseinstellung ist der OFF2-Befehl dem BOP zugewiesen. Diese Befehlsquelle ist auch dann noch aktiv, wenn z.B. über Klemmen eine andere Quelle definiert wird. OFF2 ist im Zustand "low" aktiv. Bei gleichzeitiger Auswahl der verschiedenen OFF-Befehle gilt folgende Priorität: 1. OFF2 (höchste Priorität) 2. OFF3 3. OFF1.

OFF3 Der OFF3-Befehl ist, mit Ausnahme der über P1135 (Werkseinstellung 5 s) unabhängig einstellbaren Rücklaufzeit, identisch mit OFF1. Hinweis Für den OFF3-Befehl können über die BICO-Parameter P0848.1 und P0849.1 gleichzeitig zwei Quellen parametriert werden.

Eingangswerte Tabelle 7- 1

Hauptfunktionsparameter

Parameter

Beschreibung

P0840 = …

ON/OFF1 mögliche Quellen: 722.x (Digitaleingang) / 2032.0 (Option Port) / 2090.0 (serielle Schnittstelle)

P0842 = …

ON Gegenrichtung/OFF1 mögliche Quelle: 722.x (Digitaleingang)

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Einstellung

95

Sollwertkanal 7.4 AUS-Funktionen Parameter

Beschreibung

Einstellung

P0844 = …

1. OFF2 mögliche Quelle: 722.x (Digitaleingang) / 2032.1 (Option Port) / 2090.1 (serielle Schnittstelle)

P0845 = …

2. OFF2 mögliche Quelle: 722.x (Digitaleingang) / 2032.1 (Option Port) / 2090.1 (serielle Schnittstelle)

P0848 = …

1. OFF3 mögliche Quelle: 722.x (Digitaleingang) / 2032.2 (Option Port) / 2090.2 (serielle Schnittstelle)

P0849 = …

2. OFF3 mögliche Quelle: 722.x (Digitaleingang) / 2032.2 (Option Port) / 2090.2 (serielle Schnittstelle)

P1121 = …

Rücklaufzeit 0 … 650 s, Standard 10 s

P1135 = …

OFF3 Rücklaufzeit 0 ... 650 s, Standard 5 s

P1226 = …

Abschaltfrequenz f_off 0 ... 10 Hz, Standard 1 Hz: Definiert den Schwellenwert der Überwachungsfunktion |f_act| > P1226

P1227 = …

Verzögerungszeit T_off 0 ... 10000 s, Standard 10 s: Definiert die Zeit, während derer der Umrichter unterhalb der Abschaltfrequenz (P1226) arbeitet, bevor ein Abschalten erfolgt.

Ausgangswert Parameter

Beschreibung

r0052.2

Antrieb läuft

96

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Sollwertkanal 7.5 Tippen

7.5

Tippen

Beschreibung Die Funktion Tippen ermöglicht z.B.: ● die Funktionalität von Motor und Umrichter nach beendeter Inbetriebnahme zu prüfen (erste Verfahrbewegung, Kontrolle der Drehrichtung usw.) ● die Positionierung eines Motors oder einer Motorlast ● einen Motor, z. B. nach einer Programmunterbrechung zu verfahren Die Funktion kann über Digitaleingänge oder Feldbus (z. B. PROFIBUS) angewählt werden. Der Sollwert wird über p1058[D] und p1059[D] vorgegeben. Bei Anliegen eines Tipp-Signals beschleunigt der Motor mit der Beschleunigungsrampe des Hochlaufgebers (bezogen auf die Maximaldrehzahl p1082; siehe Bild "Ablaufdiagramm Tippen 1 und Tippen 2") auf den Tipp-Sollwert. Nach Abwahl des Tipp-Signals wird an der Rücklauframpe des Hochlaufgebers heruntergefahren. VORSICHT Die Funktion Tippen ist nicht PROFIdrive-konform realisiert!



7LSSHQ S

'LJLWDOHLQ JDQJ

)HOGEXV



W

 

7LSSHQ S 

W

 Q

S S

Bild 7-4

S

S

S

S S

S

W

Ablaufdiagramm Tippen und AUS1

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97

Sollwertkanal 7.5 Tippen

6LJQDO 7LSSHQ 6LJQDO (,1$86 *HVDPWVROOZHUW ZLUNVDPU 6ROOZHUW7LSSHQ ZLUNVDP

Bild 7-5

Ablaufdiagramm Tippen 1 und Tippen 2

Eigenschaften Tippen ● Werden beide Tipp-Signale gleichzeitig gegeben, wird die augenblickliche Drehzahl beibehalten (Konstantfahrphase). ● Das Anfahren und Verlassen von Tippsollwerten erfolgt über den Hochlaufgeber. ● Tippen ist aus dem Zustand "Einschaltbereit" und aus der AUS1-Rücklauframpe heraus möglich. ● Falls EIN/AUS1 = "1" und Tippen gleichzeitig angewählt werden, hat EIN/AUS1 Priorität. ● AUS2 und AUS3 haben Priorität gegenüber Tippen. ● Im "Tippbetrieb" werden die Drehzahl-Hauptsollwerte (r1078) und die Zusatzsollwerte 1 und 2 (p1155 und p1160) gesperrt. ● Die Ausblendbänder (p1091 ... p1094) und die Minimalbegrenzung (p1080) im Sollwertkanal sind auch im Tippbetrieb wirksam. ● Im Tippbetrieb ist ZSWA.02 (Betrieb freigegeben) auf "0", da der Drehzahlsollwert für die Steuerung nicht freigegeben ist. ● Im Tippbetrieb (r0046.31 = 1) kann der Hochlaufgeber nicht über p1141 eingefroren werden.

Steuer- und Zustandsmeldungen Tabelle 7- 2

Steuerung Tippen

Signalname

internes Steuerwort

Binektoreingang

PROFIdrive/SiemensTelegramm 1 ... 116

0 = AUS1

STWA.0

p0840 EIN/AUS1

STW1.0

0 = AUS2

STWA.1

p0844 1. AUS2 p0845 2. AUS2

STW1.1

0 = AUS3

STWA.2

p0848 1. AUS3 p0849 2. AUS3

STW1.2

Betrieb freigeben

STWA.3

p0852 Betrieb freigegeben

STW1.3

Tippen 1

STWA.8

p1055 Tippen Bit 0

STW1.8

Tippen 2

STWA.9

p1056 Tippen Bit 1

STW1.9

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Sollwertkanal 7.5 Tippen Tabelle 7- 3

Zustandsmeldung Tippen

Signalname

internes Zustandswort

Parameter

PROFIdrive/SiemensTelegramm 1 ... 116

Einschaltbereit

ZSWA.0

r0899.0

ZSW1.0

Betriebsbereit

ZSWA.1

r0899.1

ZSW1.1

Betrieb freigegeben

ZSWA.2

r0899.2

ZSW1.2

Einschaltsperre

ZSWA.6

r0899.6

ZSW1.6

Impulse freigegeben

ZSWA.11

r0899.11

ZSW1.11

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 2610 Ablaufsteuerung - Steuerwerk ● 3030 Sollwertaddition, Sollwertskalierung, Tippen

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● p1055[CDS] BI: Tippen Bit 0 ● p1056[CDS] BI: Tippen Bit 1 ● p1058[DDS] Tippen 1 Drehzahlsollwert ● p1059[DDS] Tippen 2 Drehzahlsollwert ● p1082[DDS] Maximaldrehzahl ● p1120[DDS] Hochlaufgeber Hochlaufzeit ● p1121[DDS] Hochlaufgeber Rücklaufzeit

Parametrierung mit STARTER Im Inbetriebnahme-Tool STARTER wird die Parametriermaske "Drehzahlsollwert-Tippen" in angewählt. der Funktionsleiste mit dem Symbol

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Sollwertkanal 7.6 Drehzahlfestsollwerte

7.6

Drehzahlfestsollwerte

Beschreibung Mit dieser Funktion können Drehzahlsollwerte vorgegeben werden. Die einzelnen Drehzahlfestsollwerte werden über Parameter festgelegt und über Binektoreingänge angewählt. Durch aktivieren mehrerer Drehzahlfestsollwerte werden diese addiert. Über die Binärauswahl können aus den vier Festsollwerten 16 Kombinationen gebildet und mit einem Konnektorausgang verschaltet werden (z. B. mit Konnektoreingang p1070, Hauptsollwert, bzw. p1075, Zusatzsollwert). Bei der Direktauswahl können sowohl die vier einzelnen Festsollwerte als auch der wirksame Festsollwert (Addition der Festsollwerte p1001 … 1004) mit einem Konnektorausgang verschaltet werden (z. B. mit Konnektoreingang p1070, Hauptsollwert, bzw. p1075, Zusatzsollwert).

