Comandando variadores Sew Movidrive MDX61B a travs de DeviceNet

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

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

y elevacin en una mquina. Para este uso la configuracin que hay que hacer es muy

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

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

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

pasos que he dado para comandarlo desde un PLC CompactLogix.

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

La instalacin de los variadores est bien explicada en el completo manual de instrucciones

de funcionamiento (en espaol). Si seguimos sus recomendaciones no tendremos la ms

mnima complicacin, as que me voy a centrar en la manera en la que los he configurado.

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

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

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

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

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

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

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

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

parmetros, diagnsticos, etc. Tambin existe la opcin de conexin a PC a travs de

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

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

resulta interesante ya que nos ahorrar tiempo en la parametrizacin y tiene un coste bajo

(unos 60 ).

Consola de programacin DGB60B

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

espaol. Lo primero que voy a hacer es la puesta en marcha, que es bsicamente decirle los

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

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

leer en la placa de caractersticas la tensin nominal, frecuencia nominal, corriente nominal,

factor de potencia y velocidad nominal.

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

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

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

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

7, en los parmetros del P600 al P606 seleccionaremos Sin funcin. La entrada digital 0

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

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

apropiadas para nuestra aplicacin, en los parmetros P130 al P133 podremos ajustarlas.

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

comunicacin con mi PLC. El primer paso ser registrar el fichero

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

(descargable aqu). As, al ponernos on-line con el RSNetworx aparecern nuestros

variadores como nodos de la red DeviceNet.

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

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

(control source) estn asignados al bus de campo (fieldbus), pues previamente los habamos

configurado con la consola, aunque tambin podramos haberlo hecho desde aqu. La

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

podramos cambiar los datos que se intercambiaran en la comunicacin con el PLC. De

fbrica, en PO1 tenemos la palabra de control donde irn las rdenes con las que

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

tenemos la palabra de estado, para saber qu est pasando en nuestro variador, en PI1 la

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

consume el motor.

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

la red, dependiendo de la configuracin PD, y la poltica de transmisin Polled. En mi caso

el tamao es de 20 bytes, tanto de entradas como de salidas, aunque solo usar los seis

primeros de cada.

Abrimos la configuracin del escner maestro de nuestra red y nos aseguramos que

nuestros variadores estn mapeados.

En las pestaas Input y Output podemos comprobar en qu zonas de memoria nos vendrn

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

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

los datos de entrada y salida desmenuzados:

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

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

renglones como los siguientes:

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

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

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

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

Y no olvidar poner un valor de consigna adecuado:

Con esto ya tendra una programacin bsica de los variadores. Cabra completarla con la

configuracin de lmites de recorrido, visualizaciones de estado, reseteo de fallos, etc.

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

que trabajo con ellos pero nuestro cliente ya lleva utilizndolos durante aos, sin dar ningn

problema. La documentacin es muy completa y en perfecto espaol. Tuve que llamar en

una ocasin al servicio tcnico para resolver una duda y la atencin fue rpida y efectiva.

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

montamos es el Siemens Micromaster. Hace unos aos asist a una charla de Siemens

donde se presentaban estos cacharros y tom unas notas sobre su configuracin.

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

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

con mi mvil:

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

defecto vienen configuradas de la siguiente forma:

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

Entrada 2: Inversin del sentido de giro.

Entrada 3: Acuse de fallo.

Entrada analgica: Consigna de frecuencia (mediante una seal externa o un

potencimetro).

Con la configuracin de fbrica suele ser suficiente para las aplicaciones que hacemos

habitualmente.

Tiene tambin una salida digital (rel) cuya funcin podemos definir en el parmetro

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

haya un error, etc.

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

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

defecto) u otros valores de funcionamiento del variador.

Me parecen interesantes las caractersticas de proteccin que incorpora:

Proteccin de sobretensin/mnima tensin.

Proteccin de sobretemperatura para el convertidor.

Proteccin de defecto a tierra.

Proteccin de cortocircuito.

Proteccin trmica del motor por i2t.

Proteccin del motor mediante sondas PTC.

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

con un kit de conexin y hacer la configuracin mediante un software (el DriveMonitor o el

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

la versin ms bsica, el panel BOP, que para lo que quiero hacer es suficiente.

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

dar la consigna de frecuencia a travs de un potencimetro, que puede ser sustituido por la

seal analgica de un PLC:

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

arranque. Lo que voy a hacer es un reset para cargar los parmetros de fbrica y a

continuacin introducir la placa de caractersticas del motor.

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

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

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

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

tal y como sali de fbrica.

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

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

conexin es en estrella o en tringulo):

Tensin nominal.

Corriente nominal.

Potencia nominal.

Frecuencia nominal.

Velocidad nominal.

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

los siguientes requisitos:

Motor asncrono (P0300 = 1).

Motor autoventilado (P0335 = 0).

Factor de sobrecarga del motor (P0640 = 150 %)

V/f con caracterstica lineal (P1300 = 0)

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

variador que nos muestre slo los parmetros necesarios para una puesta en marcha

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

nos servir para acceder a los datos de los parmetros. Cambia los valores con las flechas y

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

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

Ahora vienen los parmetros referentes al motor:

En el parmetro P0304 le decimos la tensin nominal, en mi caso 220 V.

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

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

La frecuencia nominal va en el parmetro P0310, que ser de 50 Hz.

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

Terminada la parametrizacin del motor, hay que decirle por donde va a recibir las rdenes

de funcionamiento. El parmetro P0700 tiene esta funcin. Si le ponemos el valor 1

mandar el panel de operador (BOP). El valor 2 habilitar el regletero de bornes, as que un

2 es, en mi caso, lo correcto aqu. Tambin debemos poner el parmetro P1000 a 2, para

que haga caso de la consigna que le llegar por su entrada analgica.

Los parmetros P1080 y P1082 establecen los lmites de frecuencia mnima y mxima

respectivamente a los que el variador ofrecer salida. Si el valor de consigna est por

debajo del mnimo el motor no girar y si el valor es superior, el variador no ofrecer ms

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

Por ltimo nos queda configurar las rampas de aceleracin y desaceleracin del variador.

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

mnima a la mxima viceversa. Si ves que la respuesta de tu variador es demasiado lenta

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

y P1121.

Poniendo el parmetro P3900 a 1 finalizaremos la configuracin, con lo que deberamos

tener el variador listo.

Hasta aqu, ms o menos, las notas que tom, aunque a decir verdad tambin se habl de

escalado de analgicas, tecnologa BICO, control vectorial, pero son cosas que nunca he

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

mucho ms ampliado y ms bonito.

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

2UD21-5AA1, a un motorcillo trifsico, acoplarle el encder que prob en esta entrada y

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

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

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

tensin de alimentacin demasiado baja. Leo en la lista de parmetros que en el parmetro

P0210 se puede configurar la tensin de alimentacin, as que voy al parmetro P0003, le

pongo un 3 para tener acceso a todos los parmetros y a continuacin voy al parmetro

dichoso P0210. La tensin de alimentacin est fijada en 400 V, por lo que pretendo bajarla

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

no permite funcionalidad con esa alimentacin. Debera haberme ledo previamente sus

caractersticas. Tengo curiosidad por saber la precisin que se puede conseguir

posicionando con un variador de frecuencia