8. Parametri estesi
8.2. Gruppo 3 – Parametri del Controllo PID
8.2.1. Generale
Optidrive P2 dispone di un controllo PID interno. I parametri per la configurazione del controllo PID si trovano nel gruppo 3. Per le applicazioni semplici, l'utente deve solo definire la sorgente del riferimento (P3-05 per selezionare la sorgente o P3-06 per un riferimento fisso), la sorgente di retroazione (P3-10) e regolare il guadagno P (P3-01), il tempo I (P3-02) e opzionalmente il tempo differenziale (P3-03).
Il funzionamento PID è unidirezionale e tutti i segnali sono trattati come 0 - 100% per fornire un formato operativo semplice e intuitivo.
8.2.2. Elenco dei parametri
Par Descrizione Minimo Massimo Default Unità di misura
P3-01 Guadagno proporzionale PID 0.0 30.0 1.0
-Guadagno proporzionale PID. Valori più alti comportano una maggiore variazione della frequenza di uscita dell'azionamento in risposta a piccole variazioni nel segnale di retroazione. Valori troppo elevati possono causare instabilità.
P3-02 Costante di tempo integrale PID 0.0 30.0 1.0 s
Costante di tempo integrale PID. Valori più alti comportano una risposta più smorzata in sistemi in cui il processo generale risponde lentamente.
P3-03 Costante di tempo differenziale PID 0.00 1.00 0.00 s
Costante di tempo differenziale PID.
P3-04 Modo operativo PID 0 1 0
-0 Diretto Usare questa modalità se un aumento del segnale di retroazione provoca un aumento della velocità del motore.
1 Inverso Usare questa modalità se una aumento del segnale di retroazione provoca un decremento della velocità del motore.
P3-05 PID Reference Select 0 2 0
-0 Riferimento digitale Viene utilizzato P3-06.
1 Ingresso analogico 1 Viene utilizzato l'ingresso analogico 1 come visualizzato in P0-01.
2 Ingresso analogico 2 Viene utilizzato l'ingresso analogico 2 come visualizzato in P0-02.
P3-06 Valore riferimento digitale PID (setpoint) 0.0 100.0 0.0 %
Quando P3-05 = 0, questo parametro imposta il riferimento digitale usato per il controllo PID. Se la retroazione è fornita da un trasduttore come un trasduttore di pressione o un misuratore di livello, questo rappresenta la percentuale della gamma di pressione (ad esempio, per un trasduttore 0 - 10 Bar, 4 bar = 40%) o del livello.
P3-07 Limite superiore uscita PID P3-08 100.0 100.0 %
Limita il valore massimo in uscita del controllo PID.
P3-08 Limite inferiore uscita PID 0.0 P3-07 0.0 %
Limita il valore minimo in uscita del controllo PID.
P3-09 Controllo limite uscita PID 0 3 0
-0 Limiti uscita digitale La gamma di valori d’uscita del controllo PID è limitata dai valori dei parametri P3-07 e P3-08.
1 Il limite superiore è imposto
dall’ingresso analogico 1 La gamma di valori d’uscita del controllo PID è limitata dai valori dei parametri P3-08 e dal segnale applicato all'ingresso digitale 1.
2 Il limite inferiore è imposto
dall’ingresso analogico 1 La gamma di valori d’uscita del controllo PID è limitata dai valori applicati all'ingresso digitale 1 e al parametro di P3-07.
3 Uscita PID + ingresso
analogico 1 Il valore dell'uscita dal controllo PID viene sommato al segnale della velocità di riferimento applicata all'ingresso analogico 1.
P3-10 Selezione segnale retroazione PID 0 5 0
-0 Ingresso analogico 2 1 Ingresso analogico 1 2 Corrente del motore 3 Tensione bus DC
4 Differenza tra ingresso analogico 1 e ingresso analogico 2 5 Valore più grande tra ingresso analogico 1 e ingresso analogico 2
P3-11 Errore PID per abilitazione rampa 0.0 25.0 0.0 %
Individua un massimo errore PID, per cui se la differenza tra il valore impostato e il valore di retroazione è minore del limite impostato, i tempi di rampa interna dell'azionamento vengono disabilitati. In caso venga riscontrato un errore PID più grande, i tempi di rampa sono abilitati per limitare il cambiamento della velocità del motore.
Un valore pari a 0 significa che le rampe dell'azionamento sono sempre abilitate. Questo parametro permette all'utente di disabilitare le rampe interne dell'azionamento ove occorra una reazione immediata al controllo PID. Disabilitando le rampe solamente a fronte di un piccolo errore PID, si riduce il rischio di sovratensione e sovracorrente.
