Реализация управления пуском, остановом, реверсом и скоростью вращения ПЧ Elhart EMD-Mini с внешних кнопок / переключателей

1. Способы подачи сигналов управления на частотный преобразователь

Преобразователь частоты ELHART EMD-Mini имеет встроенную несъемную панель управления. С этой панели доступен весь функционал частотника (настройки, управление). По умолчанию частотный преобразователь настроен на управление двигателем со встроенной панели (кнопка RUN/STOP, встроенный потенциометр). Потенциометр настроен на регулировку частоты от 0 до 50 Гц (максимальной частоты).

Частотные преобразователи ELHART
Рисунок 1 — Преобразователи частоты  ELHART EMD-MINI

Управление частотным инвертором со встроенной панели имеет свои недостатки:

  • Так как преобразователь предназначен для установки в шкаф управления, то для доступа к встроенной панели необходимо каждый раз открывать дверь шкафа (в случае работы в пыльном производстве — мука, пыль, цемент — частое открытие двери недопустимо). Кроме того, часто частотник устанавливается рядом с двигателем, а пульт оператора находится в стороне.

ПЧ ELHART позволяет настроить подачу команд управления со встроенной панели, интерфейса RS-485, а так же на программируемых дискретных входах, в этом материале речь пойдет именно о них.

Указания по монтажу сигналов управления к частотному преобразователю:

  • Управляющий кабель должен быть размещен отдельно от кабелей силовой части.
  • Применяйте для подключения к дискретным входам только высококачественные коммутационные элементы, исключающие дребезг контактов.
  • Для предотвращения помех используйте экранированные провода с сечением 0,75 мм².
  • Не подавайте внешнее напряжение на клеммы управляющих сигналов.
  • Максимальная длина управляющих цепей 30 м.

В частотном инверторе EMD-MINI есть 4 программируемых дискретных входа FWD, REV, S1 и S2. Принципиальных отличий между входами нет, так как функции настроек для всех входов даны одинаковы. Для управления с дискретных входов необходимо использовать переключатели типа «сухой контакт» (кнопка, концевик, релейный выход). Если источник управления встроенная панель - пуск, останов, смена направления движения с дискретных входов невозможна. Если источник управления дискретные входы, пуск со встроенной панели невозможен.
Кнопку «Стоп» на панели частотника можно заблокировать (Р103=0 — кнопка заблокирована, Р103=1 — кнопка активна). По умолчанию кнопка активна. Возможно подключение кнопок управления по двухпроводной и трехпроводной схеме.

2. Двухпроводная схема подключения ЧП с использованием контактов с фиксацией

Схема дискретных выходов для пуска и останова ЧП
Рисунок 2 — Применение дискретных входов для пуска и останова ПЧ  (контакты с фиксацией)

Режим 1

Таблица 1 — Работа ПЧ в режиме 1 (контакты с фиксацией)
Состояние входных сигналов Режим работы
К1 К2
Вкл Выкл Вращение в прямом направлении
Выкл Вкл Вращение в обратном направлении
Выкл Выкл Стоп
Вкл Вкл Стоп

Настраиваемые параметры:

  • Р102=1 — Источник команд управления = программируемые дискретные входы;
  • Р315=6 — Вход FWD = вращение в прямом направлении;
  • Р316=7 — Вход REV = вращение в обратном направлении.

В схеме можно применить переключатель «Джойстик» EMAS CP101DJ20 на 2 направления с фиксацией. (2НО). Среднее положение — стоп,  или переключатель с фиксацией II-0-I EMAS B101S30

CP101DJ20 Переключатель «Джойстик« на 2 направления CP101DJ20
B101S30 Переключатель 2-0-1 B101S30

Режим 2

Таблица 2 — Работа ПЧ в режиме 2 (контакты с фиксацией)
Состояние входных сигналов Режим работы
К1 К2
Вкл Выкл Вращение в прямом направлении
Вкл Вкл Вращение в обратном направлении
Выкл Выкл Стоп
Выкл Вкл Стоп

Настраиваемые параметры:

  • Р102=1 — Источник команд управления = программируемые дискретные входы;
  • Р315=6 — Вход FWD = вращение в прямом направлении;
  • Р316=4 — Вход REV = изменение направления вращения.

В этой схеме пока замкнут контакт К1 двигатель вращается. Если К2 разомкнут — вращение происходит в прямом направлении, если К2 замкнут — в обратном. В схеме можно применить 2 переключателя с фиксацией 0-I, например, переключатель B100S20, B100C, или тумблер МА111.

