Czym jest synchronizacja pozycji i prędkości silników sterowanych falownikiem?
Synchronizacja pozycji wałów lub prędkości obrotowych dwóch lub więcej silników to jedna z kluczowych funkcjonalności nowoczesnych układów napędowych. Rozwiązanie to, znane również jako wał elektryczny, znajduje zastosowanie w aplikacjach przemysłowych z udziałem co najmniej dwóch silników. W takich układach wały silników nie są ze sobą połączone mechanicznie.
Do typowych przykładów takich aplikacji należą: podnośniki, obrotniki, mosty jezdne, bramownice, suwnice oraz złożone systemy transportowe.
Przemiennik częstotliwości Inovance MD520 oferuje funkcję synchronizacji w trybie Master-Slave, umożliwiającą precyzyjne sterowanie wieloma osiami w układach wielonapędowych.
W niniejszym artykule szczegółowo omówimy sposób konfiguracji tej funkcji oraz najlepsze praktyki jej efektywnego wykorzystania w aplikacjach przemysłowych.
1.Podstawowe założenia synchronizacji Master-Slave
Synchronizacja Master-Slave polega na sterowaniu osią podrzędną (Slave) w sposób zależny od parametrów ruchu osi nadrzędnej (Master). Oś Slave dostosowuje swoją prędkość, pozycję lub moment obrotowy w odpowiedzi na zmiany zachodzące w osi Master.
-
- Master (napęd nadrzędny): Źródło referencyjne, którego parametry ruchu, takie jak prędkość, pozycja lub moment obrotowy, stanowią punkt odniesienia dla osi Slave.
- Slave (napęd podrzędny): Napęd sterowany w taki sposób, aby ściśle podążać za osią Master, zachowując określone relacje ruchowe (prędkościowe, pozycjowe lub momentowe) zgodnie z założonym algorytmem synchronizacji.
W systemach opartych na falowniku MD520 synchronizacja osi realizowana jest z wykorzystaniem sygnałów z enkodera, który dostarcza informacji zwrotnej o aktualnej pozycji i prędkości silnika. Falownik pracuje w trybie wektorowego sterowania (Vector Control), co umożliwia precyzyjne odwzorowanie momentu, prędkości i pozycji oraz zapewnia wysoką dynamikę i dokładność ruchu.
2. Wymagania sprzętowe
Aby zrealizować synchronizację w falowniku MD520, należy spełnić następujące wymagania:
-
- Enkodery: Każdy z silników powinien być wyposażony w enkoder, aby falownik mógł odczytywać rzeczywistą prędkość i pozycję osi.
- Karty enkoderowe: Falownik MD520 pracujący w trybie Slave powinien być wyposażony w dwie karty enkoderowe: MD38PGMD oraz MD38DW2, umożliwiające podłączenie sygnałów z enkoderów inkrementalnych.
3. Aktualizacja firmware falownika
Do uruchomienia funkcji synchronizacji pozycji lub prędkości wymagana jest aktualizacja firmware falownika do wersji obsługującej ten tryb.
- Jeżeli posiadasz już falownik MD520 i planujesz wykorzystać funkcję synchronizacji lub zaawansowanego pozycjonowania, skontaktuj się z firmą Eldar. Nasi specjaliści udzielą wsparcia w zakresie aktualizacji oprogramowania oraz konfiguracji urządzenia, aby w pełni wykorzystać jego możliwości.
- Planujesz zakup falownika MD520 i chcesz korzystać z trybu synchronizacji lub pozycjonowania? Poinformuj o tym naszego doradcę handlowego już na etapie składania zamówienia. Dzięki temu odpowiednia wersja firmware zostanie zainstalowana w naszej siedzibie, co pozwoli skrócić czas uruchomienia systemu po dostawie.
4. Konfiguracja synchronizacji w falowniku Inovance MD520
Krok 1: Przygotowanie systemu
- Wprowadź parametry silnika do falownika zgodnie z kartą katalogową.
- Dla zapewnienia optymalnej kontroli przeprowadź procedurę autotuningu falowników.