8
Parametri estesi
Par Descrizione Minimo Massimo Default Unità di misura
P3-12 Scalatura valore di retroazione PID 0.000 50.000 0.000
-Applica un fattore di scala al valore di retroazione mostrato sul display, permettendo all'utente di visualizzare i segnali nella scala del trasduttore, ad esempio 0 – 10 Bar ecc.
P3-13 Limite errore riavvio PID 0.0 100.0 5.0 %
Consente di programmare un livello di errore PID per cui se l'azionamento va in stand-by mentre si trova in controllo PID, il segnale di retroazione selezionato deve scendere sotto questa soglia prima che l'azionamento ritorni al funzionamento normale..
P3-18 Reimpostazione valore PID 0 1 1
-0 Funzionamento continuo In questa modalità operativa, il controllo PID funziona continuamente, indipendentemente dal fatto che l'azionamento sia abilitato o disabilitato. Questo può comportare che l'uscita del controllo PID raggiunga il livello massimo prima che il segnale di abilitazione dell'azionamento venga applicato.
1 In funzione solo quando
l’azionamento è abilitato In questa modalità di funzionamento, il controllo PID funziona solo quando l'azionamento è abilitato, e quindi partirà sempre da zero quando l'azionamento è abilitato.
8.2.3. Gruppo 4 – Parametri del Controllo motore ad alte prestazioni Generale
I parametri relativi al controllo del motore si trovano nel gruppo 4. Questi parametri permettono all'utente di:
Selezionare il tipo di motore in funzione del motore collegato.
Eseguire un autotune.
Definire i limiti di coppia e la sorgente di riferimento per i metodi di controllo che li supportano (solo modalità di controllo vettoriale).
Optidrive P2 può funzionare sia con motori a induzione asincroni, il tipo più comunemente usato oggi, sia con alcuni motori sincroni.
Le sezioni seguenti forniscono una guida di base su come regolare i parametri per operare con il tipo di motore richiesto.
8.2.4. Motori a induzione asincroni
Modalità di controllo dei motori a induzione
I motori a induzione possono funzionare nelle seguenti modalità:
Controllo della velocità V/F (modalità predefinita)
o Questa modalità fornisce il controllo più semplice ed è adatta ad una vasta gamma di applicazioni.
Controllo coppia vettoriale sensorless
o Questo metodo è adatto solo per applicazioni specifiche, che richiedono che la coppia del motore sia la funzione di controllo primaria, piuttosto che la velocità, e dovrebbe essere usato con estrema attenzione solo in applicazioni specifiche.
Controllo velocità vettoriale sensorless
o Questo metodo fornisce una coppia iniziale maggiore rispetto alla modalità V/F, insieme a una migliore regolazione della velocità del motore con condizioni di carico variabili. Questo metodo è adatto alle applicazioni più impegnative.
• Funzionamento in Modalità Controllo velocità vettoriale sensorless
Optidrive P2 può essere programmato dall'utente per funzionare in modalità vettoriale sensorless, che fornisce una migliore coppia a bassa velocità, una regolazione ottimale della velocità del motore indipendentemente dal carico e un controllo accurato della coppia del motore. Nella maggior parte delle applicazioni, la modalità di controllo vettoriale di tensione predefinita fornirà prestazioni adeguate, tuttavia se è richiesto il funzionamento vettoriale sensorless, utilizzare la seguente procedura.
Assicurarsi che l'accesso ai parametri avanzati sia abilitato impostando P1-14 = 101.
Inserire i dettagli della targa del motore nei parametri pertinenti come segue:
o P1-07 Tensione nominale del motore o P1-08 Corrente nominale del motore o P1-09 Frequenza nominale del motore
o (Opzionale) P1-10 Velocità nominale del motore (Rpm) o P4-05 Fattore di potenza del motore.
Selezionare la modalità di controllo della velocità vettoriale sensorless impostando P4-01 = 0.
Assicurarsi che il motore sia collegato correttamente all'azionamento.
Eseguire un Autotune dei dati del motore impostando P4-02 = 1.
L'autotune inizierà immediatamente quando P4-02 è impostato, indipendentemente dallo stato del segnale di abilitazione dell'azionamento. Sebbene la procedura di autotune non lavori per far girare il motore, l'albero del motore può tuttavia girare leggermente. Normalmente non è necessario disaccoppiare il carico dal motore; tuttavia l'utente dovrebbe assicurarsi che non insorgano rischi dal possibile movimento dell'albero del motore.