B100S20 Переключатель 0-1 B100S20
B100C Тумблер B100C
MA111 Тумблер ON-OFF MA111

3. Трехпроводная схема подключения ЧП с использованием контактов без фиксации

Схема применения дискретных выходов
Рисунок 3 — Применение дискретных входов для пуска и останова ПЧ (контакты без фиксации)
а) Приоритет у кнопки «СТОП»
б) Приоритет у кнопок запуска вращения в прямом или обратном направлении

Режим 1

Работа ПЧ в режиме 1
Схема 1 - Работа ПЧ в режиме 1

Настраиваемые параметры:

  • Р102=1 — Источник команд управления = программируемые дискретные входы;
  • Р315=8 — Вход FWD = сигнал «Стоп» (контакт НЗ);
  • Р317=6 — Вход S1 = вращение в прямом направлении;
  • Р318=7 — Вход S2 = вращение в обратном направлении.

В схеме могут быть применены 2 кнопки без фиксации B100DH для запуска вращения и кнопка красная с НЗ контактом, например, кнопка B200DK для остановки.

Также для запуска можно применить переключатель без фиксации II-0-I B101S32 или переключатель «Джойстик» CP101DJ21 на 2 направления без фиксации. Переключение влево — вращение в одну сторону, вправо — в другую.

B100DH Кнопка черная B100DH
B200DK Кнопка красная B200DK
B101S32 Переключатель без фикс. 2-0-1 B101S32
CP101DJ21 Переключатель «Джойстик» на 2 направления без фикс. CP101DJ21

Режим 2

Работа ПЧ в режиме 2
Схема 2 - Работа ПЧ в режиме 2 (контакты без фиксации)

Настраиваемые параметры:

  • Р102=1 — Источник команд управления = программируемые дискретные входы;
  • Р315=8 — Вход FWD = сигнал «Стоп» (контакт НЗ);
  • Р317=5 — Вход S1 = команда «Пуск» (НО);
  • Р318=4 — Вход S2 = изменение направления вращения (кнопка НО с фиксацией).

В схеме может быть применена сдвоенная кнопка пуск/стоп EMAS B102K20KY. Где НЗ
контакт К3 — «Стоп», НО контакт К1 — «Пуск», НО контакт К2 — «Реверс» (переключатель с фиксацией, например, B100S20).

B102K20KY Кнопка сдвоенная красно-зеленая B102K20KY
B100S20 Переключатель 0-1 B100S20

Контакт К2 не запускает двигатель, а лишь меняет направление вращения (в замкнутом состоянии). Параметр Р104 позволяет запретить реверс (по умолчанию разрешен).

Преобразователь частоты имеет возможность производить автостарт после подачи питания. Для этого необходимо в параметре Р416 установить 1 (автостарт разрешен). Также необходимо обеспечить постоянную подачу сигнала «ПУСК». Установить P102=1, то есть источником сигнала «ПУСК» будет дискретный вход и использовать кнопку с фиксацией для подачи сигнала на дискретный вход. Дискретный вход, на который будет подан сигнал «ПУСК», должен иметь функцию «5» либо «6» (см. P315-P318). Для автоматического запуска частотный преобразователь должен быть полностью выключен (при кратковременном пропадании питания ПЧ выдаст ошибку «Lu3» и не запустится).

Преобразователь частоты имеет возможность защиты от изменения параметров неквалифицированным персоналом. Если P118 =1, то все параметры заблокированы, параметры не могут быть изменены за исключением P100 (предустановленная выходная частота).

4. Задание частоты

Задание частоты возможно со встроенного потенциометра, внешними кнопками (больше/меньше), внешним потенциометром, сигналами 0-10 В, 4-20 мА, кнопками (больше/меньше) со встроенной панели, через интерфейс RS-485. Для использования внешнего потенциометра необходимо в качестве источника задания выходной частоты выбрать аналоговый сигнал 0..10 В (Р101=1). Внешний потенциометр для частотных преобразователей используется номиналом 5 либо 10 кОм. Рекомендуется использовать потенциометр EMAS BPR05K или BPR10K.

Задание частоты внешним потенциометром
Рисунок 4 — Задание частоты сигналом 0...10 В внешним потенциометром

Подключая внешний потенциометр мы подаем на аналоговый вход сигнал от 0 до 10 В (потенциометр выступает в роли делителя напряжения). Если используется не весь диапазон частот (от 0 до Fmax), то можно настроить частоту при минимальном и максимальном сигнале потенциометра. Пример настройки на управление частотой в диапазоне 20-45 Гц (см. рис. 5).

График задания частоты преобразователю частоты
Рисунок 5 — График задания частоты

Настраиваемые параметры:

  • Р310=20 (частота при минимальном сигнале);
  • Р312=45 (частота при максимальном сигнале).

Также можно настроить на работу с прямым и обратным вращением двигателя. Пример настройки вращения от 25 Гц в одном направлении до 40 Гц в другом. При положении ручки потенциометра 0% двигатель вращается в обратном направлении на частоте 25 Гц. Пропорционально вращению ручки потенциометра двигатель замедляется, останавливается и начинает вращаться в прямом направлении. При положении ручки 100% достигается частота 40 Гц с вращением в прямом направлении (см. рис. 6).

