control de variadores a1000 mediante el controlador...
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Control de variadores A1000
mediante el controlador Sysmac
0. INTRODUCCION La siguiente nota muestra los pasos básicos y configuraciones mínimas para controlar los
variadores de la serie A1000 de Yaskawa.
1. CONFIGURACIÓN PARA TRABAJAR CON EL VARIADOR
Parámetros del A1000: En el variador de frecuencia, aparte de los habituales ajustes de parámetro de motor y autotuning,
tan solo es necesario configurar los parámetros relativos al modo en que se le envía la consigna de
frecuencia (B1-01) y el comando de Run (B1-02), en ambos parámetros se seleccionará 3 (Option
Card) .
Anadir el ESI file: Los variadores de la serie A1000 no están incluidos de forma nativa en la lista de equipos de
Ethercat de Sysmac Studio, por ello lo primero que habrá que hacer es instalar el correspondiente
ESI file para que aparezca entre los dispositivos conectables. Por tanto abriremos la librería de
archivos ESI desde la maestra Ethercat.
En la librería pulsamos sobre el enlace para abrir la carpeta de instalación.
Copiamos el archivo ESI correspondiente a la carpeta que se ha abierto.
Por último es necesario cerrar el software para que actualice la librería de dispositivos.
Para el presente documento se ha usado el archivo modificado y por tanto no oficial, llamado
ESI_SIES3_OPT_V_1_03_01_updated_141013.xml. El motivo por el que se ha usado este archivo
es que el original no permite usar los objetos de entrada configurables . Si no se van a emplear
dichos objetos no es necesario usar esta versión modificada. Si finalmente se emplea el ESI
modificado, tenga en cuenta que no es el archivo oficial del dispositivo, es un archivo modificado
localmente y con lo cual puede no estar libre de fallos y no ofrece ningún tipo de garantía al
respecto.
Configurar número de nodo y los PDO de intercambio: Una vez reiniciado el software, en la lista de dispositivos se habrán añadido la serie SI-ES3, la
seleccionamos y la añadimos sobre la maestra.
El siguiente paso es asignar un número de nodo al dispositivo, las tarjetas de A1000 no disponen
de un selector de nodo físico, por lo que es necesario programarlo desde Sysmac Studio, para ello
estando online, pulsamos con el botón derecho sobre la Maestra y en el menú que aparece
seleccionamos Write Slave Node Address.
En la ventana emergente seleccionamos el número de nodo que le asignaremos al A1000, y
aplicamos la configuración pulsando sobre Write.
Una vez añadido es necesario editar la lista de PDOs que se intercambian cíclicamente con Sysmac,
para ello estando offline seleccionando el dispositivo y en el menú de la derecha pulsamos sobre
Editar PDO.
Los valores por defecto no son adecuados para trabajar con Sysmac, además hay que tener en
cuenta que determinadas combinaciones hacen que el dispositivo no trabaje adecuadamente, por
ejemplo no es posible mantener el objeto 6040:00 Hex (ControlWord DS402) y añadir el objeto de
control 2000:01 Hex (Operation command), e igualmente existe la limitación de como máximo
poder intercambiar 4 PDOs de salida y 4 PDOs de entrada. En caso de seleccionar alguna
combinación incompatible normalmente el software mostrará el error de esclavo siguiente:
Por tanto, para las operaciones básicas de control del A1000 cambiamos el valor por defecto, y
quitamos el objeto 6040:00 Hex (ControlWord DS402) y añadimos el objeto de control 2000:01
Hex (Operation command).
De modo que queden como objetos de salida el 2000:01 Hex (Operation command)y el 6042:00
Hex (Target velocity) y como objeto de entrada el 6041:00 Hex (Statusword) aunque este último
no es estrictamente necesario.
Configurar el mapa de E/S: Para poder utilizar los objetos anteriores por programa, será necesario ir al I/O Map y asignar a
cada objeto un nombre de variable, con esta variable será con la que interactuaremos con el
objeto
En este ejemplo se ha usado la asignación automática de nombres de Sysmac, pero puede
utilizarse cualquier otro nombre de variable.
Operación: Llegados a este punto, si se ha transferido las configuraciones anteriores al controlador Sysmac
estaremos en disposición de operar el variador desde NJ, para consignar la velocidad usaremos la
variable que hayamos asignado al objeto Target velocity (6042:00 Hex), las unidades de este
objeto son r.p.m., como se sabe que de forma simplificada las rpm de un motor vienen dadas por
la formula (Frecuencia * 60 segundos)/ (pares de polos), si el motor conectado es un motor de un
único par de polos entonces rpm=frecuencia deseada *60. Por tanto si queremos poner el motor a
50Hz habrá que consignar un valor en Tarjet velocity de 50*60 = 3000.