Eigenschaften ● Anzahl der Festsollwerte: 15 ● Auswahl der Festsollwerte: Binektoreingang Bit 0 bis 3 – Binektoreingang Bit 0, 1, 2 und 3 = 0 -> Sollwert = 0 wirksam – Nicht verwendete Binektoreingänge wirken wie "0"-Signal

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 1550 Übersichten - Sollwertkanal ● 3010 Drehzahlfestsollwerte (Binärauswahl) ● 3011 Drehzahlfestsollwerte (Direktauswahl)

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch Einstellparameter ● p1001[D] CO: Drehzahlfestsollwert 1 ● ... ● p1015[D] CO: Drehzahlfestsollwert 15 ● p1016: Festfrequenz Modus ● p1020[C] BI: Drehzahlfestsollwert-Auswahl Bit 0 ● p1021[C] BI: Drehzahlfestsollwert-Auswahl Bit 1 ● p1022[C] BI: Drehzahlfestsollwert-Auswahl Bit 2 ● p1023[C] BI: Drehzahlfestsollwert-Auswahl Bit 3

100

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Sollwertkanal 7.6 Drehzahlfestsollwerte Beobachtungsparameter ● r1024 CO: Drehzahlfestsollwert wirksam ● r1025 CO: Status Drehzahlfestsollwert ● r1197 Drehzahlfestsollwert Nummer aktuell

Parametrierung mit STARTER Im Inbetriebnahme-Tool STARTER wird die Parametriermaske "Festsollwerte" im Projektnavigator unter dem jeweiligen Antrieb durch Doppelklick auf Sollwertkanal -> Festsollwerte aktiviert.

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Sollwertkanal 7.7 Motorpotenziometer

7.7

Motorpotenziometer

Beschreibung Mit dieser Funktion wird ein elektromechanisches Potenziometer für die Sollwertvorgabe nachgebildet. Zur Sollwertvorgabe kann zwischen Handbetrieb und Automatikbetrieb umgeschaltet werden. Der vorgegebene Sollwert wird einem internen Hochlaufgeber zugeführt. Setzwerte und Anfangswerte sowie Bremsen mit AUS1 erfolgt ohne Hochlaufgeber des Motorpotenziometers. Der Ausgang des Hochlaufgebers für das Motorpotenziometer steht über einen Konnektorausgang zur weiteren Verschaltung zur Verfügung (z. B. Verschaltung mit Konnektoreingang p1070 - CI: Hauptsollwert, dann ist ein zusätzlicher Hochlaufgeber wirksam).

Eigenschaften bei Handbetrieb (p1041 = 0) ● Das Verstellen des Eingangssollwertes erfolgt getrennt für höher und tiefer über Binektoreingänge – p1035 BI: Motorpotenziometer Sollwert höher – p1036 BI: Motorpotenziometer Sollwert tiefer ● Sollwert invertierbar (p1039) ● Hochlaufgeber parametrierbar, z. B.: – Hoch-/Rücklaufzeit (p1047/p1048) bezogen auf p1082 – Setzwert (p1043/p1044) – Anfangsverrundung ein-/ausschalten (p1030.2) ● Nichtflüchtige Speicherung über p1030.3 ● Sollwert für Einschalten parametrierbar (p1030.0) – Startwert ist der Wert in p1040 (p1030.0 = 0) – Startwert ist der gespeicherte Wert (p1030.0 = 1)

Eigenschaften bei Automatikbetrieb (p1041 = 1) ● Der Eingangssollwert wird über einen Konnektoreingang (p1042) vorgegeben.x ● Das Motorpoti wirkt wie ein "normaler" Hochlaufgeber. ● Hochlaufgeber parametrierbar, z. B.: – Ein-/ausschaltbar (p1030.1) – Hoch-/Rücklaufzeit (p1047/p1048) – Setzwert (p1043/p1044) – Anfangsverrundung ein-/ausschalten (p1030.2)

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Umrichterfunktionen CU230P-2 Funktionshandbuch, 03/2009, FW 4.2, A5E02430408A AA

Sollwertkanal 7.7 Motorpotenziometer ● Nichtflüchtige Speicherung der Sollwerte über p1030.3 ● Sollwert für Einschalten parametrierbar (p1030.0) – Startwert ist der Wert in p1040 (p1030.0 = 0) – Startwert ist der gespeicherte Wert (p1030.0 = 1)

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 1550 Sollwertkanal ● 2501 Steuerwort Ablaufsteuerung ● 3020 Motorpotenziometer

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● p1030[DDS] Motorpotenziometer Konfiguration ● p1035[CDS] BI: Motorpotenziometer Sollwert höher ● p1036[CDS] BI: Motorpotenziometer Sollwert tiefer ● p1037[DDS] Motorpotenziometer Maximaldrehzahl ● p1038[DDS] Motorpotenziometer Minimaldrehzahl ● p1039[CDS] BI: Motorpotenziometer Invertierung ● p1040[DDS] Motorpotenziometer Startwert ● p1041[CDS] BI: Motorpotenziometer Hand/Automatik ● p1042[CDS] CI: Motorpotenziometer Automatik Sollwert ● p1043[CDS] BI: Motorpotenziometer Setzwert übernehmen ● p1044[CDS] CI: Motorpotenziometer Setzwert ● r1045 CO: Motorpotenziometer Drehzahlsollwert vor Hochlaufgeber ● p1047[DDS] Motorpotenziometer Hochlaufzeit ● p1048[DDS] Motorpotenziometer Rücklaufzeit ● r1050 CO: Motorpotenziometer Sollwert nach Hochlaufgeber ● p1082[DDS] Maximaldrehzahl

Parametrierung mit STARTER Im Inbetriebnahme-Tool STARTER wird die Parametriermaske "Motorpotenziometer" im Projektnavigator unter dem jeweiligen Antrieb durch Doppelklick auf Sollwertkanal -> Motorpotenziometer aktiviert.

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Sollwertkanal 7.8 Richtungsumkehr, Richtungsumkehr blockieren

7.8

Richtungsumkehr, Richtungsumkehr blockieren

Beschreibung Durch Anwahl der Richtungsumkehr p1113[CDS] kann eine Richtungsumkehr im Sollwertkanal erreicht werden. Soll hingegen verhindert werden, dass ein negativer oder positiver Sollwert über den Sollwertkanal vorgegeben wird, so kann dies über den Parameter p1110[CDS] bzw. p1111[CDS] gesperrt werden. Nachfolgende Einstellungen zur Minimaldrehzahl (p1080) im Sollwertkanal bleiben trotzdem wirksam. Der Motor kann mit der Minimaldrehzahl in negativer Richtung drehen, obwohl p1110 = 1 gesetzt ist.  3RVLWLYH'UHKULFKWXQJVSHUUHQ S>&@



Bild 7-6













$XVEOHQGE¦QGHU 6ROOZHUWEHJUHQ]XQJHQ

 'UHKULFKWXQJVXPNHKU S>&@

+RFKODXIJHEHU

0RWRUUHJHOXQJ

 1HJDWLYH'UHKULFKWXQJVSHUUHQ S>&@

Drehrichtungsbegrenzung, Richtungsumkehr

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 1550 Sollwertkanal ● 3040 Drehrichtungsbegrenzung und Drehrichtungsumschaltung

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch Einstellparameter ● p1110[CDS] BI: Drehrichtung negativ sperren ● p1111[CDS] BI: Drehrichtung positiv sperren ● p1113[CDS] BI: Richtungsumkehr

Parametrierung mit STARTER Im Inbetriebnahme-Tool STARTER wird die Parametriermaske "Drehzahlsollwert" in der angewählt. Funktionsleiste mit dem Symbol

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Sollwertkanal 7.9 Ausblendbänder und Sollwertbegrenzungen

7.9

Ausblendbänder und Sollwertbegrenzungen

Beschreibung Im Bereich von 0 U/min bis zur Solldrehzahl kann ein Antriebsstrang (z. B. Motor, Kupplung, Welle, Maschine) eine oder mehrere Resonanzstellen besitzen. Diese Resonanzen führen zu Schwingungen. Die Ausblendbänder können eingesetzt werden, um den Betrieb im Bereich von Resonanzfrequenzen zu unterdrücken. Die Grenzfrequenzen können über p1080[DDS] und p1082[DDS] eingestellt werden, außerdem hat man noch die Möglichkeit während des Betriebes diese Grenzen mit den Konnektoren p1085[CDS] und p1088[CDS] zu beeinflussen. S>'@ S

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Bild 7-7

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Ausblendbänder, Sollwertbegrenzungen

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 1550 Sollwertkanal ● 3050 Ausblendbänder und Drehzahlbegrenzungen

