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Reparto Carga | Torque | Par | PowerFlex 755T | TLink | Modulo FO

Aplicacion de Reparto y Configuración de un sistema seguidor de par con PowerFlex 755T- y el uso del Módulo TLink (Modulo FO)

Configurar una aplicación de distribución de carga utilizando una configuración de seguidor de par. La distribución de carga es un sistema en el que se acoplan y utilizan múltiples variadores y motores a una carga. - [Tiempo de Implementación: 60 minutos]
Electric motor with gear driven conveyor belt.A close-up image of a blue machine, emphasizing the motor and its engineering features in sharp detail.
En esta página:
  • Visión general
  • Guía de instalación
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¿Para qué sirve esto?

El propósito de este documento es proporcionar pautas sobre cómo configurar una aplicación de distribución de carga utilizando una configuración de seguidor de par.

La distribución de carga es un término que se utiliza para describir un sistema en el que se acoplan y utilizan múltiples variadores y motores a una carga mecánica.

 

Se parte de los siguientes supuestos:

  • Los accionamientos y motores tienen el tamaño adecuado para la aplicación.
  • Las unidades tienen la configuración predeterminada de fábrica.
  • Los motores están equipados con dispositivos de retroalimentación robustos.
  • Las unidades están equipadas con un módulo TLink y tarjetas de retroalimentación.
powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 1.png
 

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La Empresa otorga a Rockwell Automation una licencia no exclusiva, mundial, libre de regalías, perpetua y no revocable para utilizar cualquier comentario que la Empresa proporcione con respecto a los Productos, incluso si la Empresa ha designado los comentarios como confidenciales. Rockwell Automation tendrá derecho a utilizar los comentarios sin restricción ni compensación para la Empresa. 2. La empresa no puede subarrendar, ceder, otorgar licencias, sublicenciar o transferir de otro modo ninguno de los Productos sin el consentimiento previo por escrito de Rockwell Automation. La empresa no puede asignar ni transferir de ninguna manera los derechos de acceso a los Productos sin el consentimiento previo por escrito de Rockwell Automation. Se prohíbe cualquier ensamblaje inverso, ingeniería inversa, des compilación y creación de trabajos derivados basados en los Productos por parte de la Empresa. 3. La Empresa reconoce que los Productos proporcionados en virtud de este Acuerdo son Información confidencial de Rockwell Automation y están protegidos por derechos de autor, patentes, marcas registradas y/o secretos comerciales vigentes o pendientes de Rockwell Automation, y la Empresa acepta mantener la confidencialidad al no divulgar los Productos o la documentación a terceros sin el consentimiento previo por escrito de Rockwell Automation y para proteger la confidencialidad de los Productos como lo haría con la información confidencial de ella misma. La Empresa acepta que su obligación de confidencialidad en virtud de este párrafo sobrevivirá a la expiración o terminación de este Acuerdo. 4. La Empresa acepta que los Productos provistos bajo este Acuerdo son modelos y ejemplos y su aplicación y resultados pueden variar dependiendo de las condiciones de cada cliente y proyecto. Rockwell Automation no garantiza los mismos resultados en cada caso. Este Acuerdo no se interpretará de ninguna manera como un compromiso por parte de Rockwell Automation en ningún momento para fabricar y/u ofrecer Productos para la venta. No existe un acuerdo a nivel de servicio explícito o implícito asociado con el uso de los Productos. Rockwell Automation no garantiza que las funciones contenidas en los Productos cumplan con los requisitos de la Empresa. La Empresa acepta usar todos los Productos solo de acuerdo con las instrucciones y solo para los usos previstos identificados en la documentación. 5. EXCLUSIÓN DE GARANTÍAS Y LIMITACIÓN DE RESPONSABILIDAD. LOS PRODUCTOS SE PROPORCIONAN "TAL CUAL". ROCKWELL AUTOMATION RENUNCIA A TODAS LAS GARANTÍAS, EXPLÍCITAS, IMPLÍCITAS O LEGALES, INCLUYENDO SIN LIMITACIÓN CUALQUIER GARANTÍA DE COMERCIABILIDAD O IDONEIDAD PARA UN PROPÓSITO EN PARTICULAR. ROCKWELL AUTOMATION NIEGA EXPLÍCITAMENTE TODAS LAS GARANTÍAS DE NO INFRACCIÓN Y NO GARANTIZA EXPRESAMENTE QUE LOS PRODUCTOS, EN SU TOTALIDAD O EN PARTE, ESTARÁN LIBRES DE ERRORES O VULNERABILIDADES DE SEGURIDAD. EN NINGÚN CASO, ROCKWELL AUTOMATION SERÁ RESPONSABLE DE (i) LA PÉRDIDA DE BENEFICIOS, LA PÉRDIDA DE AHORROS, EL TIEMPO DE INACTIVIDAD, LOS DAÑOS ESPECIALES, INDIRECTOS O CONSECUENTES DE CUALQUIER TIPO, O (ii) CUALQUIER LESIÓN PERSONAL, DAÑO A LA PROPIEDAD O DAÑO AL MEDIO AMBIENTE QUE SURJA DE O EN RELACIÓN CON ESTE ACUERDO, YA SEA EN UNA ACCIÓN CONTRACTUAL, DE RESPONSABILIDAD ESTRICTA O DE AGRAVIO, INCLUYENDO NEGLIGENCIA. 6. LA EMPRESA ACUERDA INDEMNIZAR Y EXIMIR A ROCKWELL AUTOMATION DE TODOS LOS COSTOS, PREMIOS, DAÑOS, GASTOS Y HONORARIOS (INCLUIDOS LOS HONORARIOS DE LOS ABOGADOS) RESULTANTES O RELACIONADOS CON CUALQUIER RECLAMACIÓN DE TERCEROS (INCLUYENDO EMPLEADOS Y AGENTES DE LA EMPRESA) CONTRA ROCKWELL AUTOMATION, SUS DISTRIBUIDORES, AGENTES, FUNCIONARIOS, DIRECTORES O EMPLEADOS POR LESIONES PERSONALES (INCLUYENDO LA MUERTE), DAÑOS A LA PROPIEDAD O DAÑOS AMBIENTALES RELACIONADOS O RESULTANTES DEL USO DE LOS PRODUCTOS. 7. En caso de que se exporte un Producto, la Empresa acepta cumplir con todas las Leyes y Reglamentos de Control de Exportaciones de los Estados Unidos aplicables, y las leyes de control de exportaciones aplicables de otros países. Este Acuerdo se regirá por las leyes del estado de Wisconsin. Este Acuerdo es el Acuerdo completo y exclusivo entre Rockwell Automation y la Empresa, y reemplaza todos los acuerdos anteriores, ya sean escritos u orales, relacionados con estos Productos.

