CP DUO - Inversor WEG Modbus RS485

1    Descrição da Aplicação

Este documento descreve a utilização do CP da Série DUO com Inversor WEG modelo CFW9.

O objetivo principal é orientar a configuração da comunicação MODBUS entre o CP e o Inversor. O inversor está utilizando a placa de comunicação EBA. O controle local será através do teclado do

Inversor e o controle remoto através da comunicação MODBUS.

Para o entendimento total do funcionamento dos equipamentos é recomendado que os manuais dos produtos sejam consultados. A mesma recomendação aplica-se caso seja necessário modificar a arquitetura proposta como exemplo.

Neste documento, adota-se uma arquitetura de referência, do tipo ponto-a-ponto com um mestre e um escravo, como descrito na próxima seção. Esta arquitetura não é fixa, mas apenas um exemplo para o desenvolvimento de uma aplicação.

2    Definição da Arquitetura de Referência

Itens utilizados para a construção da arquitetura de exemplo deste tutorial, lembrando que esta arquitetura é de referência, podendo ser modificada conforme desejado. 

Segue a lista de equipamentos e softwares necessários para instalar e configurar o tutorial:
• CP – DUO DU350
• Inversor de Freqüência – CFW9
• Placa de expansão – EBA
• Terminador de rede – AL2600
• Terminador de rede – PO8525
• Cabo de programação do CP – AL1715
• Cabo de comunicação (Entre os dois terminadores de rede) – AL2306
• Cabo de comunicação (CP e terminador de rede) – PO8500
• Software de Programação do CP – MasterTool IEC 


3 Configurando o Inversor de Freqüência

3.1 Energizando o inversor
- Conectar o cabo de alimentação nos bornes R (1), S (2) e T (3).
- Conectar os cabos do motor nos bornes U (4), V(5), W(6).
- Ligar a alimentação e aguardar o inversor inicializar.

3.2 Configurando os parâmetros do motor
- O primeiro procedimento a ser adotado para funcionamento da aplicação é a configuração dos
parâmetros do motor. Estas informações estão na placa do motor a ser utilizado.
- Os parâmetros a serem ajustados são:
P400: Tensão nominal do motor
P401: Corrente nominal do motor
P402: Velocidade nominal do motor
P403: Freqüência nominal do motor
P404: Potencia nominal do motor

3.3 Configurando os parâmetros de controle do Inversor
- Nesta aplicação utilizamos o controle local através do teclado e o controle remoto como Serial
(através da comunicação MODBUS).
- Os parâmetros a serem configurados são:
P220: Seleção de Local/ Remoto -> Define onde é realizada a troca do controle local/remoto. Utilizado a opção Serial. Valor: (6)
P221: Seleção de Referência Local. Valor: (0) Tecla
P222: Seleção de Referência Remoto. Valor: (9) Serial
P223: Seleção Giro Local. Valor: (2) Tecla H
P224: Seleção Gira/Para Local. Valor: (0) Teclas I O
P225: Seleção JOG Local. Valor: (1) Tecla
P226: Seleção Giro Remoto. Valor: (5) Serial Horário
P227: Seleção Gira/Para Remoto. Valor: (2) Serial
P228: Seleção JOG Remoto. Valor: (3) Serial 

3.4 Configurando os parâmetros de comunicação
- Para estabelecer a comunicação entre o CP e o Inversor é necessário ajustar os parâmetros de comunicação. Estes devem ser idênticos nos dois equipamentos para não haver erros de comunicação. Os parâmetros são:
P312: Tipo de Protocolo Serial. Valor: (1). MODBUS RTU, 9600 bps, sem paridade.
P308: Endereço do Inversor na rede MODBUS. Valor: (2)


4 Criação do Projeto no CP

4.1 Criando um projeto novo
- Abrir o software MasterTool IEC.
- Para iniciar um novo projeto, recomenda-se a utilização do modelo, pois o mesmo já vem com as configurações padrões realizadas, (teclado, visor...).
- Ir ao menu: Arquivo -> Novo a partir do modelo. 