- Upewnij się, że oba falowniki są poprawnie skonfigurowane do pracy w trybie wektorowym (Vector Control).
- Podłącz enkodery do odpowiednich wejść w kartach enkoderowych zgodnie z wybraną metodą połączenia:
Opcja 1 — Falownik Master bez karty enkoderowej:
-
- Sygnał z enkodera silnika Master (sygnały różnicowe 5V) podłącz do karty MD38DW2 w falowniku Slave.
- Sygnał z enkodera silnika Slave podłącz do karty MD38PGMD w falowniku Slave.
Opcja 2 — Falownik Master z kartą enkoderową:
-
- Sygnał z enkodera silnika Master podłącz do karty MD38PGMD w falowniku Master.
- Sygnał wyjściowy z karty MD38PGMD w falowniku Master podłącz do karty MD38DW2 w falowniku Slave.
- Sygnał z enkodera silnika Slave podłącz do karty MD38PGMD w falowniku Slave.
Krok 2: Ustawienia osi Master
- W falowniku Master należy skonfigurować parametry takie jak: czas przyspieszania i hamowania, tryb sterowania oraz sposób zadawania wartości częstotliwości.
Krok 3: Ustawienia osi Slave
- W falowniku Slave włącz kontrolę pozycji, ustawiając parametr B0-01 = 1.
- Następnie aktywuj funkcję synchronizacji, ustawiając parametr B0-03 = 1.
- Wybierz jeden z trybów synchronizacji, który ma być realizowany w aplikacji: B1-01 = 0 — synchronizacja prędkości,
B1-01 = 1 — synchronizacja pozycji. - Skonfiguruj parametry wejściowe enkodera, ustawiając odpowiednią wartość parametru B1-02 (np. B1-02 = 0 dla konkretnej karty enkoderowej).
- Na koniec przeprowadź test synchronizacji, aby zweryfikować poprawność działania systemu.
5. Regulacja parametrów synchronizacji
Podczas uruchamiania synchronizacji warto zwrócić uwagę na poniższe parametry, mające wpływ na “sztywność” wału elektrycznego:
-
- Parametry regulatora PID sterowania wektorowego osi Slave, ważne dla obu trybów synchronizacji (prędkości i pozycji):
- F2-00 : wzmocnienie pętli sprzężenia prędkościowego,
- F2-01: czas całkowania pętli sprzężenia prędkościowego.
- B1-34 (Gain Adjustment): Regulacja wzmocnienia pętli pozycji sprzężenia zwrotnego w osi Slave, wpływająca na sztywność synchronizacji.
- Dla trybu synchronizacji prędkości możliwe jest ustawienie skalowania (przełożenia) prędkości obrotowej silnika Slave w stosunku do prędkości silnika Master: parametr w falowniku osi Slave: B1-21 (licznik) oraz B1-22 (mianownik).
- B1-04: wybór kierunku obrotów napędu nadążnego (wartość 0 - w przód; wartość 1 - w tył)
6. Podsumowanie
Synchronizacja Master-Slave w falowniku MD520 umożliwia precyzyjne i niezawodne sterowanie wieloma osiami w zaawansowanych aplikacjach przemysłowych. Dzięki wykorzystaniu sygnałów z enkoderów oraz zaawansowanych algorytmów sterowania wektorowego (Vector Control), falownik zapewnia wysoką dokładność pozycjonowania oraz stabilną pracę synchroniczną.
Kluczowym elementem uzyskania optymalnych rezultatów jest odpowiednie przygotowanie systemu, w tym prawidłowe dobranie i podłączenie enkoderów, a także staranna konfiguracja parametrów falownika zgodnie z wymaganiami aplikacji.
Jeżeli chcesz poznać więcej szczegółów dotyczących falownika MD520 oraz funkcji synchronizacji Master-Slave, zachęcamy do kontaktu z naszym działem wsparcia technicznego. Nasi eksperci pomogą w doborze sprzętu, aktualizacji firmware oraz profesjonalnej konfiguracji systemu.
