„Twój pierwszy falownik”. Tak zatytułowany został cykl kursów wideo. Dotyczy on zasad podłączenia, skonfigurowania i użytkowania przemienników częstotliwości tej firmy. Są to umiejętności, które powinien nabyć każdy nowy użytkownik przed przystąpieniem do pracy z takimi urządzeniami.

Ale może zacznijmy inaczej…

Czy zdawałeś sobie sprawę, że cały otaczający Nas świat wypełniony jest urządzeniami napędzanymi przez silniki elektryczne? Zaczynając od pralek, odkurzaczy, klimatyzatorów, wiatraków przez maszyny tokarskie, szlifierki a na pociągach, tramwajach, samochodach czy łodziach podwodnych kończąc. Wszystkie one (i nie tylko) napędzane są właśnie takimi silnikami. W fabrykach silniki elektryczne stosowane są do napędu różnych maszyn produkcyjnych czy przenośników. Różne zastosowania stawiają konkretne wymagania. Przykładowo przenośniki muszą transportować produkt z ściśle określoną prędkością adaptującą się do sytuacji panującej w danym momencie.

Zatem co zapewnia możliwość płynnej regulacji prędkości obrotowej tych silników? Odpowiedź: są to przemienniki częstotliwości popularnie (aczkolwiek nie do końca poprawnie) nazywane falownikami. W tym kursie przedstawione zostały podstawy obsługi i sposobów postępowania z przemiennikami częstotliwości firmy Mitsubishi Electric. Do prezentacji użyty został przemiennik częstotliwości ogólnego przeznaczenia serii FR-E700 zasilanych jednofazowym bądź trójfazowym prądem przemiennym.

Kurs jest w języku angielskim (bardzo prostym i wyraźnym) ale to powinno tylko zachęcić Cię do oglądania! Dlaczego? Ponieważ nauczysz się wielu technicznych słówek, niezbędnych w zawodzie automatyka!

INTRO

Przed projektowaniem systemu należy koniecznie zapoznać się z dostępnymi instrukcjami obsługi urządzenia aby zapewnić bezpieczeństwo sobie, osobom postronnym jak i zapobiec ewentualnemu uszkodzeniu sprzętu.

Lekcja 1. Czym jest przemiennik częstotliwości (falownik)?

Lekcja pierwsza ukazuje różnice w działaniu podajnika taśmowego w przypadku zastosowania falownika i bez niego. Wyjaśniono aspekt możliwości regulacji przyśpieszenia, zatrzymania oraz docelowej prędkości obrotowej silnika w sposób umożliwiający kontrolowane przemieszczanie produktu. Czyż nie jest to wygodne??

Lekcja 2. Częstotliwość napięcia zasilającego a prędkość obrotowa

Przemienniki działają w oparciu o modulację częstotliwości napięcia zasilającego odpowiednio zmieniając prędkość obrotową.  Sposób w jaki to się odbywa przedstawiono na wideo.

Lekcja 3. Budowa i przykład zastosowania przemiennika częstotliwości

Falownik zbudowany jest z trzech podstawowych elementów:
– przetwornika zajmującego się zamianą prądu przemiennego na stały
– falownika modulującego prąd przemienny za pomocą impulsów prądu stałego
– obwodu sterującego kontrolującego parametry regulacji

Przykładem zastosowania może być wentylator, który przez regulację prędkości obrotowej dostosowuje strumień powietrza do potrzeb. Płynna regulacja pozwala na zaoszczędzenie energii a jednocześnie jest wygodna w obsłudze.

Lekcja 4. Podłączenie okablowania, obsługa urządzenia

Prezentowany przemiennik FR-E700 ma bardzo prosty design. Panel operatorski oraz złącze USB umożliwiają obsługę urządzenia. Bezpieczeństwo operatora zapewniają odpowiednio zaprojektowane pokrywy. Rozpatrywany falownik umożliwia dwa rodzaje podłączeń sieci zasilającej. Dwuprzewodowe podłączenie sieci jednofazowej oraz trzy przewodowe podłączenie sieci trójfazowej. Oba rodzaje podłączeń ze wskazaniem konkretnych zacisków oraz zacisków silnika elektrycznego zostały szczegółowo pokazane.

Lekcja 5. Panel operatorski

Lekcja zawiera opis zasad posługiwania się panelem operatorskim. W skład panelu wchodzą:

– wyświetlacz umożliwiający wyświetlenie wartości aktualnej częstotliwości wyjściowej bądź parametrów konfiguracyjnych.
– pokrętło “M Dial” pozwalające na łatwą zmianę wartości żądanych parametrów
– przyciski pozwalające na uruchomienie, zatrzymanie, resetowanie, konfigurowanie czy zmianę trybu pracy przemiennika częstotliwości
– diody sygnalizujące obecny stan pracy falownika

Dodatkowo pokazane zostały tryby pracy falownika:

– PU – tryb pracy manualnej z wykorzystaniem ustawień na panelu operatorskim
– External – tryb pracy bazujący na sygnałach zewnętrznych doprowadzonych do falownika
– External/PU – tryb pracy łączący kombinację dwóch poprzednich trybów
– Network – tryb pracy wykorzystujący komunikację RS-485 do pobrania sygnałów sterujących od innych urządzeń.

