آشنایی با توابع توقف پایه درایو V20 زیمنس

درایو V20 از جمله تجهیزات بسیار پرکاربرد برای کنترل عملکرد موتور در کاربردهای پایه صنایع مختلف است. قیمت مناسب، کاربری آسان و عملکرد مطمئن از جمله شاخصه های اصلی است که سبب شده این درایو به یکی از پرطرفدارترین نمونه های موجود در بازار ایران و جهان تبدیل شود. درایو V20 زیمنس توابع عملیاتی متنوعی دارد. وجود این توابع سبب سهولت پیکره بندی و استفاده از درایو شده است. توقف موتور از جمله توابعی است که در شرایط مختلف باید اجرا شود. V20 توابع مختلفی را برای توقف ایمن موتور ارائه می کند. در این مقاله به بررسی توابع توقف پایه درایو V20 می پردازیم. با من همراه باشید.

مقدمه ای بر درایو V20 زیمنس

درایو V20 زیمنس، یک درایو فرکانس متغیر(VFD)  همه کاره و کارآمد  است که مزایای متعددی را در کاربردهای صنعتی ارائه می دهد. این درایو با ویژگی ها و قابلیت های پیشرفته خود به گزینه ای محبوب برای کنترل و بهینه سازی سرعت موتور در صنایع مختلف تبدیل شده است. اینورتر V20 زیمنس که با نام کنترل دور زینامیکس V20 نیز شناخته می شود، مملو از ویژگی ها و مزایایی است که به ندرت در یک درایو پایه یافت می شود.  این درایو از سری اینورترهای اقتصادی زیمنس است. مشخصه اصلی این دستگاه زمان راه اندازی کوتاه، جابجایی آسان و سناریوهای صرفه جویی در مصرف انرژی است.

هر جا نیاز به راه اندازی و کنترل یک موتور الکتریکی باشد، می توان روی حضور V20 حساب کرد. از جمله مهمترین کاربردهای این درایو می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کنترل دور انواع پمپ (گریز از مرکز و …)
• کنترل عملکرد فن های شعاعی و محوری
• کنترل عملکرد نوار نقاله
• کنترل عملکرد کمپرسور
• و …

با توجه به محدودیت های توانی درایو می توانید تقریبا برای همه کاربردهای پایه از درایو V20 بهره ببرید.

جزئیات بیشتر در این زمینه را در مقاله “آشنایی با کاربردهای درایو V20 در صنایع مختلف ” ببینید.

توقف موتور الکتریکی

از آنجا که هدف ما در این مقاله بررسی توابع توقف پایه درایو V20 است، بیان مقدمه ای در مورد توقف موتور و روش های مختلف انجام آن می تواند برای ما راهگشا باشد. بسته به اینکه از چه تکنیکی برای راه اندازی موتور الکتریکی استفاده می کنید، روش توقف موتور متفاوت خواهد بود. موتورها در لحظه شروع به کار و همچنین توقف، چالش های مختلفی دارند که باید مدیریت شود. شروع به کار موتور همراه با کشیدن جریان بزرگی از شبکه است که به جریان هجومی موسوم است. علاوه بر این تکان های شدید ناشی از شروع به کار موتور می تواند آسیب جدی به بخش های مکانیکی سیستم وارد کند. در زمان توقف موتور نیز شاهد این تکانه های مکانیکی شدید خواهیم بود.

در مقاله روش های راه اندازی موتور سه فاز، راهکارهای مختلف غلبه بر چالش های راه اندازی موتور را بررسی کردیم. چنانچه علاوه بر راه اندازی نرم، توقف نرم نیز برای شما حائز اهمیت است، استفاده از سافت استارتر و درایو تنها راهکارهای عملیاتی خواهد بود. توابع توقف پایه درایو V20 برای همین منظور طراحی شده اند و کاربردهای مختلفی دارند. اما جالب است بدانید همه سافت استارترها قابلیت توقف نرم ندارند. به عنوان مثال از بین سری های مختلف سافت استارتر زیمنس، سری های 3RW30 و 3RW40 قابلیت توقف نرم نیز دارند. درایوها بسته به نوع کاربرد توابع توقف متنوعی دارند. علاوه بر این روش فعالسازی توابع نیز متفاوت است و با روش های مختلفی امکانپذیر است.

