CP DUO - Inversor Micro Protocolo Modbus

1    Considerações Gerais

• Este documento descreve a utilização do CP da Série Duo com Inversor da Série Micro.

• O objetivo principal é orientar a configuração da comunicação MODBUS entre o CP e o Inversor.

• 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    Itens Utilizados na Aplicação:

Controlador Programável: DU350

Inversor de Freqüência: Micro 0010-1L-0004-2-F

Terminador de rede: AL-2600

Terminador de rede: PO8525

Cabo de programação do CP: AL-1715.

Cabo de comunicação: AL-2306

Cabo de comunicação: PO8500

Software de Programação do CP: MasterTool IEC MT8200


3    Arquitetura


4    Energizando o Inversor

• Conectar o cabo de alimentação nos bornes L1 e L2/N (monofásico) ou L1 L2/N e L3 (trifásico).

• Conectar o motor nos bornes U/T1, V/T2 e W/T3.

• Ligar a alimentação e aguardar o inversor inicializar.

• A configuração dos parâmetros e dos comandos do inversor são realizadas no painel de controle que é composto por uma roda de navegação e botões de Partir e Parar.

• A roda de navegação é utilizada para navegar pelo visor, mas também funciona como um potenciômetro de referência quando for selecionado o teclado como local de controle da unidade. A roda tem duas funções distintas:

- girar a roda, por exemplo, para alterar o valor de um parâmetro (12 etapas/volta);

- pressionar a roda, por exemplo, para aceitar o novo valor.

• A unidade pára sempre, independentemente do local de controle selecionado, ao pressionar o botão de Parar (STOP) do teclado. A unidade arranca pressionando o botão Partir (START) do teclado, mas apenas se o local de controle selecionado for o teclado (KEYPAD).

REF: Menu onde é inserida a referência.

MON: Menu de monitoração. Permite acessar as informações como por exemplo, tensão do barramento CC,

valor dos IOs, etc...

PAR: Permite acessar os parâmetros do inversor.

FLT: Permite acessar o histórico de falhas do inversor.

FWD: Indica o motor girando no sentido horário.

REV: Indica o motor girando no sentido anti-horário.

READY: Informa que o inversor está PRONTO para inicializar. Caso a seta não esteja na posição READY verificar se a alimentação do inversor está correta.

RUN: Indica que inversor está rodando mandando tensão para o motor.

STOP: Indica inversor parado.

ALARM: Indica alarme ativo no inversor.

FAULT: Indica falha no inversor. O código pode ser visualizado em FLT.

• Alguns menus o usuário pode definir se serão alarmes ou falhas.

• Quando ocorre uma falha o inversor entra em STOP.


5    Configurando os Parâmetros Básicos

• 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:

P1.1: Tensão nominal do motor (V). Valor da placa do motor.

P1.2: Frequência nominal do motor (%). Valor da placa do motor.

P1.3: Velocidade nominal do motor (RPM). Valor da placa do motor.

P1.4: Corrente nominal do motor (A). Valor da placa do motor.

P1.5: Cos φ do motor. Valor da placa do motor.

P1.7: Limite de corrente (A). (1,5 x Corrente nominal do motor).


• Como o objetivo deste tutorial é apresentar a comunicação MODBUS entre o CLP e o Inversor vamos utilizar nesta aplicação o controle remoto como Serial (através da comunicação MODBUS).

• Os parâmetros a serem configurados são:

P2.1: Local de controle** = 2 (Fieldbus).

P3.1: Frequência mínima* = a definir. (F) Exemplo 0 Hz

P3.2: Frequência máxima* = a definir. (F) Exemplo 60Hz

P3.3: Referência de E/S** = 2 (Fieldbus Reference).

*Esses valores serão definidos de acordo com o motor e a necessidade do cliente.

** Valores definidos para controle via porta serial RS-485.


• 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 do Inversor são:

S2.2: Protocolo Fieldbus = 1 (MODBUS).

S2.3: Endereço do Escravo = 2 (Endereço que o inversor irá assumir na rede MODBUS)

S2.4: Baud Rate = 5 (9600)

S2.5: Número de Stop Bits = 0 (1)

S2.6: Paridade = 0 (Não)

• Esses são os parâmetros a serem configurados no Inversor da Série Micro para a comunicação. No parâmetro S2.1 (Status de comunicação), é possível monitorar o status da comunicação. Os valores mostrados no display possuem o seguinte formato: XX.YYY. Onde:

• XX = Número de erros.

• YYY = Números de comunicações realizadas com sucesso.



Criação de projeto no CP


1    Iniciando um novo projeto

Abrir o software MasterTool IEC.

• Ao iniciar um novo projeto, recomenda-se a utilização do modelo fornecido, pois este já possui as configurações básicas necessárias (teclado, display...).

• Para iniciar a partir do modelo ir ao menu: Arquivo -> Novo a partir do modelo.


• Selecionar a opção Modelo_DU350_DU351 se o equipamento possuir versão de software 1.02 ou inferior.

• Para versões de software 1.10 ou superior selecionar a opção Modelo_DU350_DU351_v110.

• Clicar em Abrir.

• Para verificar a versão do equipamento pressionar simultaneamente as teclas MAIN + seta para cima do teclado do Duo.
• Para sair da tela de versão pressionar MAIN + seta para cima novamente.

2    Área de trabalho
• A janela principal do software será apresentada. Na parte inferior existem 4 abas:
POUs: Local onde são criados os programas nas linguagens da norma IEC61131.
Tipo de dados: Permite ao usuário criar novos tipos de dados ou estruturas.
Visualizações: Local onde o usuário desenvolve as telas e configuração do teclado.
Recursos: Local para configuração dos recursos dos equipamento como canais analógicos e portas de comunicação.