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch Sollwertbegrenzungen ● p1080[D] Minimaldrehzahl ● p1082[D] Maximaldrehzahl ● p1083[D] CO: Drehzahlgrenze positive Drehrichtung ● r1084 Drehzahlgrenze positiv wirksam ● p1085[C] CI: Drehzahlgrenze positive Drehrichtung ● p1086[D] CO: Drehzahlgrenze negative Drehrichtung ● r1087 Drehzahlgrenze negativ wirksam ● p1088[C] DI: Drehzahlgrenze negative Drehrichtung ● r1119 Hochlaufgeber Sollwert am Eingang

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Sollwertkanal 7.9 Ausblendbänder und Sollwertbegrenzungen Ausblendbänder ● p1091[D] Ausblenddrehzahl 1 ● ... ● p1094[D] Ausblenddrehzahl 4 ● p1101[D] Ausblenddrehzahl Bandbreite

Parametrierung mit STARTER Im Inbetriebnahme-Tool STARTER wird die Parametriermaske "Drehzahlbegrenzung" in der angewählt: Funktionsleiste mit

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8

Schutz- und Überwachungsfunktionen 8.1

Schutz des Power Modules

Beschreibung SINAMICS-Power Module besitzen einen umfassenden Schutz der einzelnen Komponenten. Tabelle 8- 1

Allgemeiner Schutz des Power Modules

Schutz gegen Überstrom1)

Schutzmaßnahmen

Reaktionen

Überwachung mit zwei Schwellen •

Erste Schwelle überschritten.

A30031, A30032, A30033 Strombegrenzung einer Phase hat angesprochen. Die Pulsung in der betreffenden Phase wird für eine Pulsperiode gesperrt. Bei zu häufiger Überschreitung erfolgt F30017 –> AUS2

•

Zweite Schwelle überschritten.

F30001 "Überstrom" –> AUS2

Überspannung1)

Vergleich der Zwischenkreisspannung mit der Hardware-Abschaltschwelle

F30002 "Überspannung" –> AUS2

Unterspannung1)

Vergleich der Zwischenkreisspannung mit der Hardware-Abschaltschwelle

F30003 "Unterspannung" –> AUS2

Kurzschluss1)

Zweite Schwelle der Überwachung auf Überstrom

F30001 "Überstrom" –> AUS2

Erdschluss

Überwachung der Summe aller Phasenströme

Nach Überschreitung der Schwelle in p0287: F30021 "Leistungsteil: Erdschluss" --> AUS2 Hinweis: Die Summe aller Phasenströme wird in r0069[6] angezeigt, der Wert in p0287[1] muss zum Betrieb größer eingestellt sein als die Summe der Phasenströme bei intakter Isolierung.

1) Die Überwachungsschwellen sind fest im Umrichter hinterlegt und können nicht verändert werden.

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Schutz- und Überwachungsfunktionen 8.2 Thermische Überwachungen und Überlastreaktionen

8.2

Thermische Überwachungen und Überlastreaktionen

Beschreibung Vordergründige Aufgabe bei der thermischen Leistungsteilüberwachung ist, kritische Zustände zu erkennen. Es stehen nach Überschreiten von Warnschwellen parametrierbare Reaktionsmöglichkeiten zur Verfügung, die ein weiteres Betreiben (z. B. mit reduzierter Leistung) ermöglichen und ein sofortiges Abschalten verhindern. Folgende thermische Überwachungen stehen zur Verfügung: ● I2t-Überwachung - A07805 - F30005 Die I2t-Überwachung dient dem Schutz von Komponenten, die eine im Vergleich zu den Halbleitern große thermische Zeitkonstante aufweisen. Eine Überlast im Hinblick auf I2t liegt vor, wenn die Umrichterauslastung r0036 einen Wert größer 100 % anzeigt (Auslastung in % bezogen auf Nennbetrieb). ● Kühlkörpertemperatur - A05000 - F30004 Die Überwachung der Kühlkörpertemperatur r0037 der Leistungshalbleiter (IGBT). ● Leistungsteil: Übertemperatur Thermisches Modell. A05006 - F30024 ● Chip-Temperatur - A05001 - F30025 Zwischen der Sperrschicht des IGBT und dem Kühlkörper können erhebliche Temperaturdifferenzen auftreten. Diese Differenzen werden durch die Chiptemperatur r0037 berücksichtigt und überwacht. Bei Auftreten einer Überlast hinsichtlich einer dieser drei Überwachungen erfolgt zuerst eine Warnung. Die Warnschwelle p0294 (I2t-Überwachung) ist relativ zu den Abschaltwerten parametrierbar.

Beispiel Die Warnschwelle für die Temperaturüberwachung der Chiptemperatur ist ab Werk auf 15 Kelvin (K) eingestellt, für die Temperaturüberwachung des Kühlkörpers und der Zuluft sind 5 K eingestellt. D. h., dass 15 K bzw. 5 K unterhalb der Abschaltschwelle die Warnung "Übertemperatur, Überlast" ausgelöst wird. Gleichzeitig mit der Warnung erfolgt die Einleitung der parametrierten Reaktionen über p0290. Mögliche Reaktionen dabei sind: ● Reduktion der Pulsfrequenz (p0290 = 2, 3) Dies ist eine sehr wirksame Methode, Verluste im Leistungsteil zu reduzieren, da die Schaltverluste einen sehr hohen Anteil an den Gesamtverlusten aufweisen. In vielen Anwendungsfällen kann eine temporäre Verringerung der Pulsfrequenz zu Gunsten einer Aufrechterhaltung des Prozesses toleriert werden. Nachteil: Durch die Pulsfrequenzreduktion wird die Stromwelligkeit erhöht, was eine Vergrößerung des Momentenrippels an der Motorwelle (bei kleinem Trägheitsmoment) und eine Erhöhung des Geräuschpegels zur Folge haben kann. Auf die Dynamik des Stromregelkreises hat die Pulsfrequenzreduktion keinen Einfluss, da die Abtastzeit der Stromregelung konstant bleibt!

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Schutz- und Überwachungsfunktionen 8.2 Thermische Überwachungen und Überlastreaktionen ● Reduktion der Ausgangsfrequenz (p0290 = 0,2) Diese Variante ist dann vorteilhaft, wenn eine Pulsfrequenzreduktion nicht erwünscht ist bzw. die Pulsfrequenz bereits auf die niedrigste Stufe gestellt ist. Weiterhin sollte die Last eine lüfterähnliche Charakteristik haben, d. h. eine quadratische Momentenkennlinie bei fallender Drehzahl. Die Reduzierung der Ausgangsfrequenz bewirkt dabei eine deutliche Verringerung des Umrichter-Ausgangstroms, und führt damit ebenfalls zu einer Verringerung der Verluste im Leistungsteil. ● Keine Reduktion (p0290 = 1) Diese Option sollte gewählt werden, wenn weder eine Pulsfrequenzreduktion noch eine Verringerung des Ausgangsstroms in Frage kommen. Der Umrichter verändert dabei seinen Arbeitspunkt nach Überschreiten der Warnschwelle nicht, so dass der Antrieb bis zum Erreichen der Abschaltwerte weiter betrieben werden kann. Nach Erreichung der Abschaltschwelle schaltet sich der Umrichter mit der Störung "Übertemperatur, Überlast" ab. Die Zeit bis zur Abschaltung ist jedoch nicht definiert und hängt von der Höhe der Überlast ab. Es kann lediglich die Warnschwelle verändert werden, um damit eine frühere Warnung zu erhalten, und gegebenenfalls von außen in den Antriebsprozess einzugreifen (z. B. Lastreduktion, Absenken der Umgebungstemperatur).

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 8014 Thermische Überwachung Leistungsteil

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● r0036 Leistungsteil Überlast ● r0037 Temperaturen Leistungsteil ● p0290 Leistungsteil-Überlastreaktion ● p0294 Warnschwelle I2t-Überlast Leistungsteil

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Schutz- und Überwachungsfunktionen 8.3 Blockierschutz

8.3

Blockierschutz

Beschreibung Die Fehlermeldung "Motor blockiert" wird nur dann ausgelöst, wenn die Drehzahl des Antriebes unterhalb der einstellbaren Drehzahlschwelle in p2175 liegt. Bei Vektorregelung muss noch die Bedingung erfüllt sein, dass sich der Drehzahlregler an der Begrenzung befindet, bei U/f-Steuerung muss die Stromgrenze erreicht sein. Nach Ablauf der Einschaltverzögerung p2177 wird die Meldung "Motor blockiert" und die Störung F7900 erzeugt. PLQ S

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Blockierschutz

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 8012 Drehmomentmeldungen, Motor blockiert/gekippt

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● p2175 Drehzahlschwelle Motor blockiert ● p2177 Verzögerungszeit Motor blockiert

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Schutz- und Überwachungsfunktionen 8.4 Kippschutz (nur bei Vektorregelung)

8.4

Kippschutz (nur bei Vektorregelung)

Beschreibung Wenn im Bereich kleiner Drehzahlen (kleiner p1755 * p1756) der in p1745 eingestellte Fehlerschwellwert überschritten wird, dann wird r1408.12 (Motor gekippt) gesetzt. Nach Ablauf der Verzögerungszeit in p2178 wird die Störung F7902 (Motor gekippt) ausgelöst.

