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Lüftersteuerung mit Selbstabschaltung

(Movitrac B & IPOS)

Neben einer umfangreichen Parametrierung besteht bei den SEW-Umrichtern auch die Möglichkeit, sie mit einem eigenen Ablaufprogramm auszustatten. Solche Programme werden mit der SEW-Software IPOSplus (kurz IPOS, Bestand von Movitools) erstellt und in die Frequenzumrichter geladen. Der komplette IPOS-Befehlssatz steht den Umrichtern der Reihe Movidrive voll zur Verfügung. Trotzdem, in einem etwas eingeschränkten Umfang können IPOS-Programme auch für einfache Umrichter der Reihe Movitrac erstellt und genutzt werden. Damit wurde endgültig der Nachweis erbracht, das heutige Frequenzumrichter schon längst die Schublade der einfachen Drehzahlsteller verlassen haben, erstaunlich viel anzubieten haben und in der Lage sind, externe Steuerungen wie z.B. SPS zu ersetzen.

MOVITRAC B

In dem folgenden Beispiel kommt ein kleines IPOS-Programm zum Einsatz, das eine externe Steuerung überflüssig macht. Es werden Eingänge abgefragt, Ausgänge gesetzt und einige Vergleiche durchgeführt. Die Aufgabe definieren wir wie folgt:
In einem Raum (oder Behälter) wird die aktuelle Temperatur überwacht. Sobald die Temperatur die Marke von 30°C übersteigt, wird ein von einem Umrichter gesteuerter Lüfter eingeschaltet. Klappt es nicht, mit der so gestalteten Kühlung den weiteren Temperaturanstieg zu verhindern und die Temperatur die Marke von 50°C übersteigt, soll ein Alarm ausgelöst werden. Fällt die Temperatur dagegen wieder unter 30°C, soll der Lüfter abgeschaltet werden. Die Temperatur wird mit einem Thermometer überwacht, das ein analoges Signal herausgibt. Mit dem Signal wird die Drehzahl des Lüfters geregelt. Bei ansteigender Temperatur dreht der Lüfter immer schneller und fördert damit mehr Kühlluft. Die Abschaltung des Lüfters soll dadurch realisiert werden, dass das Signal „Reglerfreigabe“ weggeschaltet und damit die Endstufe des Umrichters abgeschaltet wird.

Parametrierung

Die Inbetriebnahme und Parametrierung des Frequenzumrichters kann (wie in dem Beispiel) mit der Software Movitools durchgeführt werden. Movitools – Software wird auch dazu benötigt, das IPOS-Programm zu erstellen. Damit das IPOS-Programm erfolgreich agieren kann, müssen einige Umrichter-Parameter (abweichend von den Werkeinstellungen) passend eingestellt werden.

Bei einem gebrauchten Umrichter wird grundsätzlich empfohlen, alle Parameter auf Werkeinstellungen zurückzusetzen. Hierzu stellt man den Parameter P802 auf „Auslieferungszustand“ und wartet die Aktion ab. Mit dem Parameter P809 wird die Ausführung eines IPOS-Programms freigeschaltet.

In dem Beispiel werden fünf Eingänge des Umrichters verwendet:
DI00 – Fehler-Reset
DI01 – Rechtslauf (festgelegt)
DI02 – Reglerfreigabe
DI03 – n11/n21 (Tippgeschwindigkeit, Festsollwert)
DI04 – IPOS-Eingang (Wird im Programm für Umschaltung zwischen Hand- und Automatikbetrieb verwendet)

Alle drei Ausgänge, die der kleine Umrichter zur Verfügung stellt, werden von dem IPOS-Programm verwaltet. Je nach Bauart kann die Anzahl der Ein- und Ausgänge erweitert werden.

Die Einstellung der minimalen Drehzahl bleibt in dem Beispiel unverändert. Die maximale Drehzahl begrenzen wir dagegen auf 700 U/min. Ein höheres Tempo könnte die Papier-Imitation eines Lüfters in die Luft „fliegen“ lassen.

Die Einstellung des Sollwertes n11 bleibt mit 150 U/min unverändert. Das ist die Tippgeschwindigkeit, die beim Testen des Lüfters zum Tragen kommt. Diese Solldrehzahl hat ihre Gültigkeit dann, wenn der Eingang DI03 von LOW auf HIGH wechselt.

