Konfiguracja trybu pozycjonowania w falowniku INOVANCE MD520

Wprowadzenie do pozycjonowania z przemiennikiem częstotliwości INOVANCE MD520

Falowniki przemysłowe to serce nowoczesnych systemów automatyki, a ich zaawansowane funkcje, takie jak precyzyjne sterowanie pozycją, otwierają drzwi do zupełnie nowych zastosowań. Przemiennik częstotliwości INOVANCE serii MD520, oprócz standardowej kontroli prędkości, oferuje również tryb pracy pozycjonującej, pozwalający na wykonywanie ruchów zarówno w trybie inkrementalnym, jak i absolutnym.

Ten przewodnik krok po kroku przeprowadzi Cię przez niezbędne czynności konfiguracyjne, aby uruchomić tę funkcję.

 

Krok 1: Doposażenie falownika w kartę enkoderową

Podstawowym wymogiem uruchomienia trybu pozycjonowania jest karta enkoderowa (MD-38PGMD). To właśnie ten moduł umożliwia falownikowi odczyt sygnałów z enkodera zamontowanego na wale silnika, dostarczając informację o jego rzeczywistej pozycji i prędkości.

Procedura instalacji:

1. 1. Wyłącz zasilanie falownika i odczekaj czas całkowitego rozładowania się kondensatorów (zapoznaj się z instrukcją bezpieczeństwa).

   2. Zdemontuj przednią osłonę falownika, aby uzyskać dostęp do slotów rozszerzeń.

   3. Zainstaluj kartę enkoderową w dedykowanym gnieździe, zwracając uwagę na poprawność montażu.

   4. Podłącz taśmę komunikacyjną pomiędzy kartą a płytą główną falownika.

 

 

Po fizycznym zamontowaniu modułu, przejdź do podłączenia samego enkodera.

 

Krok 2: Dobór i podłączenie enkodera

Karta enkoderowa MD-38PGMD obsługuje popularne standardy sygnałów, co daje elastyczność w doborze enkodera.

Wykonaj następujące czynności:

• • 1. Dobierz enkoder o odpowiedniej rozdzielczości (impulsy/obrót) i interfejsie. Karta akceptuje enkodery z:
    • Wyjściem różnicowym (RS422)
    • Wyjściem Push-Pull
    • Wyjściem typu otwarty kolektor
  • 2. Podłącz przewody enkodera do zacisków na karcie zgodnie z przeznaczeniem zacisków przedstawionym w dokumentacji technicznej. Zwróć szczególną uwagę na prawidłowe podłączenie:
    
    • 1. Napięcia zasilania enkodera (Vcc i GND)
    • 2. Sygnałów faz A, B i Z (indeks)

• • 3. Zabezpiecz przewody przed wyciągnięciem i upewnij się, że są one poprowadzone z dala od linii zasilających silnik, aby zminimalizować zakłócenia.

Krok 3: Wymaganie wersji oprogramowania (Firmware)

Funkcja pozycjonowania wymaga specjalnej, zaawansowanej wersji oprogramowania wewnętrznego (firmware) falownika, która różni się od standardowego oprogramowania dostarczanego domyślnie.

Jak zapewnić sobie kompatybilność?
Aby uniknąć konieczności przeprowadzania aktualizacji po stronie klienta i maksymalnie skrócić czas uruchomienia, niezbędne jest zgłoszenie tego wymagania na etapie składania zamówienia. Dzięki temu odpowiednia wersja firmware zostanie zainstalowana w urządzeniu przed wysyłką z siedziby ELDAR. Jest to najskuteczniejsza i najbardziej niezawodna metoda, która pozwoli Ci od razu przystąpić do konfiguracji i uruchomienia systemu po otrzymaniu falownika.

 
Krok 4: Autotuning i konfiguracja sterowania wektorowego (SVC/FVC)

Aby tryb pozycjonowania działał precyzyjnie i stabilnie, niezbędne jest poprawne zidentyfikowanie parametrów silnika przez falownik oraz ustawienie zaawansowanego sterowania z kompensacją momentu.

Krok 4.1: Wprowadzenie danych znamionowych silnika i enkodera
Przed przystąpieniem do autotuningu, należy ręcznie wprowadzić podstawowe dane z tabliczki znamionowej silnika do następujących parametrów:

• • F1-01: Moc znamionowa [kW]

  • F1-02: Napięcie znamionowe [V]

  • F1-03: Prąd znamionowy [A]

  • F1-04: Prędkość znamionowa [RPM]

  • F1-05: Częstotliwość znamionowa [Hz]

Następnie skonfiguruj enkoder:

• • F1-27: Rozdzielczość enkodera [imp/obrót]. Uwaga: W systemach sterowania 1 obrót wału odpowiada wartości pozycji równej czterokrotności rozdzielczości enkodera (np. dla enkodera 1000 PPR, 1 obrót = 4000 impulsów).

