CP Ponto - Inversor WEG (Modbus RS-485 Ponto Master)

1    Descrição da Aplicação

Este documento descreve a utilização do CP da Série Ponto com Inversor WEG modelo CFW09.

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 – PO3247

• Inversor de Freqüência – CFW09

• Placa de expansão - EBA

• Terminadores de rede – AL-2600

• Cabo de programação do CP – AL1715.

• Cabo de comunicação (Entre os dois terminadores de rede) – AL2306

• Cabo de comunicação (CP e terminador de rede) – AL2305

• Software de Programação do CP – MasterTool MT8000 


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/Pára Local. Valor: (0) Teclas I O

P225: Seleção JOG Local. Valor: (1) Tecla

P226: Seleção Giro Remoto. Valor: (5) Serial Horário

P227: Seleção Gira/Pára 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 XE.

- Criar um projeto novo. Ir ao menu Projeto -> Novo

- Na janela Criar Novo Projeto configure conforme desejado e clique em OK.


4.2    Configurando o Barramento

- Para realizar a configuração do barramento clique na opção Barramento localizada na treeview conforme figura abaixo:

- Na janela Módulo de Configuração clique em Executar.

- O software ProPonto será executado. Selecionar os módulos do lado esquerdo e arrastar até a posição correta. A ordem dos módulos deve respeitar o barramento que está fisicamente montado. Caso a posição seja invalida uma mensagem de erro é apresentada.

- No tutorial apenas foi inserida a CPU.

- Finalizada a configuração clique no botão para verificar o projeto. Caso não ocorra nenhum erro a mensagem abaixo é apresentada:

- Salvar o projeto clicando em e fechar o ProPonto retornando ao MasterTool.

- Na janela de Configurações clique no botão Ler para importar a configuração do ProPonto para o MasterTool.

- A configuração do barramento será apresentada como na tela abaixo:

- Clique em Aplicar.


4.3    Criando um Módulo Principal

- Para criar um módulo Principal vá ao menu: Módulo -> Novo ou clique com o botão direito do mouse sobre a opção Execução -> Criar Novo conforme figura abaixo:

- A janela Criar Novo Módulo será apresentada. Selecione no campo Tipo de Módulo a opção Módulo Principal e em Nome do Módulo colocar um nome para identificação do mesmo.

- Clique OK. A tela para edição do ladder será aberta. Como o objetivo do tutorial é a comunicação ente o CP e o Inversor apenas foi inserida uma instrução NEG para validar o módulo. 

- Clique em salvar .


4.4    Configurando os parâmetros gerais

- Os CPs da Série 3x47 necessitam que sejam declarados alguns operandos para controle do relógio de tempo real.

- Para configurar estes operandos clique na opção Parâmetros Gerais localizada na treeview do projeto.

- Após a realizar configuração clique em Aplicar.


4.5    Habilitando a comunicação MODBUS

- Para habilitar a comunicação através do protocolo MODBUS clique em Configuração do CP, localizada na treeview do projeto.

- Na opção Configuração das COMs selecione o protocolo MODBUS Mestre na porta de comunicação COM2 (RS485).

- Clique em Aplicar.


4.6    Configurando os parâmetros de comunicação

- Para configurar os parâmetros de comunicação clique em COM2 localizada na treeview do projeto.

- A janela de configuração da porta COM2 será apresentada:

- Clique no botão Propriedades da COM...

- Configure os parâmetros de comunicação de maneira idêntica aos configurados no Inversor.

- Clique em OK.

- Ainda na janela de configuração da COM2 clique no botão Avançado. A janela de Configurações Avançadas será apresentada.

- Configure os operandos de Status e Diagnósticos da comunicação e clique em OK.


4.7     Adicionando as relações MODBUS

- Agora é necessário realizar as Relações MODBUS. Estas relações são a equivalência entre as variáveis do CP (Memória, Auxiliar, Saída...) com os endereços das variáveis MODBUS.

- Para adicionar uma relação clique no botão Inserir Relação. A janela de Edição de Relação MOBUS Mestre será aberta. Nesta janela são configuradas as relações:

4.7.1    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 parametros do escravo número 2. Os endereços lidos são 2 a 8 (40002 a 40008) e colocados nas memórias M100 a M106 respectivamente. 

4.7.2    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. São eles:

• 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 à memória M110 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 Memória M110, a qual representa a referência de velocidade do motor. 

4.7.3    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 as variáveis A10.0 a A10.7 do CP. 

4.7.4    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: 


5    Conectando os equipamentos

- Com os equipamentos desligados conectar a placa de comunicação EBA no Inversor CFW09.

- Conectar um cabo de duas vias nos conectores 12 (D+) e 11 (D-) da placa EBA e a outra extremidade do cabo nos conectores 1 (D+) e 2 (D-) do terminador de rede AL-2600.

- Interligar as duas terminações AL-2600 através do cabo AL-2301.

- Conectar a segunda terminação ao CP através do cabo AL-2305.

- Os AL-2600 devem estar com as terminações ligadas.

- A terminação da base do CP deve estar como OFF.

- Energizar os equipamentos.

- Verificar se o CP está em estado de Execução e se o LED correspondente a porta serial utilizada pisca rapidamente.

- Também verificar se o LED na placa EBA pisca rapidamente.

- Para o inversor partir o motor é necessário setar os Bits de Comando 100 e 101 e colocar a Referência de Freqüência na Variável Básica 04.


6    Observações

- Todos os registradores (parâmetros e variáveis básicas) são tratados como registradores do tipo holding, referenciados a partir de 40000 ou 4x, enquanto os bits são referenciados a partir de 0000 ou 0x. Os bits de estado possuem as mesmas funções dos bits 8 a 15 do estado lógico (variável básica 2). Estes bits estão disponíveis apenas para leitura, sendo que qualquer comando de escrita retorna erro para o mestre.

- No CP os endereços MODBUS iniciam em 1, ou seja, registradores do tipo de holding iniciam em 40001 enquanto os bits iniciam em 00001. Cuidar este deslocamento do bit.

- Segue em anexo a este documento o arquivo de demonstração deste tutorial. O arquivo esta na pasta:

CP – Software do CP 


7    Cuidados

Deve-se atentar para as configurações da porta serial, como velocidade, paridade e número de stop bits. As mesmas configurações impostas ao CP devem ser impostas ao Inversor, não devendo haver discordância em nenhum item, de modo à comunicação funcionar corretamente.

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