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Nordac SK 500E

Steuerung über Klemmen

Der Frequenzumrichter SK 500E-250-323-A gehört zu der Umrichter Familie SK 50xE der Firma Getriebebau Nord. Es handelt sich bei dem Gerät um einen Umrichter mit der Netzeinspeisung von 230V und einer Leistung von 0,25 kW.

Nordac SK 500E-250-323-A

Im Auslieferungszustand stehen als Anzeige zwei LEDs, die den aktuellen Gerätezustand signalisieren, zur Verfügung. Um den Umrichter über die Werkseinstellung hinaus zu parametrieren, muss das Gerät mit z.B. einem Anzeigemodul erweitert werden. In dem Beispiel wird das Modul SK TU3-PAR verwendet.

SK TU3-PAR

Vor Auslieferung wird der Umrichter mit Werkseinstellungen geladen. Mit diesen Einstellungen kann der Umrichter mit einem minimalen Aufwand sofort in Betrieb (Normmotor) genommen werden. Mit zwei Tasten auf dem Anzeigemodul kann der Umrichter gestartet bzw. gestoppt werden. Mit den Rauf- und Runter-Pfeiltasten kann die gewünschte Frequenz im Bereich 0 bis 50 Hz eingestellt werden. Alternativ kann eine Ansteuerung über Klemmen erfolgen. Zwei Eingänge sind für den Vorlauf bzw. Rücklauf vordefiniert. Mit dem ersten analogen Eingang kann z.B. über ein Potenziometer die Drehzahl gesteuert werden. Auf dem Display wird die Ist-Frequenz angezeigt.

Die Aufgabe

In diesem Beispiel soll der Umrichter mit 31 Festfrequenzen im Bereich 0-155 Hz, die stufenweise je 5 Hz über digitale Eingänge vorgegeben werden, betrieben werden. Ein analoges Signal steht nicht zur Verfügung. Der Umrichter soll melden, wenn er den aktuellen Sollwert erreicht hat und, nachdem der Motor zum Stehen gekommen ist, eine mechanische Bremse anziehen.

Um die Ansteuerung einfach zu halten, werden die digitalen Signale von Arduino ausgegeben. Bei der Berechnung der Sollfrequenzen wird die Addition-Eigenschaft der digitalen Eingänge des Umrichters genutzt. Werden z.B. zwei Eingänge, die für feste Sollfrequenzen parametriert wurden, gleichzeitig angesteuert, werden die vorgegebenen Werte addiert. Darüber hinaus wird ein analoger Eingang durch entsprechende Parametrierung in einen digitalen Eingang umgewandelt und mit einem digitalen Steuersignal angesteuert.

Schaltplan

Nordac Parameter

Bevor die Inbetriebnahme stattfinden kann, müssen einige Parameter eingestellt werden.
P105 = 160 Maximale Frequenz
P400 = 21 Analog Eingang 1 = Freigabe rechts
P420 = 4 Eingang 1 - Festfrequenz 1
P421 = 5 Eingang 2 - Festfrequenz 2
P422 = 6 Eingang 3 - Festfrequenz 3
P423 = 7 Eingang 4 - Festfrequenz 4
P424 = 8 Eingang 5 - Festfrequenz 5
P429 = 5 Festfrequenz 1 in Hz
P430 = 10 Festfrequenz 2 in Hz
P431 = 20 Festfrequenz 3 in Hz
P432 = 40 Festfrequenz 4 in Hz
P433 = 80 Festfrequenz 5 in Hz
P434 = 1 Relais 1 - Externe Bremse
P441 = 6 Relais 2 - Sollwert erreicht
P102 = 10 Hochlaufzeit in Sek.
P103 = 10 Bremszeit in Sek.

Die fünf digitalen Eingänge werden für feste Sollwerte parametriert. Sie werden einzeln oder in Gruppen angesteuert. Auf diese Weise werden jeweils unterschiedliche Sollwerte definiert. Mit einem Relais wird die Bremse angesteuert. Das zweite Relais meldet sich, wenn der zuletzt vorgewählte Sollwert erreicht wurde. Durch Parametrierung kann man den beiden Relais auch andere Funktionen zuordnen. Die LEDs dienen in der Testschaltung als Visualisierung. Sie zeigen, welche Eingänge gerade angesteuert wurden. In dem Display des Umrichters kann der aktuelle Frequenz-Istwert betrachtet werden. Die Optokoppler trennen die 5V-Welt des Arduino von der 24V-Steuerspannung des Umrichters.

Testschaltung

Testschaltung

Arduino Sketch

In dem kurzen Arduino-Programm werden nacheinander die Eingänge 1 bis 5 des Umrichters (und ihre Kombinationen) angesteuert und damit verschiedene Sollwerte gebildet. Mit dem Schalter S1 wird der Umrichter freigegeben, mit dem Taster S2 das Programm gestartet. Beim Testlauf kann beobachtet werden, wie die parametrierten Sollwerte bei Ansteuerung von mehreren Eingängen addiert werden. Werden z.B. gleichzeitig die Eingänge 2 und 3 aktiviert, beträgt der neue Sollwert 30 Hz (10 Hz vom Eingang 2 und 20 Hz vom Eingang 3).

int Schalter_Start = 38;
int Pin_05Hz = 40;
int Pin_10Hz = 42;                                          
int Pin_20Hz = 44;
int Pin_40Hz = 46;
int Pin_80Hz = 48;
int Pin_FU_Start = 50;

int Ausgang [] = { 40,42,44,46,48 };


// SetUp -----------------------------------------------------------
void setup() {
  pinMode (Schalter_Start, INPUT_PULLUP);
  pinMode (Pin_05Hz, OUTPUT);
  pinMode (Pin_10Hz, OUTPUT);
  pinMode (Pin_20Hz, OUTPUT);
  pinMode (Pin_40Hz, OUTPUT);
  pinMode (Pin_80Hz, OUTPUT);
  pinMode (Pin_FU_Start, OUTPUT);
}

// Hauptprogramm ---------------------------------------------------
void loop() {
  if (digitalRead(Schalter_Start) == LOW) {
    digitalWrite (Pin_FU_Start, HIGH);
    for (byte i=1; i<32; i++) {
      for (byte j=0; j<5; j++) {
        if (bitRead (i,j) == 1) { digitalWrite (Ausgang[j], HIGH); }
          else { digitalWrite (Ausgang[j], LOW); }
      }
    delay (3000);    
    }
  } 
}       
// *****************************************************************        

Kurzvideo

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