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 6730 Stromregelung ● 8012 Drehmomentmeldungen, Motor blockiert/gekippt

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● r1408 CO/BO: Regelungs-Zustandswort 3 ● p1745 Motormodell Fehlerschwellwert Kipperkennung ● p1755 Motormodell Umschaltdrehzahl geberloser Betrieb ● p1756 Motormodell Umschaltdrehzahl Hysterese ● p2178 Verzögerungszeit Motor gekippt

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Schutz- und Überwachungsfunktionen 8.5 Thermische Motorüberwachung

8.5

Thermische Motorüberwachung

Übersicht Bei der thermischen Motorüberwachung wird in Abhängigkeit vom Motortyp, dem gemessenem Motorstrom und einem evtl. vorhandenem Motortemperaturfühler anhand eines Motormodells die Motortemperatur berechnet. Die thermische Motorüberwachung kann für Asynchronmotoren und für Synchronmotoren eingesetzt werden. Hinweis Über p0610 können unterschiedliche Reaktionen auf das Überschreiten der Warnschwellen bei der thermischen Motorüberwachung parametriert werden; z. B. reduzieren der Leistung, um sofortiges Abschalten verhindern.

Asynchronmotoren Zur Berechnung der Motortemperatur bei Asynchronmotoren kann das thermische Motormodell (p0612) verwendet werden. Siehe auch Funktionsplan 8016 "Thermische Überwachung Motor". Für Asynchronmotoren ist beim Umrichterbetrieb mit Vektorregelung die Temperaturüberwachung ohne Motortemperaturfühler anhand des thermischen Motormodells möglich, wenn die Funktion "Identifikation Ständerwiderstand nach Wiedereinschalten" (p0621) aktiviert wird. Beim Umrichterbetrieb mit U/f-Steuerung kann der Motor durch die Verwendung von Temperatursensoren gegen Überlast geschützt werden, da in diesem Fall die Temperatur direkt am Motor ermittelt wird und auch beim Einschalten im warmen Zustand (z. B. nach Netzausfall) immer zur Verfügung steht.

Synchronmotoren Für die Temperaturüberwachung mit Motortemperaturfühler kann ein KTY-, ein PTC-Fühler oder ein Bimetall-Öffner eingesetzt werden.

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Schutz- und Überwachungsfunktionen 8.5 Thermische Motorüberwachung

8.5.1

Thermische Überwachung von Asynchronmotoren

Beschreibung Die thermische Motormodell (3-Massen-Modell) wird über p0612.1 = 1 aktiviert.

Betrieb ohne Temperaturfühler Die Motortemperatur wird über das thermische Motormodell berechnet. Beim Betrieb mit Vektorregelung kann über p0621 "Identifikation Ständerwiderstand nach Wiedereinschalten" die Motortemperatur beim Einschalten ermittelt werden. Dadurch wird der Überlastschutz des Motors verbessert. Als Basiswert für die Umgebungstemperatur wird der Wert von p0625 verwendet. Die Motortemperatur wird in r0035 angezeigt.

Betrieb mit Temperaturfühler Wenn ein KTY-Motortemperatursensor vorhanden ist (p0601 = 2), liegt beim Einschalten die tatsächliche Motortemperatur vor und der Motor wird sicher vor thermischen Überlastungen geschützt. Die Motortemperatur wird in r0035 angezeigt. Wenn ein PTC-Fühler vorhanden ist (p0601 = 1), wird die Abschaltschwelle gemessen und der Motor wird sicher vor thermischen Überlastungen geschützt. In r0035 wird -200 °C als Motortemperatur angezeigt. Wenn ein Bimetall-Öffner vorhanden ist (p0601 = 4) wird die Abschaltschwelle überwacht und der Motor wird sicher vor thermischen Überlastungen geschützt. In r0035 wird -200 °C als Motortemperatur angezeigt.

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 8016 Thermische Überwachung Motor

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● r0035 Motortemperatur ● p0601[0...n] Motortemperatursensor Sensortyp ● p0604[0...n] Motorübertemperatur Warnschwelle ● p0605[0...n] Motorübertemperatur Störschwelle ● p0610[0...n] Motorübertemperatur Reaktion bei Überschreitung ● p0612[0...n] Thermisches Motormodell Konfiguration

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Schutz- und Überwachungsfunktionen 8.5 Thermische Motorüberwachung

8.5.2

Thermische Überwachung von Synchronmotoren

Beschreibung Betrieb mit Temperaturfühler Für die Temperaturüberwachung mit Motortemperaturfühler kann ein KTY-, ein PTC-Fühler oder ein Bimetallöffner eingesetzt werden. Die Parameter zum Einstellen sind nachfolgend aufgelistet.

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 8016 Thermische Überwachung Motor

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● p0601[0...n] Motortemperatursensor Sensortyp ● p0604[0...n] Motorübertemperatur Warnschwelle ● p0605[0...n] Motorübertemperatur Störschwelle ● p0610[0...n] Motorübertemperatur Reaktion bei Überschreitung ● p0611[0...n] Wicklungszeitkonstante ● p0615 Abschaltgrenze Motor Übertemperatur thermisches Modell

8.5.3

Sensoren für die Motortemperaturüberwachung

Übersicht Zur Überwachung der Motortemperatur bzw. der Abschaltschwelle stehen ein KTY-Sensor, ein PTC-Element oder ein Bimetallöffner zur Verfügung.

Temperaturerfassung über KTY Der Anschluss erfolgt in Durchlassrichtung der Diode an die Klemmen 14 (Anode) und 15 (Kathode). Der gemessene Temperaturwert wird auf einen Bereich von -48 °C ... +248 °C begrenzt und der weiteren Auswertung zur Verfügung gestellt. ● Einstellung des Temperatursensortyps KTY: p0601 = 2 ● Bei Erreichen der Warnschwelle (einstellbar über p0604, Werkseinstellung 130 °C) wird die Warnung A7910 ausgelöst. Über Parameter p0610 kann eingestellt werden, wie der Antrieb auf die ausgelöste Warnung reagieren soll: – 0: Keine Reaktion, Nur Warnung, Keine Reduzierung von I_max – 1: Warnung mit Reduzierung von I_max und Störung (F07011)

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Schutz- und Überwachungsfunktionen 8.5 Thermische Motorüberwachung – 2: Warnung und Störung (F07011), Keine Reduzierung von I_max ● Fehler F07011 wird ausgegeben (abhängig von der Einstellung in p0610) wenn – die Temperatur der Störschwelle (einstellbar über p0605) erreicht ist – die Temperatur der Warnschwelle (einstellbar über p0604) erreicht ist und nach Ablauf der Wartezeit immer noch ansteht. Drahtbruch- und Kurzschlussüberwachung: ● Drahtbuch: Widerstandswert > 2120 Ω ● Kurzschluss: Widerstandswert < 50 Ω Sobald der Widerstandswert außerhalb dieses Bereiches liegt, wird A07015 "Warnung Temperatursensorfehler" und nach Ablauf der Wartezeit F07016 "Motortemperatursensor Störung" ausgelöst.

Temperaturerfassung über PTC Der Anschluss erfolgt an die Klemmen 14 und 15. Einstellung des Temperatursensortyps PTC: p0601 = 1. ● Übertemperatur: Der Schwellwert für die Umschaltung auf Warnung bzw. Störung liegt bei 1650 Ω. Nach dem Ansprechen des PTC wird die Warnung A07910 ausgelöst mit Reaktion entsprechend der Einstellung in p0610. ● Kurzschlussüberwachung: Widerstandswerte < 20 Ω signalisieren einen Kurzschluss beim Temperaturfühler

Temperaturerfassung über Bimetall-Öffner Der Anschluss erfolgt an die Klemmen 14 und 15. Einstellung des Temperatursensortyps PTC: p0601 = 4. Der Bimetall-Öffner spricht bei Werten ≥100 Ω an. Nach dem Ansprechen wird die Warnung A07910 ausgelöst mit Reaktion entsprechend der Einstellung in p0610.