График задания частоты частотным преобразователем
Рисунок 6 — График задания частоты

Настраиваемые параметры:

  • Р310=25 (частота при минимальном сигнале);
  • Р311=1 (направление вращения при минимальном сигнале = обратное);
  • Р312=40 (частота при максимальном сигнале);
  • Р314=1 (при аналоговом сигнале реверс разрешен).

Задание частоты встроенными кнопками «Вверх/Вниз» (предустановленная выходная частота)

Фиксированная частота используется в качестве задания выходной частоты, когда параметр P101=0. Во время работы ПЧ выходную частоту можно изменять кнопками «Вверх/Вниз» (расположенными на встроенной панели управления). После отключения питания значение частоты вернётся на значение в параметре P100, если P812=1. После отключения питания значение частоты заданной кнопками «Вверх/Вниз» сохраняется, если P812=0 (задано по умолчанию).

Задание частоты командами «Больше/Меньше»

Выходная частота задаётся сигналами «Вверх/Вниз», подключенными к программируемым дискретным входам (см. рис 7).

Задание частоты ПЧ через дискретные входы
Рисунок 7 — Задание частоты через дискретные входы (команды «Больше/Меньше»)

Для конфигурации входов, необходимо изменить параметры:

  • Р101=4 — источник задания выходной частоты = внешние кнопки «Вверх/Вниз»;
  • P317=15 — вход S1 запрограммирован на сигнал «Вверх», то есть увеличение заданной частоты;
  • P318=16 — вход S2 запрограммирован на сигнал «Вниз», то есть уменьшение заданной частоты.

При замыкании контакта «Вверх» происходит увеличение заданной частоты, при замыкании контакта «Вниз» происходит уменьшение заданной частоты. Для сохранения заданной частоты после отключения питания необходимо установить соответствующий параметр P812=0 (установлен по умолчанию) (см. рис. 8).

Режим задания частоты командами
Рисунок 8 — Задание частоты командами «Больше/Меньше»

Выносной пульт EMD-Mini RCP имеет абсолютно те же функции и возможности, что и панель управления на самом частотнике.

Пульт ELHART EMD-Mini
Пульт ELHART EMD-Mini RCP

При подключении пульта EMD-Mini RCP показания на встроенной панели и внешнем пульте дублируются (отображаются синхронно). При этом кнопки и потенциометр на встроенной панели не активны. Управление и настройки происходят только с внешнего пульта.

Задание частоты ПЧ через дискретные входы
Пульт ELHART EMD-Mini P318=16 — вход S2 запрограммирован на сигнал "Вниз", то есть уменьшение заданной частоты
Сводная таблица — сравнения способов управления преобразователем частоты
Способ управления Преимущества Недостатки
Со встроенной панели
  • не требует затрат
  • полный функционал
  • индикация параметров
  • для доступа необходимо открывать шкаф (где установлен частотный преобразователь)
  • нет защиты от неквалифицированного персонала (по умолчанию)
С пульта EMD-Mini RCP
  • полный функционал
  • индикация параметров
  • дистанционное управление
  • ограничение длины 2 м
  • нет защиты от неквалифицированного персонала (по умолчанию)
С внешних кнопок/переключателей, потенциометра
  • расстояние от преобразователя до пульта управления до 30 м
  • защита от неквалифицированно персонала
  • ограниченный функционал
  • нет индикации параметров (частоты)

5. Устранение типовых неполадок в работе частотного преобразователя

Если причины возникновения неполадки не известны, то рекомендуется произвести сброс параметров на заводские значения Р117=8 и провести настройку преобразователя частоты еще раз.

Устранение типовых неполадок в работе
Неполадка Причина и способ устранения
Параметр не может быть изменен
  • параметр заблокирован. Установите значение параметра P118=0, затем установите необходимый параметр
  • данный параметр не может быть изменен во время работы двигателя. Установите значение данного параметра во время остановки двигателя
Электродвигатель не начинает вращение при подаче команды «ПУСК»
  • установлен неправильный режим работы, убедитесь, что P102 задан верно
  • нет задания частоты или заданная частота меньше пусковой частоты
  • проверьте цепи питания и управления
  • проверьте не подан ли сигнал «СТОП» или «аварийное отключение»
  • выход из строя кнопки пуска
  • ПЧ находится в режиме аварийной защиты. Устраните причину, вызвавшую срабатывание защиты
  • неисправный двигатель, проверьте двигатель
Двигатель не работает в режиме вращения в обратном направлении
  • вращение в обратном направлении заблокировано, разблокируйте его (Р104, Р314)
Двигатель работает в режиме вращения в обратном направлении
  • измените порядок подключения двух выходных силовых клемм U, V, W
  • проверьте не поступает ли сигнал вращения в обратном направлении. Правильно запрограммируйте функцию дискретного входа

Инженер ООО «КИП-Сервис»
Рыбчинский М.Ю.


 Наверх