È essenziale inserire i dati corretti del motore nei relativi parametri dell'azionamento. Le impostazioni errate dei parametri possono portare a prestazioni non soddisfacenti o addirittura pericolose.
8
Parametri estesi
8.2.5. Motori sincroni Generale
Optidrive P2 fornisce il controllo vettoriale in anello aperto dei seguenti tipi di motori sincroni.
Motori AC a magneti permanenti (PM AC) e motori DC brushless (BLDC)
Optidrive P2 può essere utilizzato per controllare motori AC a magneti permanenti o motori DC brushless senza encoder o resolver di feedback. Questi motori funzionano in modo sincrono e una strategia di controllo vettoriale viene utilizzata per mantenere un funzionamento corretto. In generale, il motore può funzionare tra il 10% e il 100% della velocità nominale con un azionamento correttamente selezionato e configurato. Il controllo ottimale si ottiene quando il rapporto forza contro-elettromotrice / velocità nominale del motore è >= 1V/Hz. I motori con un rapporto forza contro-elettromotrice / Frequenza nominale inferiore a questo livello potrebbero non funzionare correttamente, o potrebbero funzionare solo con una gamma di velocità ridotta.
Il controllo dei motori AC a magneti permanenti e DC brushless impiega la stessa strategia e viene applicato lo stesso metodo di messa in servizio.
I motori a magneti permanenti (compresi i motori DC brushless) producono una tensione di uscita nota come forza contro-elettromotrice quando l'albero viene ruotato. L'utente deve assicurarsi che l'albero del motore non possa ruotare a una velocità in cui questa forza contro-elettromotrice supera il limite di tensione per l'azionamento, altrimenti potrebbero verificarsi dei danni.
Le seguenti impostazioni dei parametri sono necessarie prima di tentare di avviare il motore.
Assicurarsi che l'accesso ai parametri avanzati sia abilitato impostando P1-14 = 101.
Inserire i dati di targa del motore nei parametri pertinenti come segue:
o P1-07 Forza contro-elettromotrice a frequenza nominale / velocità (kE)
Si tratta della tensione imposta dai magneti ai morsetti di uscita dell'azionamento quando il motore funziona alla frequenza o velocità nominale. Alcuni motori possono fornire un valore di volt per mille RPM, e può essere necessario calcolare il valore corretto per P1-07.
o P1-08 Corrente nominale del motore.
o P1-09 Frequenza nominale del motore.
o Opzionale) P1-10 Velocità nominale del motore (Rpm).
Selezionare la modalità di controllo della velocità del motore a magneti permanenti impostando P4-01 = 3 o il controllo della velocità del motore DC brushless impostando P4-01 = 5.
Assicurarsi che il motore sia collegato correttamente all'azionamento.
Eseguire un Autotune dei dati del motore impostando P4-02 = 1.
o L'autotune misura i dati elettrici richiesti al motore per garantire un buon controllo.
Per migliorare l'avviamento del motore e il funzionamento a bassa velocità, può essere necessario regolare i seguenti parametri:
o P7-14: Boost della coppia a bassa frequenza: inietta una corrente supplementare nel motore per aiutare l'allineamento del rotore a bassa frequenza di uscita. Impostare come % di P1-08.
o P7-15: Limite di frequenza del boost della coppia a bassa frequenza: definisce la gamma di frequenza in cui viene applicato il boost di coppia. Impostare come % di P1-09.
Seguendo i passi sopra descritti, dovrebbe essere possibile far funzionare il motore. Sono possibili ulteriori impostazioni dei parametri per migliorare le prestazioni, se necessario, consultate il rivenditore autorizzato Invertek Drives per maggiori informazioni.
8.2.6. Motori a riluttanza sincrona (Syn RM)
Quando si opera con motori a riluttanza sincrona, eseguire le seguenti operazioni:
Assicurarsi che l'accesso ai parametri avanzati sia abilitato impostando P1-14 = 101.
Inserire i dati di targa del motore nei parametri pertinenti come segue:
o P1-07 Tensione nominale del motore.
o P1-08 Corrente nominale del motore.
o P1-09 Frequenza nominale del motore.
o (Opzionale) P1-10 Velocità nominale del motore (Rpm).
o P4-05 Fattore di potenza del motore.
Selezionare la modalità di controllo del motore a riluttanza sincrona impostando P4-01 = 6.
Assicurarsi che il motore sia collegato correttamente all'azionamento.
Eseguire un Autotune dei dati del motore impostando P4-02 = 1.