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Schutz- und Überwachungsfunktionen 8.6 Drehzahl- und Lastmomentüberwachung

8.6

Drehzahl- und Lastmomentüberwachung

8.6.1

Allgemeine Überwachungsfunktionen

Beschreibung Die CU230 verfügt über eine umfangreiche Palette an Überwachungsfunktionen und meldungen, die für die Prozesssteuerung verwendet werden können. Die Steuerung kann entweder im Umrichter selbst oder mit Hilfe einer externen Steuerung (z.B. PLC) implementiert werden. Die Verknüpfungsfunktionen im Umrichter und auch die Ausgangssignale für die externe Steuerung werden über BICO-Verschaltung realisiert. Die Zustände der einzelnen Überwachungsfunktionen und die Meldungen werden in den nachstehenden CO/BO-Parametern nachgebildet: r0050

CO/BO: Aktiver Befehlsdatensatz

r0052

CO/BO: Zustandswort 1

r0053

CO/BO: Zustandswort 2

r0054

CO/BO: Steuerwort 1

r0055

CO/BO: Zusatzsteuerwort

r0056

CO /BO: Zustandswort – Motorregelung

r0722

CO/BO: Zustand, Digitaleingänge

r0747

CO/BO: Zustand, Digitalausgänge

r1407

CO/BO: Zustand 2 – Motorregelung

r2197

CO/BO: Meldungen 1

r2198

CO/BO: Meldungen 2

Häufig verwendete Überwachungsfunktionen/Meldungen einschließlich der Parameternummer und der Bitnummer sind in nachstehender Tabelle angegeben. Tabelle 8- 2

116

Auszug der Überwachungsfunktionen und -meldungen

Funktionen / Zustände

Parameter- / BitNummer

Umrichter bereit

52.0

Umrichter betriebsbereit

52.1

Antrieb in Betrieb

52.2

Umrichterstörung steht an

52.3

Austrudeln aktiv (OFF2)

52.4

Schnellhalt aktiv (OFF3)

52.5

Einschaltsperre aktiv

52.6

Umrichterwarnung steht an

52.7

Abweichung Sollwert - Istwert

52.8

PZD-Steuerung

52.9

Maximaldrehzahl (p1082) erreicht

52.10 / 2197.6

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Schutz- und Überwachungsfunktionen 8.6 Drehzahl- und Lastmomentüberwachung Funktionen / Zustände

Parameter- / BitNummer

Warnung: Motorstrom-/Drehmoment - Grenze erreicht

52.11

Motorüberlastung

52.13

Motor Rechtslauf

52.14

Umrichterüberlastung

52.15

Gleichstrombremse aktiv

53.0

Istdrehzahl > Stillstandserkennung (p1226)

53.1

Istdrehzahl > Minimaldrehzahl (p1080)

53.2

Stromschwelle für Warnung erreicht (p2170)

53.3 / 2197.8

Istdrehzahl > Drehzahlschwellwert 2 (p2155)

53.4 / 2197.2

Istdrehzahl (Betrag) ≦ Drehzahlschwellwert 2 (p2155)

53.5 / 2197.1

Istdrehzahl >= Sollwert (f_set)

53.6 / 2197.4

Zwischenkreisspannung < VDC-Schwellwert (P2172)

53.7 / 2197.9

Zwischenkreisspannung > VDC-Schwellwert (P2172)

53.8 / 2197.10

Rampenende

53.9

PID-Ausgang R2294 == P2292 (PID_min)

53.10

PID-Ausgang R2294 == P2291 (PID_max)

53.11

Istdrehzahl (Betrag) Null

2197.3

Istdrehzahl (Betrag) Drehzahlschwellwert 5 (p2157)

2198.1

Istdrehzahl (Betrag) ≦ Drehzahlschwellwert 6 (p2159)

2198.2

Istdrehzahl (Betrag) > Drehzahlschwellwert 6 (p2159)

2198.3

Drehzahlsollwert (Betrag) < P2161 (f_min_set)

2198.4

Drehzahlsollwert > 0

2198.5

Motor blockiert

2198.6

Motor gekippt

2198.7

Stromistwert (r0068) (Betrag) < Stromschwellwert (p2170)

2198.8

Drehmomentistwert (Betrag) > P2174 und Sollwert erreicht

2198.9

Drehmomentsollwert (Betrag) < Drehmomentschwellwert 1 (p2174)

2198.10

Lastmomentüberwachung: Warnung

2198.11

Lastmomentüberwachung: Fehler

2198.12

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 8010 - Drehzahlmeldungen ● 8012 - Drehmomentmeldungen ● 8020 - Überwachungsfunktionen 1 ● 8021 - Überwachungsfunktionen 2

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117

Schutz- und Überwachungsfunktionen 8.6 Drehzahl- und Lastmomentüberwachung

8.6.2

Lastüberwachungsfunktionen

Übersicht Zur Lastüberwachung kann eine der folgenden Funktionen über p2193 ausgewählt werden: ● Drehmoment- und Lastausfallüberwachung ● Drehzahl- und Lastausfallüberwachung ● Lastausfallüberwachung

Beschreibung Diese Funktion erlaubt die Überwachung der Kraftübertragung zwischen Motor und Arbeitsmaschine. Typische Anwendungen sind z. B. Keilriemen, Flachriemen oder Ketten, die Riemenscheiben oder Kettenräder von An- und Abtriebswellen umschlingen und dabei Umfangsgeschwindigkeiten und Umfangskräfte übertragen. Die Lastüberwachung kann dabei sowohl das Blockieren der Arbeitsmaschine als auch den Abriss der Kraftübertragung feststellen. Bei der Lastüberwachung wird die aktuelle Drehzahl-/Drehmomentkurve mit der programmierten Drehzahl-/Drehmomentkurve (p2182 bis p2190) verglichen. Liegt der aktuelle Wert außerhalb des programmierten Toleranzbandes, so wird in Abhängigkeit von Parameter p2181 eine Störung oder eine Warnung ausgelöst. Eine Verzögerung der Störungs- bzw. Warnmeldung kann durch den Parameter p2192 erfolgen. Dadurch werden Fehlmeldungen vermieden, die durch kurzzeitige Übergangszustände verursacht werden. Parameter p2181 bietet folgende Einstellmöglichkeiten: ● p2181 = 0: => Lastüberwachung ausgeschaltet ● p2181 = 1: => A07920 bei Drehmoment/Drehzahl zu nierdrig ● p2181 = 2: => A07921 bei Drehmoment/Drehzahl zu hoch ● p2181 = 3: => A07922 bei Drehmoment/Drehzahl außerhalb Toleranz ● p2181 = 4: => F07923 bei Drehmoment/Drehzahl zu niedrig ● p2181 = 5: => F07924 bei Drehmoment/Drehzahl zu hoch ● p2181 = 6: => F07925 bei Drehmoment/Drehzahl außerhalb Toleranz

118

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Schutz- und Überwachungsfunktionen 8.6 Drehzahl- und Lastmomentüberwachung 'UHKPRPHQW>1P@

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Beispiel einer Lastmomentüberwachung mit p2193 = 1

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 8013 Lastüberwachung

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● p2181[D] Lastüberwachung Reaktion und Art ● p2182[D] Lastüberwachung Drehzahlschwelle 1 ● p2183[D] Lastüberwachung Drehzahlschwelle 2 ● p2184[D] Lastüberwachung Drehzahlschwelle 3 ● p2185[D] Lastmomentüberwachung Drehmomentschwelle 1 oben ● ... ● p2190[D] Lastmomentüberwachung Drehmomentschwelle 3 unten ● p2192[D] Lastüberwachung Verzögerungszeit

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119

9

Grundlagen des Antriebssystems 9.1

Parameter

Parameterarten Es gibt Einstell- und Beobachtungsparameter: ● Einstellparameter (schreibbar und lesbar) Diese Parameter beeinflussen direkt das Verhalten einer Funktion. Beispiel: Hoch- und Rücklaufzeit des Hochlaufgebers ● Beobachtungsparameter (nur lesbar) Diese Parameter dienen zum Anzeigen interner Größen. Beispiel: Aktueller Motorstrom 3DUDPHWHU OHVHU %,&2$XVJDQJ

Bild 9-1

ಱQRUPDOHಯ /HVH3DUDPHWHU

VFKUHLEOHVHS %,&2(LQJDQJ

ಱQRUPDOHಯ 6FKUHLE/HVH3DUDPHWHU

Parameterarten

Alle diese Antriebsparameter können mit den im PROFIdrive-Profil definierten Mechanismen über PROFIBUS gelesen und geändert werden.

Einteilung der Parameter Die Parameter des Umrichters werden wie folgt in Datensätze eingeteilt: ● CDS: Command Data Set (Befehlsdatensatz) Durch entsprechende Parametrierung von mehreren Befehlsdatensätzen und Umschaltung der Datensätze kann der Antrieb mit unterschiedlichen vorkonfigurierten Signalquellen betrieben werden. In p0170 kann die Anzahl der CDS festgelegt werden (2 … 4). ● DDS: Drive Data Set (Antriebsdatensatz) Im Drive Data Set sind die Parameter zur Parametrierung der Antriebs zusammengefasst. In p1080 kann die Anzahl der DDS festgelegt werden (1 … 4). Die Datensätze können während des laufenden Betriebs umgeschaltet werden.