• Uma POU (Program Organization Unit) pode ser um programa, uma função ou um bloco funcional escrito em qualquer uma das linguagens da normal IEC 61131.
• Para inserir uma POU clicar com o botão direto do mouse sobre a pasta POUs e selecionar a opção Acrescentar objeto.

• A janela Nova POU será aberta. Onde em:
Tipo da POU: Selecionar o tipo desejado. No tutorial foi utilizada a opção Programa.
Nome da nova POU: Nome para a identificação da POU. A primeira POU do projeto deve possuir o nome PLC_PRG.
Linguagem: Selecionar a linguagem na qual se deseja criar a POU. No tutorial será utilizada a linguagem Ladder (LD).
• Clicar em OK.

A área de edição do programa e suas ferramentas serão apresentadas: 


Configurando a porta COM2 RS485


1    Configurando os Parâmetros da porta COM2 RS485
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.
• Configurar conforme de maneira idêntica aos parâmetros do inversor.
Velocidade: 9600
Paridade: Sem paridade
Bits de Parada:1 Stop Bit

2    Selecionando Protocolo de Comunicação
• Por padrão o protocolo a ser utilizado pela COM2 vem como "Desabilitada". Para selecionar um protocolo clicar 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.

3    Incluir Relação 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
Quantidade: Quantidade de variáveis que serão transmitidas ou recebidas
Endereço MODBUS: Endereço da variável MODBUS que se deseja acessar.

Lembrando que:
• Holding Register 1 equivale ao endereço 40001.
• Input Register 1 equivale ao endereço 30001.
• Input 1 equivale ao endereço 10001.
• Coil 1 equivale ao endereço 00001.
• Polling(ms): Tempo entre as requisições.
• Operando MasterTool IEC: Variável do CP onde serão escritas ou lidas as
informações.

4    Relação Modbus para leitura dos parâmetros do inversor
• Através da rede MODBUS é possível acessar todos os parâmetros disponíveis para o Inversor da Série Micro.
• Parâmetros: são aqueles existentes nos inversores cuja visualização e alteração é possível através da IHM (Interface Homem - Máquina). Ver manual.
• Os parâmetros estão disponíveis nos endereços MODBUS conforme tabela abaixo:
Status Word
• Na Status Word, de cada bit dessa Word é uma informação diferente:
Bit 0: Ready: Quando acionado indica que o inversor está pronto para iniciar.
Bit 1: Run: Aciona quando o motor estiver em funcionamento (ligado, rodando).
Bit 2: Dir Indica o sentido de rotação do motor.
Bit 3: FLT Quando acionado indica algum erro.
Bit 4: W Quando acionado indica alguma advertência.
Bit 5: AREF Quando acionado indica que a velocidade normal foi atingida (após rampa).
Bit 6: Z Quando acionado indica que está funcionando, mas em velocidade zero.
• Em FB Velocidade atual, teremos a velocidade em porcentagem, onde:
0 = 0%
10000 = 100.00%. 
• Abaixo a relação MODBUS que realiza a leitura dos parâmetros da tabela anterior:
• Esta relação realiza a leitura de 11 parâmetros do escravo de endereço número 2.
• Os endereços lidos através do comando de Leitura de Input Register são: 2101 a 2111 (32101 a 32111) e colocados nas memórias %MW0 a %MW10.

5    Relação modbus para escrita dos parâmetros no inversor
• Através da rede MODBUS, é possível enviar comandos para o Inversor da Série Micro.
• Os comandos estão disponíveis nos endereços MODBUS abaixo:
• Na variável FB Control Word, podemos fazer o controle do Inversor. Para isso é necessário interpretar o funcionamento dos Bits relacionados abaixo:
• Bit 0: RUN. Sua borda de subida inicia o funcionamento do motor.
• Bit 1: DIR. No estado "0" trabalha em um determinado sentido de rotação, no estado "1" inverte o sentido de rotação do motor.
• Bit 2: RST. Sua borda de subida reseta mensagens de erro.
No exemplo abaixo temos uma relação MODBUS para fazer o controle do inversor:
• Esta relação realiza a escrita de 1 parâmetros no escravo de endereço número 2.
• A escrita é realizada através do comando de Escrita Simples de Holding Register no endereço: 2001 (42001) que corresponderá a memória %MW25.
• Nesse exemplo foi usado o operando %MW25 para controle do Inversor. Onde cada bit da word corresponde a um comando, conforme descrito anteriormente:
• %MW25.0: RUN
• %MW25.1: DIR
• %MW25.2: RST
• Na variável FB Referência de velocidade, o usuário irá definir a referência de velocidade em porcentagem, onde:
0 = 0%
10000 = 100,00%.
• No exemplo abaixo temos uma relação MODBUS para escrever a Referência de Velocidade:
• Nesse exemplo foi usado o operando %MW60 para escrever no endereço MODBUS 2003 (42003) que corresponde a velocidade.
• Portanto, o valor de (0 a 10000)deverá ser escrito em %MW60.

6    Conectando os equipamentos
• Com os equipamentos desligados, conectar o cabo PO8500 na porta de comunicação RS-485 (COM2) do CP DUO 351 e a outra extremidade ao terminador de rede PO8525.
• Conectar o cabo de comunicação AL-2600 nos bornes do Inversor Micro, identificados como A (+) e B (-) ao terminador de rede AL-2600 bornes (TX+ e TX-).
• Interligar também as duas terminações de rede AL-2600 e PO8525 através do cabo AL-2306.
• Os terminadores de rede devem estar com as terminações ligadas.
• Energizar os equipamentos.
• Verificar se o CP está em modo RUN
• Para o inversor entrar em funcionamento, setar os Bits de Comando %MW25.0 e selecionar a referência de velocidade no endereço %MW60.

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