8
Parametri estesi
8.2.7. Elenco dei parametri del Gruppo 4
L'impostazione errata dei parametri del Gruppo 4 potrebbe causare reazioni impreviste da parte del motore e dei dispositivi collegati. Si raccomanda la regolazione di tali parametri solamente a personale qualificato ed esperto.
Par Descrizione Minimo Massimo Default Unità di misura
P4-01 Modalità controllo motore 0 6 2
-
Impost-azione Tipo di
motore Controllo
principale Metodo di
controllo Informazioni aggiuntive
0 IM Velocità Vettoriale Controllo della velocità con limite di coppia. Sorgente limite di coppia selezionata da P4-06.
1 IM Coppia Vettoriale Controllo della coppia con limite di velocità. Riferimento di coppia selezionato da P4-06. Limite di velocità definito dal riferimento di velocità.
2 IM Velocità V/F Controllo V/F per applicazioni semplici con motori a induzione standard.
3 AC PM Velocità Vettoriale Per il controllo della velocità dei motori AC a magneti permanenti con forza contro-elettromotrice sinusoidale.
4 AC PM Coppia Vettoriale Per il controllo della coppia dei motori AC a magneti permanenti con forza contro-elettromotrice sinusoidale.
5 BLDC Velocità Vettoriale Per il controllo della velocità dei motori DC brushless con forza contro-elettromotrice trapezoidale.
6 Syn RM Velocità Vettoriale Per il controllo della velocità dei motori a riluttanza sincrona.
P4-02 Abilitazione Auto-tune motore 0 1 0
-Quando impostato su 1 l'azionamento esegue immediatamente una misura statica dei parametri del motore (senza rotazione) acquisendoli per ottimizzare l’algoritmo di controllo. Al termine della procedura Auto-tune, il parametro ritorna automaticamente a 0.
P4-03 Guadagno proporzionale controllo velocità vettoriale 0.1 400.0 50.0 % Imposta il guadagno proporzionale per il controllo della velocità quando si opera in Modalità Velocità vettoriale o Coppia vettoriale (P4-01 = 0 oppure 1). Valori più alti forniscono una migliore regolazione e risposta della frequenza di uscita. Valori troppo alti possono comportare instabilità o blocchi di corrente. Nel caso di applicazioni che richiedono prestazioni ottimali, impostare questo valore tenendo presente il carico aumentandolo gradualmente, e controllando l’effettiva velocità di uscita del carico fino al raggiungimento del comportamento dinamico desiderato, senza che il valore della velocità di uscita superi il riferimento, o lo faccia di poco.
In generale, carichi con maggior frizione possono sopportare valori più elevati di guadagno proporzionale e di inerzia, mentre carichi con frizione minore potrebbero richiedere la riduzione del guadagno proporzionale.
P4-04 Costante tempo integrale controllo velocità vettoriale 0.010 2.000 0.050 s Imposta il tempo integrale per il controllo della velocità. Valori più bassi comportano una risposta più rapida del sistema, ma possono causare instabilità. Per ottenere le migliori prestazioni dinamiche, impostare il valore corretto a seconda del carico.
P4-05 Fattore Potenza del motore Cos Ø 0.50 0.99 -
-Quando l’azionamento opera in Modalità controllo motore Velocità vettoriale o Coppia vettoriale, impostare questo parametro al dato di targa della potenza del motore.
P4-06 Riferimento di controllo della coppia / Sorgente di limite 0 5 0
-0 Limite coppia
massimo P4-07 Il riferimento / limite del controllo della coppia viene impostato in P4-07.
1 Ingresso
analogico 1 La coppia di uscita è controllata in base al segnale applicato all'ingresso analogico 1, per cui il 100% del livello del segnale di ingresso farà sì che la coppia di uscita dell'azionamento sia limitata dal valore impostato in P4-07.
2 Ingresso
analogico 2 La coppia di uscita è controllata in base al segnale applicato all'ingresso analogico 2, per cui il 100% del livello del segnale di ingresso farà sì che la coppia di uscita dell'azionamento sia limitata dal valore impostato in P4-07.
3 Fieldbus La coppia d'uscita è controllata in base al segnale proveniente dal fieldbus di
comunicazione, per cui il livello del segnale d'ingresso al 100% comporterà che la coppia d'uscita dell'azionamento sia limitata dal valore impostato in P4-07.
4 Master / Slave La coppia di uscita è controllata in base al segnale proveniente dall'Invertek Master / Slave, per cui il 100% del livello del segnale di ingresso farà sì che la coppia di uscita dell'azionamento venga limitata dal valore impostato in P4-07.
