CiA402(укр)

11.4. Профіль CiA402

Профіль CiA402 розроблений організацією CAN in Automation як профіль пристрою DS-402. Він використовується як базовий прикладний профіль управління PDS в мережах CANOpen, ETHERNET Powerlink  та ETHERCat. Нижче розглянемо функціонування CiA402 тільки стосовно мережі CANOpen. Слід зазначити, що використання частотних перетворювачів в мережі CANOpen не обов’язково передбачає використання профілю CiA402 (DS-402).

11.4.1. Функціональні елементи CiA402

11.4.1.1. Слова управління та статусу (Controlword та Statusword). Автомати станів функціональних елементів  управляється за допомогою керуючих слів Command (Controlword – індекс в словнику 604016), через які передається команда, а контролюються через слова статусу Status (Statusword - індекс в словнику 604116 ).

Дані входів/виходів включають один або декілька сигналів уставок та дійсних значень для управління та контролю за приводом. Ці дані та параметри прикладних профілів зберігаються у конкретних об’єктах словника. Так наприклад для режиму управління швидкістю без зворотного зв’язку (див. рис.11.6(б)), визначені наступні об’єкти словника:

- Command – Controlword (ID 604016);

- Status – Statusword (ID 604116);

- Velocity set point – Target velocity (ID 604216);

- Actual velocity – velocity actual value (ID 604416).

11.4.1.2. Device Control FE.  Автомат станів може перебувати в режимі No Fault (3-й біт Statusword = 1) або No Fault (3-й біт Statusword = 0). Скидання аварії проводиться командою Fault Reset (7-й біт Controlword=1). Поведінка приводу в кожному стані визначається в самому пристрої, наприклад при конфігуруванні. Після скидання аварії, привод переводиться в стан Ready To Switch On.        

11.4.1.3. Communication FE.  Для CiA402 визначені наступні комунікаційні стани: Operational та Pre-operational або Stopped. Робота автомату станів комунікаційного функціонального елементу залежить від промислової мережі, на якій працює привод з даним профілем. Для CANOpen діаграма станів NMT-веденого наведена в 9-му розділі.  

11.4.1.4. Basic Drive FE.  Автомат станів профілю CiA402 наведений на рис.11.15. Стан not operating, який визначений стандартом IEC 61800-7-1, в профілі CiA402 складається з декількох під станів. 

 
 

Автомату доступні такі стани:

-         Not ready to Switch On – стадія ініціалізації привода, комунікації недоступні;

-         Switch On Disabled – завершення стадії ініціалізації, силова частина приводу неактивна, подача живлення на неї неможлива, на двигун не подається живлення, доступна параметризація через комунікації;

-         Ready to Switch ON – очікування подачі живлення на силову частину приводу, на двигун не подається живлення, доступна параметризація через комунікації; 

-         Switched On – подане живлення на силову секцію приводу, на двигун не подається живлення, доступна параметризація через комунікації;    

-         Operation Enabledнормальний операційний режим роботи, помилок не виявлено, на двигун подається живлення, доступна параметризація через комунікації за винятком конфігураційних даних силової частини;      

-         Fault Reaction Active виявлення помилки на приводі та її обробка; функції управління двигуном доступні;

-         Faultстан помилки, привод заблокований, на двигун не подається живлення;

-         Quick Stop Active – стан швидкої зупинки двигуна.

Стан приводу визначений Statusword, а переходи між станами можуть відбуватися за внутрішніми подіями, або по команді, визначеній в Controlword. В наступній таблиці 11.4 наведені значення бітів слова статусу у різних станах.