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El ejemplo se basa en un engranaje de gran diámetro con dos motores. Los motores están acoplados a través de ruedas dentadas y cajas de cambios.

Esto crea una conexión rígida entre los motores, ideal para una configuración de seguidor de par.

El seguidor de par (también conocido como maestro-esclavo) es un tipo de configuración de reparto de carga en la que utilizamos un accionamiento maestro en la regulación de velocidad y un accionamiento seguidor en la regulación de par.

El comando de par generado por el bucle de velocidad del maestro se transmite al accionamiento seguidor para que se utilice como referencia de par.

powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 2
 

Una configuración de seguidor de par hace que dos o más motores actúen como un solo motor grande. Vea el diagrama de bloques del seguidor de par a continuación

powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 3
 

En este ejemplo, la referencia de par se transfiere del accionamiento maestro al accionamiento seguidor a través del módulo TLink.

powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 4

¿Esto me resulta útil?

En caso de que trabajes con sistemas que involucran múltiples motores acoplados a una misma carga, este documento te será de gran utilidad para configurar una estrategia de control eficiente y efectiva.

 

 

¿Cómo puedo hacerlo funcionar?

  • Hardware
    • Control Logix 5580-1756-L8SE
    • PowerFlex 755T Flux Vector Tuning
    • TLink (Modulo FO) - 20-750-TLINK-FOC-5
    • Tarjeta codificadora incremental 20-750-ENC-1
  • Software
    • Studio5000 (V36)
  • Conocimientos previos:
    • Conocimientos básicos en Studio5000
    • Conocimientos basicos en PowerFlex 755T.