Por ultimo para poner el variador en run habrá que actuar sobre la variable que hayamos asignado
al objeto 2000:01, concretamente si activamos su primer bit el variador comenzará a girar en
sentido positivo, si queremos girar en sentido negativo habrá que activar el bit 2.
2. ASIGNACION DE OTROS OBJETOS A LOS PDO’s Al comienzo de esta nota se advierte que se usa una versión modificada localmente y no oficial del
archivo ESI, el motivo de usar dicho archivo es para poder realizar la operación descrita en este
apartado.
Todos los parámetros, monitores y otros registros de control en la unidad están representados por
sus registros MEMOBUS/Modbus. La carta opcional de EtherCat permite al usuario seleccionar el
contenido de algunos objetos (manufacturer specific objects) mapeándolos a los registros
MEMOBUS del drive, de este modo estos objetos se puede configurar para contener el valor de
parámetros o monitores, así como otros registros MEMOBUS / Modbus (por ejemplo, la posición
del encoder, alarmas…) e intercambiarlos de forma cíclica y transparente con el controlador
mediante los PDOs.
Esta asignación del contenido de los objetos solo puede ser realizada cuando la carta de Ethercat
se encuentra en modo Pre-Operacional, con Sysmac no podemos forzar el cambio a pre-
operacional de forma voluntaria, y por esta razón se emplea el ESI modificado, que lo que hace es
marcar dichos objetos como configuración y los envía durante la conexión de EtherCat.
En el siguiente ejemplo mapearemos el valor de los pulsos del encoder para poder intercambiarlo
cíclicamente en los PDOs.
Para ello estando Offline seleccionamos el esclavo de Ethercat, y pulsamos sobre Edit setting
Parameters:
En la ventana emergente se muestran una serie de parámetros que serán salvados en la CPU como
parte de la configuración de EtherCat, y sobre estos parámetros será donde mapearemos las
direcciones de los objetos que queramos monitorizar.
En nuestro caso buscamos mapear el contador de pulsos del encoder, en el A1000 esta
información es mostrada en el monitor U6-18, cuya dirección Modbus es 07CD Hex.
Por tanto esa es la dirección que debemos fijar en alguno de los Free input Object, hay que tener
en cuenta que esa dirección está mostrada en hexadecimal mientras que en Sysmac el dato se fija
en decimal, por tanto habrá que hacer la conversión, así pues la dirección 07CD Hex se
corresponderá con el valor 1997 en decimal.
En este ejemplo hemos mapeado el monitor en el Free input Object 2090:02 Hex, por tanto habrá
que editar las configuraciones de los PDOs e incluir en alguno de los PDOs de entrada el objeto
2090:02 Hex.
Igual que en la sección uno de esta guía, estando offline y teniendo seleccionado el esclavo de
Ethercat, pulsamos sobre Edit PDO Map Settings:
En la siguiente ventana seleccionamos un PDO de entrada editable, en este ejemplo se ha
empleado el mismo que ya tiene asignado el objeto de Statusword, y añadimos un nuevo objeto
pulsando sobre Add PDO Entry
Se mostrará la lista de objetos que podemos añadir, entre ellos se encuentra el objeto
correspondiente al Free Input Object que acabamos de configurar.
NOTA: Como ya se adelantaba al comienzo de la guía, se ha empleado un ESI no oficial modificado
localmente y por tanto puede contener errores, como el detectado en el momento de realizar esta
guía, donde puede verse que la información del objeto contiene un pequeño error de descripción
en el subindice de la dirección del objeto, ya que aparece con dirección 2090:01 Hex, cuando
realmente ese objeto está direccionado al 2090:02, pero funciona correctamente.
Una vez asignado el objeto al PDO, como con cualquier objeto que necesitemos acceder por
programa, habrá que configurar el mapa de E/S para darle un nombre de variable.
Igual que en el paso uno de esta nota, se optado por usar la asignación automática del nombre de
la variable, y por tanto el nombre de variable en este documento es
E001_Inputs_Value_of_register_2090_01, pero podría haberse seleccionado cualquier otro
nombre de variable.
Con esta configuración, una vez transferida al controlador y reiniciada la CPU (quitar y poner
tensión para que estos cambios en la configuración de la red Ethercat tengan efecto), tenemos en
la variable anterior el feedback del contador de pulsos del encoder conectado al A1000.
NOTA: Una peculiaridad de este monitor de pulsos es que si el variador A1000 está trabajando en
modo control V/F siempre cuenta pulsos positivos, independientemente de si se invierte el
sentido de giro siempre se incrementa, si se necesita que el contador incremente y decremente en
función del sentido habrá que configurar el variador en modo vectorial.
Versión Nota Tec.: v.1.0
Nota técnica realizada en base a las pruebas realizadas por Raul Nicolas.