 

 

Таблиця 11.4

Значення бітів слова статусу 

 

 

Стан

Біти Statusword (604116)

Switch On Disabled

Quick Stop Active

Voltage Enabled

Fault

Operation Enabled

Switched On

Ready to Switch ON

Значення по масці 006F*

6

5

4

3

2

1

0

Not Ready To Switch ON

0

x

x

0

0

0

0

-

Switch On Disabled

1

x

x

0

0

0

0

0040

Ready to Switch ON

0

1

x

0

0

0

1

0021

Switched On

0

1

1

0

0

1

1

0023

Operation Enabled

0

1

1

0

1

1

1

0027

Quick Stop Active

0

0

1

0

1

1

1

0007

Fault Reaction Active

0

x

x

1

1

1

1

-

Fault

0

0

0

1

x

x

1

1

0

0

0

0

0

0

0008 0028

x – невизначений стан

* - значення в шістьнадцятковому форматі, наведене по масці 006F

  

У таблиці 11.5 наведені команди для переходу між станами та біти слова Controlword, які їм відповідають.

Таблиця 11.5

Команди для переходу між станами

 

 

Команда

Біти словаControlword (604016)

Fault Reset

Enable Operation

Quick Stop

Enable Voltage

Switch On

знач в 16-ковому форматі

7

3

2

1

0

Shutdown

x

x

1

1

0

0006

Switch On

x

x

1

1

1

0007

Enable Operation

x

1

1

1

1

000F

Disable Operation

x

0

1

1

1

0007

Disable Voltage

x

x

x

0

x

0000

Quick Stop

x

x

0

1

x

0002

Fault Reset

0->1*

x

x

x

x

0080

* - по передньому фронті сигналу

У таблиці 11.6 наведені події та команди, по яким відбувається перехід між станами. Номер переходу показаний на рис. 11.5

 

Таблиця 11.6

Події та команди, по яким відбувається перехід між станами

№ пере-

ходу

Зі стану

На стан

Подія

Реакція на подію

0

Start

Not Ready To Switch ON

Запуск привода

Привод проходить самодіагностику та стартову ініціалізацію

1

Not Ready To Switch ON

Switch On Disabled

позитивний резуль-тат ініціалізації

Активація комунікації та відображення процес них даних

2

Switch On Disabled

Ready to Switch ON

команда Shutdown

перехід в наступний стан

3

Ready to Switch ON

Switched On

команда

Switch On

силова секція приводу включається

4

Switched On

Operation Enabled

команда

Enable Operation

перехід в операційний режим: дос-тупні функції управління двигуном

5

Operation Enabled

Switched On

команда

Disable Operation

операційний режим відключається

6

Switched On

Ready to Switch ON

команда

Shutdown

силова секція приводу відключається

7

Ready to Switch ON

Switch On Disabled

команда

Quick Stop

перехід в наступний стан

8

Operation Enabled

Ready to Switch ON

команда

Shutdown

негайне відключення силової секції та напруги з двигуна

9

Operation Enabled

Switch On Disabled

команда

Disable Voltage

негайне відключення силової секції та напруги з двигуна

10

Switched On

Switch On Disabled

команда

Disable Voltage або Quick Stop

негайне відключення силової секції та напруги з двигуна

11

Operation Enabled

Quick Stop Active

команда

Quick Stop

виконується швидка зупинка двигуна

12

Quick Stop Active

Switch On Disabled

швидка зупинка виконана або команда

Disable Voltage 

силова секція приводу відключається

13

Всі стани

Fault Reaction Active

помилка на приводі

виконання дії відповідно до типу помилки

14

Fault Reaction Active

Fault

обробка помилки закінчена

функції управління двигуном недоступні, силова секція може відключитися

15

Fault

Switch On Disabled

команда

Fault Reset

зняття помилкового стану у випадку відсутності помилок, біт команди Fault Reset повинен обнулитись з контролеру

16

Quick Stop Active

Operation Enabled

команда

Enable Operation

активуються функції управління двигуном

 

11.4.2. Операційна робота приводів CiA-402 в режимі управління швидкістю

У CiA-402 доступні всі прикладні режими, описані в IEC 61800-7-1. Режим управління швидкістю без зворотного зв’язку має назву Profile Velocity mode. Для цього режиму в операційному режимі запуск двигуна відбувається за допомогою команди No Halt (8-й біт Controlword=0), зупинка – Halt (8-й біт Controlword=1). Задана швидкість обертання задається об’єктом Target velocity (604216), а контролюється об’єктом – Velocity actual value (604416). Контроль за роботою двигуна в операційному режимі проводиться також додатковими бітами статусу, які є опціональними:

-         Target Reached (біт 10) – при Halt=1, 0 означає, що двигун зупиняється, 1 – двигун зупинився; при Halt=0, 0 означає, що швидкість не досягнула уставки, 1 – швидкість досягнула уставки; 

-         Speed (біт 12) – якщо 0 – швидкість не дорівнює нулю, 1 – швидкість дорівнює нулю.