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121

Grundlagen des Antriebssystems 9.1 Parameter

9.1.1

Bezugsparameter/Normierungen

Beschreibung Für die in der folgenden Tabelle aufgelisteten Größen werden im Umrichter Bezugsgrößen benötigt, die 100 % entsprechen. Diese werden bei der Schnellinbetriebnahme (bei beenden mit p3900 ≠ 0), bzw. bei der Berechnung der Motor- und Regelungsdaten über p0340 = 1 oder bei der Antriebskonfiguration mit STARTER ermittelt und vorbelegt. Nach der Berechnung werden diese Parameter automatisch über p0573 = 1 gegen Überschreiben durch erneute Berechnung (p0340) geschützt. Dadurch wird vermieden, dass bei erneuter Berechnung der Bezugsparameter über p0340 die Bezugswerte in einem PROFIdrive-Controller auch angepasst werden müssen. Tabelle 9- 1

Bezugsgrößen und zugehörige Bezugsparameter Größe

Bezugsparameter

Vorbelegung bei Erstinbetriebnahme

Bezugsfrequenz

100 % = p2000

Wert von p1082 (Maximalfrequenz)

Bezugsspannung

100 % = p2001

p2001 = 1000 V

Bezugsstrom

100 % = p2002

Wert von p0640 (Stromgrenze)

Bezugsdrehmoment

100 % = p2003

p2003 = 2 * Wert von r0333 (Motornennmoment)

Bezugsleistung

100 % = r2004

r2004 = p2003 * p2000 * 2π

Bezugswinkel

100 % = p2005

90°

Bezugsbeschleunigung

100 % = p2007

0,01 1/s2

Bezugsdrehzahl

100 % = p2000 * 60

Bezugsaussteuergrad

100 % = maximale Ausgangsspannung ohne Übersteuerung

Bezugsfluss

100 % = Motorbemessungsfluss

Bezugstemperatur

100 % = 100 °C

VORSICHT Änderung der Bezugsparameter p2000 bis p2007 Wenn Sie den Wert eines Bezugsparameters ändern, wird der im Konnektorparameter angezeigte physikalische Wert nicht verändert, jedoch wird der in der BiCo-Verschaltung verwendete Prozentwert angepasst. Beispiel: p2000 = 50 Hz, Drezahlsollwert = 40 Hz => 80 %. Wert in p2000 wird geändert p2000 = 100 Hz Drezahlistwert = 40 Hz => 40 %.

122

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Grundlagen des Antriebssystems 9.1 Parameter

Hinweis Umgang im STARTER offline Bei Offline-Änderungen der Bezugsgrößen im STARTER können für den jeweiligen Umrichter unzulässige Werte eingetragen werden. Dies führt beim Laden der Parameter in den Umrichter zu Fehlern. Wenn offline im STARTER die Bezugsgrößen (p2000 bis p2007) geändert werden, kann es zu Grenz verletzungen der Parameterwerte kommen, die bei einem Laden in den Umrichter zu Fehlermeldungen führen.

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch ● p0340 Automatische Berechnung Motor-/Regelungsparameter ● p0573 Automatische Bezugswertberechnung sperren ● p2000 Bezugsdrehzahl Bezugsfrequenz ● p2001 Bezugsspannung ● p2002 Bezugsstrom ● p2003 Bezugsdrehmoment ● r2004 Bezugsleistung ● p2005 Bezugswinkel ● p2007 Bezugsbeschleunigung

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123

Grundlagen des Antriebssystems 9.2 Datensätze

9.2

Datensätze

Übersicht über die Datensätze Im Umrichter sind die Parameter, in denen die Quellen für Befehle und Sollwerte festgelegt werden, im Befehlsdatensatz (Command Data Set - CDS), die Parameter für die Regelung und Steuerung des Motors im Antriebsdatensatz (Drive Data Set - DDS), zusammen gefasst. Werksseitig sind zwei Befehlsdatensätze (CDS0, CDS1) und ein Antriebsdatensatz (DDS0) angelegt. Jeder Datensatz kann unabhängig von den anderen mit individuellen Werten belegt werden. Durch Umschalten der Befehlsdatensätze kann der Antrieb über unterschiedliche Signalquellen betrieben werden. Durch Umschalten der Antriebsdatensätze ist es möglich zwischen verschiedenen Antriebskonfigurationen (Regelungsart, Motor) umzuschalten. Die weiteren Eigenschaften der Befehls- und Antriebsdatensätze sind in den folgenden Abschnitten beschrieben.

9.2.1

CDS: Befehlsdatensatz (Command Data Set) Werksseitig sind zwei Befehlsdatensätze (CDS0 pxxxx[0], CDS1 pxxxx[1]) angelegt. Über den Parameter p0170 (2 … 4) können zwei weitere Befehlsdatensätze pxxxx[2], pxxxx[3], angelegt werden. Dabei wird immer der CDS0 mit seinen aktuellen Einstellungen kopiert. (CDS0 → CDS2, CDS0 → CDS3). Zum Anlegen neuer Datensätze muss p0010 = 15 gesetzt werden. Wenn die erforderlichen Datensätze angelegt sind, ist p0010 wieder auf 0 zu setzen. Dann können die Einstellungen für die Parameter der einzelnen Datensätze vorgenommen werden. Die einzelnen Befehlsdatensätze werden über die Binektoreingänge p0810 bis p0811 angewählt. Die Werte dieser beiden Parameter bilden die Nummer des Befehlsdatensatzes (0 … 3) in Binärdarstellung mit p0811 als höchstwertigem Bit. $XVZDKOGHV %HIHKOVGDWHQVDW]HV S  S  S  S  S  S  S  S 

$Q]HLJHGHVDXVJHZ¦KOWHQ %HIHKOVGDWHQVDW]HV U  U  U  U 

Wird ein nicht vorhandener Befehlsdatensatz angewählt, so bleibt der aktuelle Datensatz wirksam. Der angewählte Datensatz wird in r0836 angezeigt.

124

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Grundlagen des Antriebssystems 9.2 Datensätze Zu einem Befehlsdatensatz gehören (Beispiele): ● Binektoreingänge für Steuerbefehle (Digitalsignale) – Ein/Aus, Freigaben (p0844, usw.) – Tippen (p1055, usw.) ● Konnektoreingänge für Sollwerte (Analogsignale) – Spannungssollwert für U/f-Steuerung (p1330) – Momentengrenzwerte und Skalierungsfaktoren (p1522, p1523, p1528, p1529)

Beispiel: Umschaltung zwischen Befehlsdatensatz 0 und 1 S  S  &'6DQJHZ¦KOW U 

S  S  &'6DQJHZ¦KOW U 

W &'6ZLUNVDP U 

&'6ZLUNVDP U  8PVFKDOW]HLW

W

Bild 9-2

Befehlsdatensatz (CDS) umschalten

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125

Grundlagen des Antriebssystems 9.2 Datensätze

9.2.2

DDS: Antriebsdatensatz (Drive Data Set) Hinweis Für die SINAMICS G120 Frequenzumrichter gehören die im Listenhandbuch mit MDS oder PDS gekennzeichneten Parameter zum Antriebsdatensatz DDS. Werksseitig ist ein Antriebsdatensatz (DDS0) angelegt. Über den Parameter p0180 (1 … 4) können drei weitere Antriebsdatensätze angelegt werden. Dabei wird immer der höchste DDS mit seinen aktuellen Einstellungen kopiert. (DDS0 → DDS1 → DDS2 → DDS3). Zum Anlegen neuer Datensätze muss p0010 = 15 gesetzt werden. Wenn die erforderlichen Datensätze angelegt sind, ist p0010 wieder auf 0 zu setzen. Dann können die Einstellungen für die Parameter der einzelnen Datensätze vorgenommen werden. Hinweis Für jeden Antriebsdatensatz sollte nach dem Eingeben der Daten eine Berechnung der Motordaten (p0340/p3900) durchgeführt werden. Dabei ist zu beachten, dass die Bezugsfrequenz (p2000) nur beim ersten Antriebsdatensatz berechnet und dann für die anderen Antriebsdatensätze gilt. Soll die Bezugsfrequenz für einen anderen Datensatz berechnet werden, so muss dazu p0573 = 0 gesetzt werden. Der dabei berechnete Wert gilt dann wiederum für alle Antriebsdatensätze. Die einzelnen Antriebsdatensätze werden über die Binektoreingänge p0820 und p0821 angewählt. Die Werte dieser beiden Parameter bilden die Nummer des Antriebsdatensatzes (0 … 3) in Binärdarstellung mit p0821 als höchstwertigem Bit. Jedem Befehlsdatensatz können die Antriebsdatensätze indivduell zugeordnet werden. Die Zurodnung geschieht dabei wie folgt. $XVZDKOXQG=XRUGQXQJGHV ]XJHK¸ULJHQ$QWULHEVGDWHQVDW]HV S>@  S>@  S>@  S>@  S>@  S>@  S>@  S>@ 