5 Uscita PID La coppia d'uscita è controllata in base all'uscita del controllo PID, per cui il 100% del livello del segnale d'ingresso farà sì che la coppia d'uscita dell'azionamento sia limitata dal valore impostato in P4-07.
P4-07 Limite massimo di corrente / coppia P4-08 500 150 %
Quando si opera nelle modalità di controllo motore Velocità vettoriale o Coppia vettoriale (P4-01 = 0 o 1), questo parametro definisce il limite massimo di coppia o il riferimento utilizzato dall'azionamento insieme a P4-06.
Quando si opera in modalità V/F (P4-01 = 2), questo parametro definisce la massima corrente di uscita che l'azionamento fornirà al motore prima di ridurre la frequenza di uscita per cercare di limitare la corrente.
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Parametri estesi
Par Descrizione Minimo Massimo Default Unità di misura
P4-08 Limite minimo di coppia P4-08 150 0 %
Attivo solo nelle modalità di controllo motore Velocità vettoriale o Coppia vettoriale (P4-01 = 0 o 1). Imposta un limite minimo di coppia, per cui quando l'Optidrive è abilitato, cercherà sempre di mantenere questa coppia sul motore durante il funzionamento.
NOTA Questo parametro dovrebbe essere usato con estrema attenzione, poiché la frequenza di uscita dell'azionamento aumenterà per raggiungere il livello di coppia, e potrebbe superare il riferimento di velocità selezionato.
P4-09 Limite di coppia rigenerativo 0.0 500 100 %
Attivo solo nelle modalità di controllo motore Velocità vettoriale o Coppia vettoriale (P4-01 = 0 o 1). Imposta la coppia di rigenerazione massima consentita dall'Optidrive.
P4-10 Regolazione caratteristica frequenza V/F 0.0 P1-09 0.0 Hz
Quando si opera in modalità V/F (P4-01 = 2), questo parametro, in combinazione con P4-11, imposta un valore di frequenza in cui la tensione impostata in P4-11 viene applicata al motore. Portare la massima attenzione per evitare surriscaldamento e danni al motore.
P4-11 Regolazione caratteristica tensione V/F 0 P1-07 0 V
Usato in combinazione con il parametro P4-10.
P4-12 Protezione da sovraccarico termico del motore 0 1 1
-0 Disabilitato
1 Abilitato Tutti gli Optidrive sono provvisti di una protezione dal sovraccarico termico del motore collegato. Un accumulatore interno mantiene sotto controllo l’uscita di corrente dal motore, e porterà l’azionamento a bloccarsi se il limite termico viene superato. Quando P4-12 è disabilitato, rimuovere l’alimentazione e riapplicarla per reimpostare il valore dell’accumulatore. Quando P4-12 è abilitato, il valore viene mantenuto anche ad azionamento spento.
P4-13 Sequenza delle fasi in uscita 0 1 0
-0 U,V,W Sequenza delle fasi del motore. Tipicamente, questo fornisce una rotazione in senso orario del motore.
1 U,W,V Sequenza di fase del motore inversa. Tipicamente questo fornisce una rotazione in senso antiorario del motore.
P4-14 Reazione al limite di sovraccarico termico 0 1 0
-0 Blocco Quando l’accumulatore di sovraccarico raggiunge il limite, l’azionamento si blocca su It.trp per prevenire danni al motore.
1 Riduzione del limite di corrente
Quando l’accumulatore di sovraccarico raggiunge il 90%, il limite delle corrente di uscita viene internamente limitato al 100% di P1-08 per evitare un blocco It.trp. Il limite di corrente ritornerà all’impostazione del parametro P4-07 quando l’accumulatore di sovraccarico raggiunge il 10%.
P4-15 Configurazione della modalità Master (modalità
Master-Slave) 0 1 0
-0 Velocità motore e Riferimento coppia
In questa modalità, quando l'azionamento funziona come Master in modalità Master-Slave, i dati trasmessi sulla rete dell'azionamento sono la velocità effettiva Master e il riferimento di coppia Master.
Questa modalità è adatta alle applicazioni Master-Slave che richiedono l'inseguimento della velocità.
1 Riferimento velocità e Coppia motore
In questa modalità, quando l'azionamento funziona come Master in modalità Master-Slave, i dati trasmessi sulla rete dell'azionamento sono il Riferimento velocità Master e la Coppia effettiva Master. Questa modalità è adatta alle applicazioni Master-Slave che richiedono la condivisione del carico tra più azionamenti.