Загальний список бітів слова команди для режиму управління швидкістю наведений у таблиці 11.7

 Таблиця 11.7

Біти слова команди для режиму управління швидкістю

назва Command

IEC 61800-7

назва

CiA-402

біт

Controlword

пояснення

 

Switch ON

0

=1, включення силової секції приводу

 

Enable Voltage

1

=0, негайне відключення силової секції та напруги з двигуна

 

Quick Stop

2

=1, швидка зупинка двигуна

OPERATE

Enable Operation

3

=1, переведення в операційний режим

 

 

4

зарезервовані

 

 

5

зарезервовані

 

 

6

зарезервовані

RESET FAULT

Fault Reset

7

скидання помилок

 

Halt

8

зупинка двигуна

 

 

11-15

призначення залежить від виробника

Загальний список бітів слова статусу для режиму управління швидкістю наведені в таблиці 11.8.

Таблиця 11.8

Біти слова статусу для режиму управління швидкістю

 назва STATUS

IEC 61800-7

назва

CiA-402

біт

Statusword

пояснення

 

Ready to Switch ON

0

=1, готовий до подачі живлення на силову частину приводу

 

Switched On

1

=1, силова частина приводу підключена до живлення

Operating

Operation Enabled

2

=1, знаходиться в операційному режимі

Faulted

 

Fault

3

=1, є активна помилка

 

Voltage Enabled

4

=1, активність обробки команди Disable Voltage

 

Quick Stop Active

5

=0, відбувається швидка зупинка двигуна

 

Switch On Disabled

6

=1, не готовий до подачі живлення на силову частину приводу

Warning

Warning

7

=1, є попереджувальні повідомлення

 

 

8

призначення залежить від виробника

Remote control

Remote

9

=1, доступне управління з CANOpen, =0 – управління з мережі недоступне

 

Target Reached

10

залежить від HALT:

двигун зупиняється/зупинився або швидкість рівна/нерівна уставки

 

Speed

12

=1, швидкість дорівнює нулю

=0, швидкість не дорівнює нулю

 

Приклад 11.2. CiA-402. Написання програми для роботи ПЛК TSX Premium з ЧПР ATV71.

Завдання. Розробити конфігурацію та програму користувача в пакеті PL7 для управління (задана частота) та контролю (плинна частота, струм двигуна, напруга двигуна, аварії, попередження) частотним перетворювачем ATV 71 відповідно до задачі з прикладу 9.7.

Рішення. Частотні перетворювачі Altivar (Schneider Electric) підтримують профіль CiA-402. Для управління ЧПР створимо функціональний блок на мові ST з назвою PDS_CTRL (рис.11.16). Вхідними параметрами блоку є Status1 – куди передається слово статусу, Start1 – команда на запуск двигуна, Command1 – слово команди (вхід/вихід).

 
 
 

На рис.11.17 показаний автомат станів для даних частотних перетворювачів Altivar, який не відрізняється від стандартного, що показаний на рис.11.15. Відмінність заключається в позначенні Statusword як ETA, а Commandword як CMD.

Програма управління частотним перетворювачем з використанням Status1 зображена на рис.11.18. Згідно прикладу 9.7, ControlWord знаходиться в %MW33, StatusWord – в %MW1, задана швидкість обертання TargetVelocity в %MW34, дійсна ControllEffort  – в %MW2. Відповідно інші параметри для контролю знаходяться в змінних %MW3-%MW7. Змінна %M0 буде запускати/зупиняти двигун.        
 
 
 

Оставить комментарии Вы можете здесь http://pupena-san.blogspot.com

Comments