$Q]HLJHGHVDXVJHZ¦KOWHQ $QWULHEVGDWHQVDW]HV U  U  U  U 

=XRUGQXQJ]XP%HIHKOVGDWHQ VDW]¾EHUGHQ,QGH[GHV $QWULHEVGDWHQVDW]HV U

126

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Grundlagen des Antriebssystems 9.2 Datensätze Ein Antriebsdatensatz beinhaltet verschiedene Einstellparameter, die für die Regelung und Steuerung eines Antriebs von Bedeutung sind, z. B.: ● Drehzahlfestsollwerte (p1001 bis p1015) ● Drehzahlgrenzen min./max. (p1080, p1082) ● Kenndaten des Hochlaufgebers (p1120 ff) ● Kenndaten des VDC-Reglers (p1240 ff) ● Motorparameter (p0300 ff) ● ...

Funktionspläne, siehe Listenhandbuch ● 8560 Befehlsdatensätze (Command Data Set, CDS) ● 8565 Antriebsdatensätze (Drive Data Set, DDS)

Wichtige Parameter, Details siehe Listenhandbuch Einstellparameter ● p0170 Befehlsdatensätze (CDS) Anzahl ● p0180 Antriebsdatensätze (DDS) Anzahl ● p0809 Befehlsdatensatz CDS kopieren ● p0810 BI: Befehlsdatensatz CDS Bit 0 ● p0811 BI: Befehlsdatensatz CDS Bit 1 ● p0819[0...2] Antriebsdatensatz DDS kopieren ● p0820 BI: Antriebsdatensatz-Anwahl DDS Bit 0 ● p0821 BI: Antriebsdatensatz-Anwahl DDS Bit 1 Beobachtungsparameter ● r0836 CO/BO: Befehlsdatensatz CDS angewählt ● r0837 CO/BO: Antriebsdatensatz DDS angewählt

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127

Grundlagen des Antriebssystems 9.3 BICO-Technik

9.3

BICO-Technik

Beschreibung In jedem Antriebsgerät gibt es eine Vielzahl von verschaltbaren Ein- und Ausgangsgrößen sowie regelungsinternen Größen. Mit der BICO-Technik (englisch: Binector Connector Technology) ist eine Anpassung des Antriebsgerätes an die unterschiedlichsten Anforderungen möglich. Die über BICO-Parameter frei verschaltbaren digitalen und analogen Signale sind im Parameternamen durch ein vorangestelltes BI, BO, CI oder CO gekennzeichnet. Diese Parameter werden in der Parameterliste oder in den Funktionsplänen entsprechend gekennzeichnet. Hinweis Zum Anwenden der BICO-Technik empfiehlt es sich, das Parametrier- und Inbetriebnahmetool STARTER zu verwenden.

9.3.1

Binektoren, Konnektoren

Binektoren, BI: Binektoreingang, BO: Binektorausgang Ein Binektor ist ein digitales (binäres) Signal ohne Einheit und kann den Wert 0 oder 1 annehmen. Binektoren werden unterteilt in Binektoreingänge (Signalsenke) und Binektorausgänge (Signalquelle). Tabelle 9- 2

Binektoren

Abkürzung

Symbol

BI

BO

Name

Beschreibung

Binektoreingang Binector Input (Signalsenke)

Kann mit einem Binektorausgang als Quelle verschaltet werden.

Binektorausgang Binector Output (Signalquelle)

Kann als Quelle für einen Binektoreingang verwendet werden.

Die Nummer des Binektorausgangs muss als Parameterwert eingetragen werden.

Konnektoren, CI: Konnektoreingang, CO: Konnektorausgang Ein Konnektor ist ein digitales Signal z. B. im 32-Bit-Format. Es kann zur Abbildung von Wörtern (16 Bit), Doppelwörtern (32 Bit) oder analogen Signalen benutzt werden. Konnektoren werden unterteilt in Konnektoreingänge (Signalsenke) und Konnektorausgänge (Signalquelle). Die Verschaltungsmöglichkeiten der Konnektoren sind aus Performance-Gründen eingeschränkt.

128

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Grundlagen des Antriebssystems 9.3 BICO-Technik Tabelle 9- 3 Abkürzung

Konnektoren Symbol

CI

CO

9.3.2

Name

Beschreibung

Konnektoreingang Connector Input (Signalsenke)

Kann mit einem Konnektorausgang als Quelle verschaltet werden.

Konnektorausgang Connector Output (Signalquelle)

Kann als Quelle für einen Konnektoreingang verwendet werden.

Die Nummer des Konnektorausgangs muss als Parameterwert eingetragen werden.

Aufbau der Parameternummer von BI- und CI-Parametern bei Feldbuskommunikation Bei der Kommunikation über Feldbussysteme, z. B. PROFIBUS DP, muss zuätzlich zum Index des Parameters und der Parameternummer die Nummer des Antriebsobjektes angegeben werden. Für alle CU230 Control Units ist dies immer 63 (oder 111111 im Binärformat). Dabei sind für Parameternummer, Antriebsobjekt und Index, bzw. Bitnummer folgende Bits reserviert. 3DUDPHWHUQXPPHU %LW



ಹ

$QWULHEV REMHNW  

ಹ

 

,QGH[QXPPHU E]Z%LWQXPPHU ಹ



%HLVSLHO3>@'UHK]DKOIHVWVROOZHUW,QGH[ DOV6LJQDOTXHOOH ELQ GH]

ELQ GH]

(KH[

)KH[

ELQ GH]

KH[

Anstatt mit einem Konnektorparameter können BI- und CI-Parameter auch mit festen Werten, 0 oder 1, belegt werden. In diesem Fall ist für das Antriebsobjekt 0 einzutragen. Es gilt folgende interne Codierung: 3DUDPHWHUQXPPHU %LW



ಹ

$QWULHEV REMHNW  

ಹ

 

,QGH[QXPPHU ಹ



)HVWZHUW ELQ GH]

ELQ GH]

ELQ GH]

ELQ GH]

ELQ GH]

ELQ GH]

)HVWZHUW

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129

Grundlagen des Antriebssystems 9.3 BICO-Technik

9.3.3

Signale mit BICO-Technik verschalten Ein Binektorausgang wird mit einem Binektoreingang verdrahtet, indem die Nummer des Binektorausganges als Parameterwert in den Binektoreingangsparameter geschrieben wird. Beispiel 1: Statt der Drehrichtungsumkehr soll über den DI1 ein externer Fehler eingspeist werden, der mit OFF2 die Impulse sperrt. Werkseinstellung für Drehrichtungsumkehr

Quelle P1113 = 722.1

DI1

Umverdrahten für Externen Fehler

Quelle P0702 = 29 Oder p1113 = 0 P2106 = 722.1

DI1

Der externe Fehler hat ein Abschalten mit OFF2 (Impulssperre) zur Folge. Beispiel 2: In der Werkseinstellung ist der ON/OFF1-Befehl mit dem DI0 verdrahtet, d.h. über ein EIN-Signal am Digitaleingang 0 wird der Umrichter gestartet und fährt auf den Drehzahlsollwert hoch. In der Werkseinstellung wird der Drehzahlsollwert über den Analogsollwert vorgegeben. Werkseinstellung für

Quelle

ON/OFF1

p0840= 722.0

DI0

Drehzahlsollwertvorgabe

P1000 = 2

Analogsollwert

Der Frequenzumrichter soll aber statt über den Analogsollwert über Festfrequenzen gefahren werden, wobei gleichzeitig mit dem EIN-Befehl über den DI0 auch der Drehzahlfestsollwert 1 aktiviert werden soll. Dazu sind folgende Parametereinstellungen erforderlich: Einstellung für ON/OFF1

130

Quelle / Erläuterung p0840= 722.0

DI0

Drehzahlsollwertvorgabe

P1000 = 3

Drehzahlfestsollwert

Drehzahlfestsollwert 1

P1020 = 722.0

DI0

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Grundlagen des Antriebssystems 9.3 BICO-Technik

Zum Verschalten von zwei Signalen muss einem BICO-Eingangsparameter (Signalsenke) der gewünschte BICO-Ausgangsparameter (Signalquelle) zugewiesen werden. Zum Verschalten eines Binektor-/Konnektoreingangs mit einem Binektor-/Konnektorausgang sind folgende Informationen erforderlich: ● Binektoren: Parameternummer und Bitnummer ● Konnektoren ohne Index: Parameternummer ● Konnektoren mit Index: Parameternummer und Index ● Datentyp (Signalquelle bei Konnektorausgangsparameter) %2 U