 

Documentos de referencia

  • Guía de inicio rápido de variadores PowerFlex con control TotalFORCE, Publicación de Rockwell Automation 750-QS100D-ES-P - Enero 2023.
  • Manual de programación de variadores PowerFlex con control TotalFORCE, Rockwell Automation Publication 750-RM100C-EN-P - August 2022.
  • Técnica de aplicación de ajuste de vector de flujo PowerFlex 755T, Rockwell Automation Publication 750-AT006D-EN-P - January 2022.
  • Manual de usuario del módulo TLink Instrucciones originales, Rockwell Automation Publication 750COM-UM100A-EN-P - June 2021.

 

 
 
 
 

Guía de implementación

 
 
  • Paso 01

     

    Pasos de configuración VDF

     

    1. Configuración general

    En este ejemplo, ambas unidades están equipadas con un módulo 20-750-TLINK-FOC-5 (fibra de 5 m) ubicado en el puerto 4 y una tarjeta codificadora incremental 20-750-ENC-1 en el puerto 5.

    Las siguientes configuraciones se aplican a ambas unidades.

    • 0:65 [Pri Mtr Ctrl Mode] = 4 “Induction FV”. Esto selecciona el modo de control del motor como Vector de flujo de inducción.
    • Introduzca los parámetros de datos del motor en 10:400 - 10:407.
    • 10:1000 [Pri Vel Fb Sel] = 5:4 [Encoder Feeback]. Esto selecciona el codificador incremental como fuente de retroalimentación del motor.
    • Introduzca la resolución del codificador en 5:2 [Encoder PPR].
     

    2. Configuración de la unidad maestra

    • 10:30 [PsnVelTrq Mode A] = 1 “Velocity Reg”. Selecciona el modo de control para la regulación de la velocidad.
    • Seleccionar fuente de referencia de velocidad en 10:1800 [Vel Ref A Sel]
    • Establezca los límites de velocidad y las tasas de rampa según la aplicación.
      • 10:1392 [Max Speed Fwd]
      • 10:1393 [Max Speed Rev]
      • 10:1915 [VRef Accel Time 1]
      • 10:1917 [Vref Decel Time 1]
    • 10:930 [Direction Mode] = 1 “Bipolar”. Esto selecciona que la referencia de velocidad puede ser positiva y negativa.
    • 10:2020 [LdObs Mode] = 1 “LdObs Only”.
    • Esta es la configuración recomendada de Load Observer para aplicaciones en modo de velocidad. Para obtener más información sobre la función Load Observer, consulte PowerFlex 755T Flux Vector Tuning, publicación 750-AT006.
    • Establezca límites de par de salida según el diseño de la máquina, el variador y el tamaño del motor. En este ejemplo, +/-150 %.
      • 10:2083 [Torque Limit Pos] = 150%
      • 10:2084 [Torque Limit Neg] = -150%
     

    3. Configuración de la unidad maestra del módulo TLink

     

    • 4:1 [TLink Mode] = 1 “Mode A”. El maestro envía 2 palabras sincronizadas con actualizaciones de 50 mµ.
    • 4:2 [TLink Role] = 0 “Master”. Establece la función TLink para la unidad y las fuentes maestras envían datos a los nodos.
    • 4:201 [TLink Out Sel 1] = 0 “Trq Ref Out”. Selecciona la salida de referencia de par.
    • 4:202 [TLink Out Sel 2] = 3 “VRef Ramped”. Selecciona la salida de referencia de velocidad en rampa.
     

    4. Configuración de la unidad esclava

    • 10:30 [PsnVelTrq Mode A] = 2 “Torque Reg”. Selecciona el modo de control para la regulación del par.
    • 10:2000 [Trq Ref A Sel] = 4:203 [TLink In 1]. Esto obtiene la referencia de torque del maestro.
    • 10:1800 [VRef A Sel] = 4:206 [TLink In 2]. Esto obtiene la referencia de velocidad incrementada del maestro.
    • 10:2020 [LdObs Mode] = 0 “Disabled”. Esta es la configuración recomendada de Load Observer para aplicaciones de modo de torsión.
    • Establezca los límites de par de salida según el diseño de la máquina, el tamaño del variador y del motor. Los valores del variador esclavo se establecen ligeramente más altos, ya que los valores de comando están limitados por el variador maestro.
      • 10:2083 [Torque Limit Pos] = 155%
      • 10:2084 [Torque Limit Neg] = -155%