  • F1-28: Typ enkodera (np. 0 dla inkrementalnego A/B/Z)

Krok 4.2: Przeprowadzenie procedury autotuningu
Procedura autotuningu pozwala falownikowi na automatyczne wyznaczenie kluczowych parametrów elektrycznych silnika (rezystancji, indukcyjności), co jest niezbędne dla wysokiej wydajności sterowania wektorowego.

• • Wybierz rodzaj autotuningu (np. statyczny - bezpieczny, bez ruchu wału; lub dynamiczny - wymagający ruchu, ale bardziej dokładny).

  • ZACHOWAJ SZCZEGÓLNĄ OSTROŻNOŚĆ. Ze względu na bezpieczeństwo, upewnij się, że silnik jest odłączony od mechanizmu. W zależności od wybranej metody, wał silnika może zacząć się obracać.

  • Uruchom procedurę i poczekaj na jej pomyślne zakończenie.

Szczegółowy opis procedury autotuningu znajduje się w dedykowanych artykułach:

https://www.eldar.biz/blog/Autotuning-falownika-INOVANCE-MD200-przy-nieruchomym-wale-silnika.html

https://www.eldar.biz/blog/Autotuning-falownika-INOVANCE-MD200-przy-ruchomym-wale-silnika.html

 

Krok 4.3: Aktywacja sterowania wektorowego

Po pomyślnym autotuningu, aktywuj zaawansowany tryb sterowania:

• • F0-01: Tryb sterowania. Ustaw wartość: 

    • 1 dla SVC (Sensorless Vector Control – sterowanie wektorowe bez enkodera) – mniej zalecane dla pozycjonowania.

    • 2 dla FVC (Flux Vector Control – sterowanie wektorowe z enkoderem) – optymalny wybór dla precyzyjnego pozycjonowania.

Krok 5: Konfiguracja parametrów trybu pozycjonowania

Gdy silnik jest już poprawnie zidentyfikowany, przejdź do konfiguracji głównych funkcji pozycjonowania.

Krok 5.1: Aktywacja i podstawowe ustawienia osi

• • B0-01: Sposób załączenia trybu pozycjonowania. Ustaw na 1 (Enabled) lub wybierz numer wejścia cyfrowego (DI), które ma go aktywować.

  • B0-03: Tryb pracy. Ustaw na 0 (Tryb pozycjonowania).

  • B0-04: Typ osi. 0 (oś liniowa) lub 1 (oś obrotowa).

  • B0-05 / B0-06: Zakres kontroli położenia osi obrotowej (dla B0-04=1). Definiuje maksymalną wartość pozycji dla osi obrotowej.

Krok 5.2: Źródło pozycji i zadawanie wartości

• • B0-07: Źródło sprzężenia pozycji. Ustaw na 1 (Lokalna karta enkoderowa).

  • B2-01: Źródło podania pozycji. Ustaw na 0 (Zadanie przez parametry).

  • B2-03 / B2-04: Pozycja zadana. Wprowadź docelową wartość pozycji (w impulsach). Uwaga: Wartość musi być mniejsza niż zakres z B0-05/B0-06.

Krok 5.3: Konfiguracja ruchu (Parametr B2-05)
Parametr B2-05 jest kluczowy, a jego wartość jest sumą wybranych opcji:

• • Cyfra jedności: Kierunek (0+ lub 1-)

  • Cyfra dziesiątek: Czas przysp./zwoln. (0=terminal, 1=czas 1, 2=czas 2, itd.)

  • Cyfra setek: Prędkość graniczna (0=prędkość 1, 1=prędkość 2, itd.)

  • Cyfra tysięcy: Czas oczekiwania (0=brak, 1=czas 1, itd.)

  • Cyfra dziesiątek tysięcy: Typ ruchu: 

    • 0 (Absolutny): Ruch do pozycji bezwzględnej, liczonej od punktu zero.

    • 0 (Absolutny): Ruch do pozycji bezwzględnej, liczonej od punktu zero.

Przykład: B2-05 = 1000 oznacza: ruch inkrementalny (1), bez oczekiwania (0), z prędkością graniczną 1 (0), z czasem przysp. 1 (1), w kierunku dodatnim (0).

Krok 5.4: Przypisanie wejść sterujących

• • B2-13: Wejście uruchamiające pozycjonowanie. Przypisz numer wejścia DI (np. 3 dla DI1, 4 dla DI2, ..., 18 dla DI16).

Krok 6: Konfiguracja procedury bazowania (Homingu)

Procedura bazowania jest obowiązkowa po każdym restarcie, aby ustalić punkt zero dla enkoderów inkrementalnych.