%, S[[[[\ 

&2RKQH,QGH[ U

&, S[[[[\ 

&2PLW,QGH[ ,QGH[ >@ U >@ U >@ U >@ U

6LJQDOTXHOOH

Bild 9-3

&, S[[[[\ >@

6LJQDOVHQNH

Signale mit BICO-Technik verschalten

Hinweis In der Parameterliste ist für jeden CI- und BI-Parameter unter "Datentyp" die Information zum Datentyp des Parameters und zum Datentyp des BICO-Parameters aufgenommen. Schreibweise (Beispiel): "Datentyp: U32 / Binary" Beim CO-Parameter und BO-Parameter steht nur der Datentyp des BICO-Parameters. Schreibweise (Beispiel): "Datentyp: FloatingPoint32" Ein Konnektoreingang (CI) kann nicht beliebig mit jedem Konnektorausgang (CO, Signalquelle) verschaltet werden. Gleiches gilt für Binektoreingang (BI) und Binektorausgang (BO). Die zulässigen Verschaltungen zwischen CI- und CO- bzw. zwischen BI- und BOParametern sind im Listenhandbuch im Abschnitt "Erklärungen zur Liste der Parameter" beschrieben. Die BICO-Verschaltung kann in jedem Befehlsdatensatz (CDS) unabhängig von den anderen ausgeführt werden. Durch Datensatzumschaltung kommt die jeweilige BICOVerschaltung zur Wirkung.

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131

Grundlagen des Antriebssystems 9.3 BICO-Technik

9.3.4

Beispiel-Verschaltungen

Beispiel: Verschalten von digitalen Signalen Ein Antrieb wird über die Klemmen DI 0 und DI 1 auf der Control Unit mit Tippen 1 und Tippen 2 verfahren. 6LJQDOTXHOOH

6LJQDOVHQNH

9

Bild 9-4

9.3.5

.O

',

.O

',

U U

LQWHUQ

S& 

7LSSHQ

LQWHUQ

S& 

7LSSHQ

Verschalten von digitalen Signalen (Beispiel)

Hinweise zur BICO-Technik

Kopieren von Antriebs- und Motordatensätzen Beim Kopieren von Antriebs- und Motordatensätzen wird die Verschaltung mitkopiert.

Binektor-Konnektor-Wandler und Konnektor-Binektor-Wandler Binektor-Konnektor-Wandler ● Mehrere digitale Signale werden in ein 32 Bit Integer-Doppelwort umgewandelt bzw. in ein 16 Bit Integer-Wort. ● p2080[0...15] BI: PROFIdrive PZD senden bitweise

Konnektor-Binektor-Wandler ● Ein 32 Bit Integer-Doppelwort bzw. ein 16 Bit Integer-Wort wird in einzelne digitale Signale umgewandelt. ● p2099[0...1] CI: PROFIdrive PZD Auswahl empfangen bitweise

Festwerte zum Verschalten über BICO-Technik Zum Verschalten von beliebig einstellbaren Festwerten gibt es folgende Konnektorausgänge: ● p2900[0...n] CO: Festwert % 1 ● p2901[0...n] CO: Festwert % 2 ● p2902[0...14] CO: Festwerte % ● p2930[0...n] CO: Festwert_M_1

132

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Grundlagen des Antriebssystems 9.3 BICO-Technik Beispiel: 'UHK]DKOIHVWVROOZHUW 3

+DXSWVROOZHUW 3>&@ >@

)HVWZHUW>@ 3

+DXSWVROOZHUW 6NDOLHUXQJ 3>&@ >@

Bild 9-5

6NDOLHUWHU+DXSWVROOZHUW

Hauptsollwert skaliert mit p2900

Die Parameter können zum Verschalten des Skalierungsfaktors für den Hauptsollwert oder zum Verschalten eines Zusatzmomentes verwendet werden.

9.3.6

Normierungen

Signale für die Analogausgänge Für die BiCo-Verdrahtung von Analogwerten sind Prozentwerte erforderlich. Die folgende Tabelle zeigt, auf welche Bezugsparameter sich die einzelnen Konnektorausgangsparameter beziehen. Tabelle 9- 4

Analogwerte und zugehörige Bezugsparameter Signal

Drehzahlsollwert vor Sollwertfilter

Parameter r0060

Einheit Hz

Bezugsparameter (Parameterwert entspricht 100 % ) p2000

Drehzahlistwert

r0063

Hz

p2000

Antrieb Ausgangsfrequenz

r0066

Hz

p2000

Stromistwert Betrag

r0068

Aeff

p2002

Zwischenkreisspannung Istwert

r0070

V

p2001

Drehmomentensollwert gesamt

r0079

Nm

p2003

Wirkleistung Istwert

r0082

kW

r2004

Regelabweichung

r0064

1/min

p2000

Stromsollwert momentenbildend

r0077

A

p2002

Stromistwert momentenbildend

r0078

A

p2002

Drehzahlregler PI-Drehmomentausgang

r1480

Nm

p2003

Drehzahlregler I-Drehmomentausgang

r1482

Nm

p2003

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Grundlagen des Antriebssystems 9.3 BICO-Technik

VORSICHT Hinweis zur Änderung der Bezugsparameter p2000 bis p2007 Wenn Sie den Wert eines Bezugsparameters ändern, wird der im Konnektorparameter angezeigte physikalische Wert nicht verändert, jedoch wird der in der BiCo-Verschaltung verwendete Prozentwert angepasst. Beispiel: p2000 = 50 Hz, Drezahlsollwert = 40 Hz => 80 %. Wert in p2000 wird geändert p2000 = 100 Hz Drezahlistwert = 40 Hz => 40 %.

134

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Index A

J

Asynchronmotoren Schnellmagnetisierung, 77

JOG Tippen, 97

B

K

Basisfunktionen, 38 Bezugsgrößen sperren/schützen, 122 BICO-Technik Festwerte, 132 Signale verschalten, 131 Wandler, 132 Was ist das?, 128 Binektor, 128

Kinetische Pufferung, 50 Konnektor, 128

M Motoridentifikation, 33 Motorpotenziometer, 102

P D Drehmomentbegrenzung, 75 Drehmomentregelung, 73 Drehzahlfestsollwerte, 100 Drehzahlregler, 65 Drehzahlreglervorsteuerung, 68 Referenzmodell, 68

F Fangen, 20 Festsollwerte, 100 Funktionen Drehzahlfestsollwerte, 100 Motorpotenziometer, 102 Tippen, 97

G Gleichstrombremse, 22

H Hochlaufgeber, erweitert, 91

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Parameter Arten, 121 Unterteilung, 121

R Referenzmodell, 68 Richtungsumkehr, 31

S Schlupfkompensation, 49 Schnellmagnetisierung Asynchronmotoren, 77 Sicherheitsanweisungen Allgemeine Warnungen, Sicherheitshinweise und Anmerkungen, 10 Demontage und Entsorgung, 13 Im Betrieb, 12 Inbetriebnahme, 11 Reparatur, 13 Sicherheitsanweisungen, 9 Transport und Lagerung, 11 Signale verschalten über BICO-Technik, 131 Solllwertkanal Motorpotenziometer, 102 Sollwertkanal

135

Index

Ausblendbänder, 105 Drehrichtungsbegrenzung, 104 Drehzahlfestsollwerte, 100 erweitert, 89 Hochlaufgeber, erweitert, 91 Richtungsumkehr, 104 Sollwertbegrenzung, 105 Tippen, 97 Sollwertquellen, 90 Stillstandsmessung Motoridentifikation, 33

W Wiedereinschaltautomatik, 17 Wirkungsgradoptimierung Vektor, 37

T Technologieregler, 38 Temperaturerfassung über KTY, 114 Temperaturerfassung über PTC, 115 Thermische Motorüberwachung, 113, 114 Tippen, 97

U U/f-Steuerung, 43 Schlupfkompensation, 49 Umschaltung Drehzahlfestsollwerte, 100

V Vdc_max-Regelung Vektor n-/m-Regelung, 62 Vdc_min-Regelung Vektor n-/m-Regelung, 63 Vektor U/f-Steuerung, 53 Vdc-Regelung Vektor, 50 Vektor Drehende Messung, 32 Drehmomentbegrenzung, 75 Drehmomentregelung, 73 Motordatenidentifikation, 32 Vektorregelung Vdc-Regelung, 50 Wiedereinschaltautomatik, 17 Verschalten über BICO-Technik, 131 Vorsteuerung Drehzahl, 68

136

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