Tutoriais de Produto: CP DUO - Inversor WEG (RS485 Protocolo MODBUS - DUO Master)
Revisão: A
Data: 28/03/09
Tutorial 122
CP DUO
Inversor WEG (RS485
Protocolo MODBUS DUO Master)
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Sumário
1
2
3
Descrição da Aplicação ........................................................................................ 3
Definição da Arquitetura de Referência............................................................... 3
Configurando o Inversor de Freqüência.............................................................. 4
3.1
3.2
3.3
3.4
Energizando o inversor ......................................................................................................... 4
Configurando os parâmetros do motor............................................................................... 4
Configurando os parâmetros de controle do Inversor ...................................................... 4
Configurando os parâmetros de comunicação .................................................................. 5
4
Criação do Projeto no CP ..................................................................................... 5
4.1
Criando um projeto novo ...................................................................................................... 5
4.2
Criando uma POU .................................................................................................................. 7
4.3
Configurando as tarefas ....................................................................................................... 9
4.4
Configurando o canal de comunicação COM2 RS485 ..................................................... 11
4.4.1 Configurando os parâmetros de comunicação. ................................................................ 11
4.4.2 Selecionando o protocolo de comunicação....................................................................... 11
4.4.3 Incluir Relações MODBUS ................................................................................................ 12
4.4.4 Inserindo relação para leitura dos Parâmetros do Inversor .............................................. 14
4.4.5 Inserindo Relação para Variáveis Básicas ........................................................................ 15
4.4.6 Inserindo relação para leitura dos Bits de Estado ............................................................. 18
4.4.7 Inserindo relação para escrita dos Bits de Comando........................................................ 19
4.5
Carregando o projeto no CP ............................................................................................... 20
4.5.1 Compilando o projeto ........................................................................................................ 20
4.5.2 Configurando o método de transmissão do projeto .......................................................... 21
4.5.3 Enviando o projeto............................................................................................................. 23
4.5.4 Colocando o CP em Run ................................................................................................... 23
5
6
7
8
9
Cuidados e Informações adicionais .................................................................. 23
Conectando os equipamentos ........................................................................... 24
Observações ........................................................................................................ 24
Cuidados .............................................................................................................. 24
Revisões .............................................................................................................. 25
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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
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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
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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.
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-
Selecionar a opção Modelo_DU350_DU351.
-
Clique em Abrir.
-
A tela principal do software será apresentada:
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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).
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-
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.
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-
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.
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-
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.
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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:
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-
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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.
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-
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.
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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.
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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.
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-
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.
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Data: 28/03/09
-
No tutorial este calculo foi realizado no programa REFERÊNCIA_VELOCIDADE conforme
exemplo abaixo:
-
O programa acima é chamado posteriormente no programa principal PLC_PRG.
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Data: 28/03/09
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.
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Data: 28/03/09
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.
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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.
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Data: 28/03/09
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:
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Revisão: A
Data: 28/03/09
-
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.
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Revisão: A
Data: 28/03/09
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.
5 Cuidados e Informações adicionais
-
Verificar se o computador e o CP estão conectados ao mesmo ponto de terra, para evitar
possíveis queimas de canal serial por diferença de potencial.
-
Caso se deseje apagar a aplicação que está carregada no Duo, desligar o equipamento e
energizar novamente pressionando a tecla ESC até que a barra de inicialização esteja completa.
-
Se a porta COM1 for configurada para comunicar em MODBUS não será possível carregar
novamente o programa até ser trocado o protocolo de comunicação ativo no momento. Para
alternar entre os protocolos de comunicação pressionar simultaneamente as teclas: MAIN + seta
para baixo.
-
Para maiores informações acessar o site da Altus: http://www.altus.com.br/
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Data: 28/03/09
6 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 (AL2600 e PO8525) através do cabo AL-2301.
-
Conectar a segunda terminação (PO8525) ao CP através do PO8500.
-
O AL2600 e PO8525 devem estar com as terminações ligadas.
-
Energizar os equipamentos.
-
Verificar se o CP está em modo RUN.
-
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.
7 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.
-
Na aplicação de exemplo em anexo ao documento existe uma aplicação implementada com os
valores apresentados na tela, comandos via teclado e escrita de RPM do inversor.
-
Segue em anexo a este documento o arquivo de demonstração deste tutorial. O arquivo esta na
pasta:
•
CP – Software do CP
8 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.
Para maiores informações, consultar os documentos:
CT113100 – Características Técnicas da Série DUO.
MU213100 – Manual de Utilização DU350/351.
Manual de Usuário do Inversor de Freqüência CFW09.
Estas informações podem ser acessadas no site da Altus: http://www.altus.com.br/
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Revisão: A
Data: 28/03/09
9 Revisões
Revisão:
A
Data:
28/03/2009
Autoria:
Douglas Costa
Aprovação:
Marcelo Froener
Natureza das alterações:
•
Primeira emissão do documento.
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Página: 25