- Selecionar a opção Modelo_DU350_DU351. 

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

- Clique em OK.
- A tela de edição do programa será aberta.
- Para que o programa seja válido é necessário que exista, pelo menos uma instrução. No tutorial será inserido apenas um contato aberto. 
- Quando selecionamos a instrução contato aberto à mesma é inserida no software. Por padrão a instrução não possui nome e será apresentada com o símbolo: ???. 

- Colocar um identificador para o contato e pressionar a tecla <ENTER>. A seguinte janela será aberta. 
- Onde:
Classe: Classe a qual pertence o objeto. Ex: Variável de entrada = VAR_INPUT
Nome: Nome para identificação do objeto.
Tipo: Tipo do objeto. Ex: Booleano, Inteiro, Word...
Valor inicial: Valor que ao iniciar o projeto a variável irá assumir. Caso não seja colocado um valor o mesmo irá assumir seu padrão = 0.
Endereço: Endereço físico do CP. Ex: %IX0.0 = endereço da entrada digital zero.
Comentário: Descrição opcional sobre a instrução. 

- Realizada a configuração, clicar em OK.
- O nome inserido será atribuído ao contato colocado e sua declaração inserida no projeto conforme figuras abaixo: 
4.3 Configurando as tarefas

- Com o projeto estruturado, devem-se configurar as tarefas que o CP irá executar.
- As tarefas podem ser executadas por ciclo de tempo, ou por eventos (trigger).
- Ir à aba Recursos localizada na parte inferior do software e selecionar a opção Configuração de tarefas. 
- Selecionar a opção PRINCIPAL e configurar os atributos da tarefa.
- No tutorial foi atribuído que a função será do tipo Cíclico e o intervalo de tempo que será executada será a cada 100ms.

4.4 Configurando o canal de comunicação COM2 RS485
4.4.1 Configurando os parâmetros de comunicação.
- Para configurar o canal de comunicação COM2 vá à aba Recursos -> Configuração do CP.
- Expandir a opção Comunicação e clicar em COM2[FIX].
- Será aberta a janela Configurações Gerais. 
- Nesta janela são configurados os parâmetros de comunicação como Baud Rate, Paridade, Stop Bits.
- Configure conforme desejado. Lembramos que estes parâmetros devem ser configurados de maneira idêntica no equipamento escravo. 

4.4.2 Selecionando o protocolo de comunicação
- Por padrão o protocolo a ser utilizado pela COM2 vem como "Desabilitada". Para selecionar
um protocolo clique com o botão direito do mouse sobre Desabilitada[SLOT] e selecione a
opção MODBUS Mestre, conforme figura abaixo: 
- A opção MODBUS Mestre[SLOT] é incluída. Clicando sobre a mesma é possível configurar o time-out e número de retentativas de comunicação. 

4.4.3 Incluir Relações MODBUS
- A Relação MODBUS é uma equivalência entre variáveis do CP e variáveis do protocolo MODBUS.
- Para cada porta de comunicação é possível inserir até 16 relações MODBUS.
- Para adicionar uma relação MODBUS clicar com o botão direito do mouse sobre MODBUS Mestre [SLOT] e selecionar a opção Incluir Relação MODBUS
- A relação será incluída e a janela de configuração da mesma será aberta: 
- Onde:
Função MODBUS: selecionar o comando MODBUS desta relação.
Endereço Dispositivo: Endereço do dispositivo escravo. Nesse tutorial adotou-se o endereço 2.
Quantidade: Quantidade de variáveis que serão transmitidas ou recebidas
Endereço MODBUS: Endereço da variável MODBUS que se deseja acessar.
Polling(ms): Tempo entre as requisições.
Operando MasterTool IEC: Variável do CP onde serão escritas ou lidas as informações.