     

     

    5. Configuración de la unidad esclava del módulo TLink

    • 4:1 [TLink Mode] = 1 “Mode A”. El esclavo recibe 2 palabras sincronizadas con actualizaciones de 50 mµ.
    • 4:2 [TLink Role] = 0 “Slave”. Establece la función TLink para la unidad; el esclavo consume datos del maestro.
    • 4:3 [TLink Status] = 1 “Tx Active”. Verificar la transmisión de datos por parte del maestro (módulo TLink en la unidad maestra)
    • 4:3 [TLink Status] = 3 “In Sync”. Verifique que la unidad esclava esté sincronizada con la unidad maestra en la unidad esclava (módulo de opción TLink en la unidad esclava)
       
     
  • Paso 02

     

    Pasos Sintonización

    El ajuste es fundamental cuando se trabaja en el modo de control de vector de flujo. Utilizaremos la función de ajuste automático para medir las características del motor. El ajuste automático se compone de varias pruebas individuales, cada una de las cuales tiene como objetivo identificar uno o más parámetros del motor. Estas pruebas requieren que se ingrese la información de la placa de identificación del motor en los parámetros del variador. Podemos ejecutar todas las pruebas en el parámetro 10:910 [Autotune].

     


    Estos son los pasos recomendados:

     

    1. Introduzca los parámetros de datos del motor en 10:400 – 10:407.

     

    2 . Ejecutar 10:910 [Autotune] = 1 “Direction”. Esto le permite determinar si el motor gira en la dirección deseada. También le permite verificar si el recuento de retroalimentación del codificador aumenta en valor para un comando de velocidad de avance.

     

    3. Mida los parámetros eléctricos del motor:

    • Colocar 10:510[MtrParam C/U Sel] = 1 “User Entered”
    • Ejecutar 10:910 [Autotune] = 3 “Rotate MtrID” para medir los parámetros eléctricos del motor. 
    • Inicia el movimiento y hace girar la carga. Para obtener la medida más precisa de la corriente de flujo del motor, desconecte la carga para esta prueba.
    • Si no puede iniciar el movimiento para rotar la carga, ejecute 10:910 [Autotune] = 2 “Static MtrID” para medir los parámetros eléctricos del motor.
    powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 5.png

     

    4. Establezca el ancho de banda del regulador actual en 10:445 [VCL CReg BW]

    • 125 cuando 10:425 [PWM Frequency] = 1,33 kHz
    • 250 cuando 10:425 [PWM Frequency] = 2 kHz
    • 375 cuando 10:425 [PWM Frequency] = 4 kHz

     

    5. Ejecute 10:910 [Autotune] = 4 “InertiaMotor” para medir la inercia del motor. Esta prueba inicia la rotación momentánea del motor para medir y actualizar 10:900 [Motor Inertia].

    • Esta prueba solo es una opción si se puede desconectar la carga para ejecutar la prueba. Si no se puede desconectar la carga, debe ingresar el valor manualmente en 10:900 [Motor Inertia].

     

    6. En el variador maestro, ejecute 10:910 [Autotune] = 5 “Inertia Total”. Esta prueba inicia la rotación momentánea del motor y la carga para medir la inercia total y calcular 10:901 [Load Ratio]. Después de seleccionar este valor, debe emitir un comando de inicio para comenzar la prueba. Realice esta prueba con la carga conectada al motor.

    • 10:900 [Inercia del motor] y 10:901 [Load Ratio] se utilizan para calcular el escalador de par Kj, un parámetro interno que compensa los efectos de la inercia y afecta el ajuste general. La relación de carga también se utiliza para calcular las ganancias del controlador.
       
    powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 6.png
    • Dado que la aplicación estará controlada por 2 motores de carga compartida, la relación de carga del variador maestro medida durante la prueba se puede dividir por 2.

     

    7. En la unidad maestra, ejecute 10:910 [Autotune] = 6 “BW Calc”. La prueba de cálculo de ancho de banda calcula las ganancias del bucle de control y los límites dinámicos.