Krok 6.1: Wybór źródła i metody

• • B4-00: Źródło wyzwalania bazowania. Ustaw na 0 (wyzwalanie wejściem cyfrowym).

  • B4-01: Wejście aktywujące bazowanie. Przypisz numer wejścia DI (np. 3 dla DI1).

  • B4-08: Metoda bazowania. Wybór strategii:

    • 0: Ustawienie aktualnej pozycji jako zero („Set Position”) – bez ruchu.

    • 1, 2, ...: Metody z ruchem (np. najazd na krańcówkę, poszukiwanie impulsu Z enkodera).

Krok 6.2: Konfiguracja metody z ruchem
W przypadku wyboru metody innej niż 0 (np. B4-08 = 1), konieczne jest uzupełnienie dodatkowych parametrów z grupy B4 (prędkość poszukiwania, prędkość najazdu, kierunek), zgodnie z wymaganiami mechanizmu.

 

Krok 7: Uruchomienie i weryfikacja procedury pozycjonowania

Po pomyślnym zakończeniu autotuningu i skonfigurowaniu wszystkich niezbędnych parametrów, system jest gotowy do wykonania pierwszej, precyzyjnej operacji pozycjonowania.

Krok 7.1: Wykonanie procedury bazowania (Homingu)
Zanim system wykona jakikolwiek ruch pozycjonujący, absolutnie konieczne jest wykonanie procedury bazowania. Jej celem jest ustalenie bezwzględnego punktu odniesienia (punktu zero), od którego falownik będzie obliczał wszystkie zadane pozycje.

• • Dlaczego to jest kluczowe? Bez wykonania bazowania po każdym cyklu zasilania (włączeniu falownika), system nie ma informacji o swojej pozycji początkowej.

  • Jak to zrobić? Procedurę uruchamia się poprzez podanie impulsu na wcześniej skonfigurowane wejście cyfrowe (np. DI1), któremu przypisano funkcję Bazowanie.

Krok 7.2: Uruchomienie ruchu pozycjonującego
Gdy punkt zero jest już ustalony, możesz wydać komendę ruchu:

• • Zadaj docelową pozycję. Wartość docelową ustawiasz w parametrach B2-03 (low word) i B2-04 (high word).

  • Aktywuj pozycjonowanie. Podaj impuls na wejście cyfrowe, któremu przypisałeś funkcję Uruchomienie pozycjonowania.

Przykład Praktyczny:
Zadanie: Silnik ma wykonać obrót o dokładnie 180° (1/2 obrotu).

Będziemy mieć tu więc do czynienia z pozycjonowaniem inkrementalnym (ruch o zadaną wartość), stąd w parametrze B2-05 na pozycji dziesiątek tysięcy wpisujemy wartość 1 ( B2-05=1000).

• • Zakładając, że używasz enkodera inkrementalnego o rozdzielczości 1000 impulsów/obrót.

  • Obliczenie: 1000 imp/obrót * 4 = 4000 imp/obrót → 4000 / 2 = 2000 impulsów.

  • Ustawienia:

    • B2-03 = 2000

    • Aktywacja wejścia DI2 (gdy B2-13=4)

  • Rezultat: Po aktywacji wejścia, wał silnika precyzyjnie obróci się o 180°.

Krok 7.3: Optymalizacja i strojenie stabilności
Dla aplikacji wymagających najwyższej dynamiki i dokładności:

• • Parametr B2-29 (Wzmocnienie pętli pozycji): Zwiększanie tej wartości poprawia reakcję na błąd pozycji.

  • Ostrzeżenie: Zbyt agresywne podniesienie wzmocnienia prowadzi do niestabilności. Strojenie przeprowadzaj metodą małych kroków.

Podsumowanie

Aby falownik serii MD520 firmy INOVANCE mógł pełnić funkcję napędu pozycjonującego, wymaga:

1. 1. Doposażenia w moduł karty enkoderowej oraz enkoder obrotowy/absolutny.

   2. Konfiguracji obejmującej aktualizację firmware, przypisanie funkcji wejściom cyfrowym oraz prawidłowe ustawienie grupy parametrów.

   3. Strojenia poprzez wykonanie autotuningu oraz ewentualne ręczne dostrojenie pętli pozycji.

   4. Bezpiecznego uruchomienia, które zawsze zaczyna się od procedury bazowania po restarcie.

Prawidłowo skonfigurowany falownik INOVANCE stanowi ekonomiczne i niezwykle wydajne rozwiązanie dla aplikacji pozycjonujących o średniej złożoności.

W przypadku problemów z konfiguracją lub pytań dotyczących zaawansowanych aplikacji, zalecamy kontakt z oficjalnym wsparciem technicznym INOVANCE.