Das analoge Signal des Thermometers pendelt in dem Temperaturbereich 30°C bis 50°C im Bereich von ca. 3V bis 5V. Mit den Parametern P116 und P117 kann das Signal im unteren Bereich passend skaliert werden.

Mit den Parametern P118 und P119 kann der obere Bereich des analogen Signals angepasst werden.

Der Schaltplan

Schaltplan

Das analoge Signal des Thermometers wird an dem analogen Eingang AI11 des Umrichters abgefragt. Mit dem Schalter S1 wird zwischen dem Hand- und Automatik-Betrieb umgeschaltet. Sobald der Schalter betätigt wird, können die Schalter S2 und S3 benutzt werden. Mit dem Schalter S2 wird der Umrichter freigegeben und der Motor dreht mit der im Parameter P301 eingestellten minimalen Drehzahl von 15 U/min. Mit dem Schalter S3 wird der Festsollwert (Parameter P160) von 150 U/min aktiviert und der Motor dreht entsprechend schneller.
Mit der blinkenden blauen Leuchtdiode LED2 wird der aktive Automatik-Betrieb signalisiert. Bei eingeschaltetem Schalter S2 wird diese Anzeige abgeschaltet, um dem Bediener richtige Informationen zu liefern.
Mit der gelben Leuchtdiode LED1 wird signalisiert, ob der Lüfter im Betrieb ist oder nicht. Bei abgeschaltetem Lüfter bleibt über den Ausgang AO02 das Signal „Reglerfreigabe“ weggeschaltet. Diese Aufgabe übernimmt im Automatik-Betrieb das IPOS-Programm. Auf diese Weise schaltet sich der Umrichter sozusagen selbst zu und ab.
Die rote Leuchtdiode LED3 informiert, dass die obere Grenztemperatur von 50°C überschritten wurde.

Thermometer mit analogem Signal (Selbstbau).

Der Temperatursensor wird beim Testen der Schaltung mit einem Haartrockner erwärmt.

Bei dem Lüftermotor handelt es sich um ein 3~ Motor 0,1 kW.

Die Testschaltung

Testschaltung

Das Programm

#include <const.h>
#include <io.h>

#define Untere_Grenze H0       // 30 °C 
#define Obere_Grenze H1        // 50 °C 
#define Hysterese H2           // 300   
#define IN_Analog H3           // Analoger Eingang AI11 
#define Hand_Auto DI04         // Schalter Umschaltung Hand-Automatik 

/*===================================================================
   Hauptprogramm
   Eingang DI00 – Reset
   Eingang DI01 - Rechtslauf/Halt
   Eingang DI02 - Freigabe/Stop
   Eingang DI03 - n11/n21 (JOG)
   Eingang DI04 - Hand/Automatik (IPOS Eingang)
   Ausgang 1 = Obere Grenze überschritten, Alarm Ein
   Ausgang 2 = Untere Grenze überschritten, Umrichter Ein
   Ausgang 3 = Betriebsbereit
=====================================================================*/

main()
    {
        Untere_Grenze = 2700;
        Obere_Grenze = 4600;
        Hysterese = 300;
        _GetSys (IN_Analog, GS_ANINPUTS);

        if (!Hand_Auto)
            {
                if (IN_Analog > (Untere_Grenze + Hysterese / 2))
                    {
                        _BitSet ( StdOutpIPOS, 2);        // Ausgang DO02 setzen 
                    }
                if (IN_Analog < (Untere_Grenze - Hysterese / 2))
                    {
                        _BitClear ( StdOutpIPOS, 2);      // Ausgang DO02 löschen 
                        _BitSet ( StdOutpIPOS, 3);        // Ausgang DO03 setzen 
                        _Wait( 50 );                      // Wartezeit 
                        _BitClear ( StdOutpIPOS, 3);      // Ausgang DO03 löschen 
                        _Wait( 1500 );                    // Wartezeit 
                    }
            }

        if (IN_Analog > (Obere_Grenze + Hysterese / 2))
            {
                _BitSet ( StdOutpIPOS, 1);                // Ausgang DO01 setzen 
            }
        if (IN_Analog < (Obere_Grenze - Hysterese / 2))
            {
                _BitClear ( StdOutpIPOS, 1);              // Ausgang DO01 löschen 
            }
    }
        

Kurzvideo

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