     

    8. Ejecute la unidad maestra y ajuste el ancho de banda del sistema en 10:906 [System BW] si es necesario. Disminuir el ancho de banda del sistema estabiliza el sistema y aumentarlo mejora el rendimiento. Normalmente, una ganancia alta da como resultado un tiempo de respuesta más rápido, pero una ganancia excesiva provoca inestabilidad en el sistema.

    • Para obtener más información sobre el ajuste, consulte Ajuste del vector de flujo en PowerFlex 755T Flux Vector Tuning, publication 750-AT006.
     

  • Paso 03

     

    Pasos Comprobaciones y funcionamiento de las señales.

    1. Controles de señales

    Haga funcionar el motor maestro (solamente) hasta la velocidad nominal. Conducción maestra: comprobar 10:2087 [Trq Ref Limited] durante la aceleración.

     

    2. Operacion

    Para iniciar la aplicación del seguidor de par

    • En primer lugar, ponga en marcha el motor secundario. Como el motor principal no está en funcionamiento, el motor secundario no recibe ninguna referencia de par. En esta etapa, el motor está preparado y listo para funcionar.
    • Cuando el accionamiento esclavo está en funcionamiento, se pone en marcha el accionamiento maestro. El regulador de velocidad del accionamiento maestro genera un comando de par que se utiliza en el accionamiento maestro y se transfiere al accionamiento esclavo. Tanto los accionamientos como el motor asumirán una parte igual de la carga y actuarán como uno solo.

     

    Para detener la aplicación de la trituradora seguidora de par

    • - Detenga primero el accionamiento maestro. El accionamiento maestro reducirá su velocidad y enviará un comando de par negativo al accionamiento esclavo para ayudar. Los valores del comando de par pueden ser limitados por el regulador de bus, lo que reduce la cantidad de energía regenerativa.
    • Detenga el accionamiento secundario una vez que el accionamiento maestro ya no esté activo. Consulte la palabra de estado del accionamiento a través de la interfaz de comunicación o mediante 10:354 [Motor Side Sts 1] bit 1 [Active].

     

    Cuando una unidad tiene una falla

    • Si el accionamiento maestro presenta una falla, el accionamiento esclavo no recibirá ninguna referencia de par. En esta condición, el accionamiento esclavo prácticamente se detendría. En esta etapa, hay dos opciones:
      • 1. Se puede solucionar la falla y reiniciar el variador maestro; el codificador del motor detectará la velocidad inmediatamente (sin necesidad de activación del arranque en vuelo).
      • 2. El accionamiento esclavo se puede detener. Para asegurarse de que el accionamiento esclavo se detenga con una rampa de desaceleración controlada, verifique que el bit 1 [Torq Mode stop] of 10:40 [Motor Cfg Options] esté configurado.
    • - Si el accionamiento esclavo presenta una falla, el accionamiento maestro asume la carga completa. Puede alcanzar el límite de corriente y potencialmente bloquearse. El accionamiento podría entonces dispararse por sobrecarga del motor. El accionamiento maestro puede detenerse.

     

  • Paso 04

     

    Pasos Carga programa Logix en el controlador

     

    1. Sobre el software de desarrollo Studio 5000 abrimos el programa “Torque_Follower_with_TLink”, se despliega entonces la siguiente imagen, en donde se muestran ya agregados el controlador, una tarjeta analógica y una digital, así como la tarjeta de Ethernet en donde los Drives PowerFlex 755TS  estarán formando parte de la red

     
    powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 7.png
     

    2. Sobre la barra de menus dar “click” en “communication” y elegir “download” sobre las opciones que se despliegan, entonces, dar nuevamente click sobre el botón de la ventana que se abre, así como se muestra en la siguiente imagen

    powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 8.png
     

    3. Aguardamos a que el programa se descargue en el controlador

    powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 9.png
     

    4. Finalmente damos “click” en el botón de Yes sobre la ventana que se despliega después de la carga del programa en el controlador, esto, para cambiar el modo del controlador a “Remote Run”

    powerflex-755t-torque-follower-application_Fig 10.png
 
 
 
 
 
 

Aplicacion y Configuración de un sistema seguidor de par con PowerFlex 755T- y el uso del Módulo TLink (Modulo FO)

Versión 1.0 - Diciembre de 2024

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