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

4.4.5 Inserindo Relação para Variáveis Básicas
- Através da rede MODBUS, é possível acessar as Variáveis Básicas disponíveis para o CFW09.
- As Variáveis Básicas estão disponíveis nos endereços MODBUS conforme tabela abaixo: 

- Algumas Variáveis Básicas são somente leitura e outras permitem escrita. São elas:
V00 -> Indicação do Modelo do Inversor. Deve aparecer o valor 8 para o modelo CFW09.
V02 -> Indicação do estado do Inversor. (Variável de leitura).
V03 -> Seleção de comando lógico. Esta Word é divida em dois bytes onde cada bit possui um comando. Os bits principais são:
• Bit 8 -> Habilita Rampa
• Bit 9 -> Habilita Geral
• Bit10 -> Sentido da Rotação
• Bit11 -> JOG
• Bit13 -> Não usado
• Bit14 -> Não usado
• Bit15 -> "Reset’ Inversor
V04 -> Referência de Velocidade dada pela Serial. É definida a velocidade do motor.
V06 -> Estado dos modos de operação. (Variável de leitura).
V07 -> Estado dos modos de operação. (Variável de escrita).
V08 -> Velocidade do Motor.
- O Inversor pode ser comandado pela Variável Básica 03 ou através dos bits de comando. 
- Abaixo um exemplo de relação MODBUS para escrever a Referência de Velocidade é:
- Esta relação realiza a escrita em 1 variável no escravo número 2. O endereço em que será realizada a escrita é o 5005 (45005) que corresponde ao operando %MW10 do CP.
- A escrita nesta variável deve respeitar a seguinte condição descrita no manual do inversor:
Esta variável é apresentada utilizando 13-bits de resolução. Portanto, o valor de referência de velocidade para a velocidade síncrona do motor será igual a 8191 (1FFFh).
Este valor deve ser utilizado somente como uma velocidade de base para calcular a velocidade desejada (velocidade de referência).
Por exemplo:
1) Motor 4-pólos, 60Hz, velocidade síncrona = 1800rpm e referência de velocidade = 650rpm
1800 rpm - 8191
650 rpm - X = 2958 = 0B8Eh
- Este valor 2958 deve ser escrito na Word %MW10, a qual representa a referência de velocidade do motor. 
- No tutorial este calculo foi realizado no programa REFERÊNCIA_VELOCIDADE conforme exemplo abaixo: 
- O programa acima é chamado posteriormente no programa principal PLC_PRG. 

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

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

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

4.5.2 Configurando o método de transmissão do projeto
- Antes de realizar a transferência dos arquivos é necessário configurar os parâmetros de transmissão.
- Ir ao menu: Comunicação -> Parâmetros de comunicação...
- A janela abaixo será apresentada:
- Selecionar a opção ‘localhost’ via Tcp/Ip e clicar no botão Gateway....
- Será apresentada a janela abaixo: 
- Alterar o campo Communication Parameters: Gateway para a opção local, conforme figura abaixo: 
- Clique em OK.
- A janela deve ficar com os parâmetros conforme os da figura abaixo: 
- Clique em OK.
- Caso seja necessário trocar a porta COM que será utilizado para transmitir o projeto voltar ao menu: Comunicação -> Parâmetros de comunicação...
- Clicar duas vezes sobre o nome da COM (Coluna Value) até ficar destacado. Alterar a COM utilizando as setas do teclado para cima e para baixo.
- Clicar em Update e em OK. 

4.5.3 Enviando o projeto
- Para enviar o projeto desligue o CP e conecte o cabo AL-1715 na porta COM1 (RS232) do Duo e a outra extremidade na porta serial do computador.
- Energizar o CP.
- Ir ao menu: Comunicação -> Login.
- Uma mensagem informando que o projeto foi modificado e se é desejado realizar o download será apresentada. Clicar em Sim.
- O projeto será enviado. Ao final da transmissão a tela será fechada. Caso ocorra algum erro uma mensagem será mostrada.

4.5.4 Colocando o CP em Run
- Com o projeto carregado no CP é necessário dar o comando para executar a aplicação, ou seja, o CP deve estar em modo Run.
- Para colocar o CP em Run ir ao menu: Comunicação -> Run, ou pressione a tecla F5 do teclado do computador.
- A aplicação estará rodando, sendo permitido através do software de programação, monitorar e forçar valores no CP. 

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