 

Lekcja 6. Parametry pracy w trybie manualnym

Tryb manualny umożliwia ręczne ustawienie parametrów konfiguracyjnych za pomocą panelu operatorskiego. Rodzaj i typ parametrów może różnić się w zależności od danego typu falownika. Przedstawiono także funkcję resetowania wartości parametrów urządzenia. Po zresetowaniu parametry przyjmują wartości domyślne co pozwala szybko uruchomić silnik elektryczny wprowadzając tylko najważniejsze ustawienia. Zarazem pokazano skąd należy pobrać i jak wprowadzić podstawowe parametry pracy falownika współpracującego z zadanym silnikiem elektrycznym.

Lekcja 7. Zastosowanie praktyczne

Lekcja szczegółowo ukazuje jak należy postępować przy ustawieniu parametru górnej granicy częstotliwości wyjściowej. Podobnie zademonstrowano sposób wprowadzenia wartości parametrów czasu przyśpieszania (rozpędzania) i spowalniania (zatrzymywania) silnika elektrycznego oraz korzyści płynące z zastosowania tych funkcji na przykładzie podajnika taśmowego.

Lekcja 8. FR Configurator

“FR Configurator” to oprogramowanie przeznaczone na komputery PC ułatwiające zarządzanie parametrami pracy falownika. Komunikacja realizuje się za pomocą interfejsu USB wbudowanego w przetwornik. Pokrótce omówiono poszczególne ekrany programu oferujące różne funkcje. Do uruchomienia konfiguratora niezbędne są: dysk instalacyjny, przewód USB oraz komputer z systemem operacyjnym Windows.

Lekcja 9. Konfiguracja środowiska

Lekcja pokazuje jak należy postępować przy uruchamianiu i konfigurowaniu nowego projektu zawierającego specyficzne ustawienia danego przetwornika częstotliwości. Kolejne ekrany kreatora projektu pokazują gdzie wprowadza się niezbędne informacje.

Lekcja 10. Praktyczne zastosowanie “FR Configurator”

Wideo pokazuje przykładowe instrukcje pozwalające na odczytanie aktualnych wartości parametrów nastawionych na falowniku, ustawieniu wartości domyślnych oraz zmianie wartości parametrów.

Lekcja 11. – Środki ostrożności

W celu wydłużenia żywotności urządzenia, ograniczeniu ryzyka awarii lub zniszczenia producent zaleca zastosowanie odpowiednich środków bezpieczeństwa. Poza ogólnymi zaleceniami rodzaju złączy elektrycznych urządzenia mają swoje specyficzne wymagania dotyczące jego montażu w określonej pozycji lub pozostawienia wolnej przestrzeni pozwalającej na odprowadzenie ciepła.

Lekcja 12. Błędy i odpowienie działania naprawcze

Przemienniki częstotliwości firmy Mitsubishi Electric wyposażone są w system monitorowania parametrów pracy. Pozwala to na podjęcie odpowiednich działań w przypadku wystąpienia sytuacji niepowołanych. Wyróżnia się cztery grupy błędów:
– błąd (ozn. “Er”),
– ostrzeżenie (ozn. “TH”),
– drobna awaria (ozn. “Fn”),
– główna usterka (ozn. “E.FIn”).

Wystąpienie błędu generuje konieczność podjęcia właściwej reakcji. Przedstawiono właściwą reakcję na przykładowy błąd “HOLd”.

Lekcja 13. Wykorzystanie zewnętrznych sygnałów sterujących

Falownik może zostać podłączony do wielu różnych urządzeń skąd będzie czerpać lub wysyłać sygnały np.: potencjometr lub wskaźnik analogowy. Takie urządzenia pozwalają na sterowanie czy odczyt parametrów pracy przemiennika bez potrzeby użycia wbudowanego panelu operatorskiego lub “na odległośc”. Sposób ich podłączenia jest specyficzny dla każdego urządzenia, dlatego warto dokładnie się z nim zapoznać.  Poruszony został także temat przygotowania odpowiedniego okablowania zapewniającego bezpieczeństwo.

Lekcja 14. Współpraca z innymi produktami Mitsubishi

Falownik firmy Mitsubishi może współpracować z innymi produktami tej firmy wspierającymi protokół FA, takimi jak panele HMI (oznaczane jako GOT – Graphic Operation Terminal) oraz sterowniki PLC. Te ostatnie umożliwiają monitorowanie stanu falownika jak i odczyt lub zmianę jego parametrów. Warto więc się z nimi zapoznać.

Lekcja 15. Zakończenie

Firma Mitsubishi Electric oferuje całą gamę przemienników częstotliwości znajdującą zastosowanie w różnych dziedzinach przemysłu jako źródło napędu silników elektrycznych. Przyjazny sposób wprowadzania parametrów przy pomocy panelu operatorskiego czy programy “FR Configurator” pozwala na szybkie uruchamianie nowych urządzeń. Pulę zalet dopełnia wysoka kompatybilność z innymi urządzeniami tej firmy.

Dodatek 1. Podłączenie elektryczne

Dodatek zawiera szczegółowy opis w jaki sposób poprawnie podłączyć zewnętrzne komponenty inwertera takie jak: potencjometr, wskaźnik analogowy, stycznik, wyłącznik bezpieczeństwa czy silnik elektryczny.

Dodatek 2. Podłączenie GOT z falownikiem

Dodatek zawiera przykład podłączenia GOT z falownikiem za pomocą interfejsu RS485. Zawiera także opis procesu konfiguracji obu urządzeń. Dla falownika można go przeprowadzić z poziomu panelu operatorskiego lub programu “FR Configurator”. Panel GOT konfigurowany jest za pomocą dedykowanego programu “GT Designer3”.

Artykuł powstał we współpracy z iAutomatyka.pl