توابع توقف پایه درایو V20

یکی از قابلیت های جذاب درایو V20، توابع عملیاتی متنوع آن است که توسط تولید کننده تعریف شده است. بسته به نیاز پروژه می توانید تابع مطلوب را در زمان لازم فعال کنید. درایو V20 برای توقف موتور از توابع متنوعی پشتیبانی می کند.

توابع توقف ایمن و توابع توقف پایه از جمله روش های رایج برای توقف موتور است. در زمان اجرای عملیات، درایو و کاربر در موقعیت های مختلفی قرار می گیرند که باید پاسخ مناسبی به آن ها بدهند. در برخی مواقع، توقف موتور بهترین پاسخی است که می توان به یک وضعیت عملیاتی داد. الزامات عملیاتی و همچنین عملکردهای حفاظتی درایو (به عنوان مثال اضافه بار الکتریکی یا حرارتی)، در انتخاب فرآنید عملیاتی تاثیرگذارند.

توابع توقف پایه درایو V20 بسته به شرایط عملیاتی، امکان انتخاب از بین 3 گزینه موجود را به کاربر می دهند. توابع OFF1، OFF2، OFF3 برای این منظور در نظر گرفته شده اند. هر کدام از این توابع عملیاتی الزامات و کاربرد متفاوتی دارند. لازم به ذکر است فراخوانی این توابع به روش های مختلف امکانپذیر است. در ادامه به بررسی جزئیات بیشتری در مورد هرکدام از این توابع خواهیم پرداخت.

تابع توقف OFF1

این دستور به طور معمول یک توقف استاندارد نرم (RAMP) را آغاز می کند. سرعت موتور در این تابع براساس  زمان کاهش تنظیم شده در پارامتر P1121 تغییر می کند. وقتی دستور ON برداشته شود، OFF1 مستقیماً فعال و درایو ترمز می‌شود. اگر فرکانس خروجی کمتر از مقدار پارامتر P2167 باشد و یا زمان ثبت شده در P2168 منقضی شده باشد، تولید پالس توسط مبدل لغو و درایو متوقف می شود.

OFF1 از جمله توابع توقف پایه درایو V20 است که در اکثر موقعیت های توقف عمومی، که در آن کاهش سرعت کنترل شده مورد نظر است مناسب است. در برخی کاربردها، OFF1 ممکن است برای عملکردهای دیگری مانند توقف سریع یا ترمز DC نیز مورد استفاده قرار بگیرد. به صورت کلی از این تابع توقف در موارد زیر استفاده می شود:

• کاهش سرعت کنترل شده و قابل پیش بینی برای زمان توقف مطلوب باشد
• برنامه به توقف فوری یا اقدامات خاصی پس از توقف نیاز ندارد.
• شما می خواهید فشار وارده بر موتور و سیستم مکانیکی را در هنگام کاهش سرعت به حداقل برسانید.

از جمله کاربردهای این مد توقف درایو V20 می توان به توقف نوار نقاله، ماشین‌ابزار در حین تعویض ابزار و کاهش سرعت کنترل‌شده در پایان یک چرخه فرآیند اشاره کرد.

چنانچه قصد استفاده از این تابع عملیاتی را دارید، به نکات زیر توجه کنید:

• تابع OFF1 را می توان با استفاده از منابع فرمان مختلف فعال کرد. پارامتر P0840 و P0842 که توسط پنل کاربری قابل تنظیم اند از این دسته اند.
• پارامتر BICO P0840 با تعریف منبع فرمان با استفاده از P0700 از قبل تعیین شده است.
• دستور ON و OFF1 باید منبع یکسانی داشته باشند.
• اگر دستور ON/OFF1 برای بیش از یک ورودی دیجیتال تنظیم شده باشد، تنها آخرین ورودی دیجیتالی که تنظیم شده معتبر است.
• تابع OFF1 با سطح پایین پالس (صفر منطقی) فعال می شود
• هنگامی که دستورات OFF مختلف به طور همزمان انتخاب می شوند، اولویت اجرای دستورات به ترتیب با OFF2 (بالاترین اولویت) ، OFF3 و در نهایت OFF1 است.
• تابع OFF1 را می توان با ترمز جریان DC یا ترمز مرکب ترکیب کرد.
• هنگامی که ترمز نگهدارنده موتور MHB (P1215) فعال می شود، برای OFF1، P2167 و P2168 در نظر گرفته نمی شود.

توابع توقف پایه درایو V20، تابع OFF2

با فعال شدن تابع OFF2، یک Coast-down آغاز می شود. در این فرآیند تغذیه موتور قطع شده و موتور به طور طبیعی متوقف می شود. این تابع انعطاف پذیری بیشتری در مقایسه با OFF1 ارائه می دهد. رفتار آن را می توان برای اقدامات مختلف پیکربندی کرد. در برخی از کاربردها ممکن است تابعOFF2  با فعال شدن ویژگی های ایمنی مانند خاموش شدن فوری یا ترمز کنترل شده در شرایط بحرانی مرتبط شود.

این تابع عملیاتی زمانی مفید است که توقف فوری ترجیح داده شود، یا زمانی که لازم است پس از توقف، منطق کنترلی خاص یا اقدامات ایمنی ویژه ای فعال شوند.

تابع OFF2 از جمله توابع توقف پایه درایو V20 است که در موارد زیر کاربرد دارد:

• زمانی که به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی یا الزامات فرآیندی خاص، به توقفگاه طبیعی نیاز دارید.
• در کاربردهایی که لازم است یک منطق کنترلی یا اقدامات ایمنی خاص باید با توقف موتور فعال شوند.

به عنوان مثال هایی از کاربرد این تابع می توان به توقف فن‌ها یا پمپ‌ها، راه‌اندازی قفل‌های ایمنی و فعال کردن توالی‌های کنترلی خاص در طول فرآیند توقف اشاره کرد.

در زمان استفاده از این تابع عملیاتی به نکات زیر توجه کنید:

• دستور OFF2 می تواند یک یا چند منبع داشته باشد. منابع فرمان با استفاده از پارامترهای BICO P0844 و P0845 تعریف می شوند.
• به صورت پیشفرض دستور OFF2 روی BOP تنظیم می شود.
• حتی اگر منبع فرمان دیگری تعریف شده باشد، این منبع همچنان در دسترس است
• OFF2 با سطح پایین (صفر منطقی) فعال می شود.
• هنگامی که دستورات OFF مختلف به طور همزمان انتخاب می شوند، اولویت اجرای دستورات به ترتیب با OFF2 (بالاترین اولویت) ، OFF3 و در نهایت OFF1 است.

تابع توقف OFF3

آخرین نمونه ای که در زمره توابع توقف پایه درایو V20 قابل بررسی است، تابع OFF3 است. ویژگی های ترمز OFF3 با ویژگی های OFF1 یکسان است، به استثنای زمان پایین آمدن که برای OFF3 به صورت مستقل در پارامتر P1135 تعیین می شود. اگر فرکانس خروجی کمتر از مقدار پارامتر P2167 باشد و یا زمان ذخیره شده در P2168 منقضی شده باشد، پالس های مبدل مانند دستور OFF1 لغو می شوند.

تابع عملیاتی OFF3 یک توقف سریع با نرخ کاهش سرعت بالا را آغاز و موتور را در سریع ترین زمان ممکن متوقف می کند. این توابع توقف پایه درایو V20 برای موقعیت های اضطراری که در آن توقف فوری بسیار مهم است در نظر گرفته شده است. به دلیل ماهیت تهاجمی این تابع توقف، استفاده از OFF3 برای عملکرد منظم توصیه نمی شود. همچنین باید اطمینان حاصل کنید که سیستم شما می تواند نیروهای کاهش سرعت سریع را تحمل کند.

• توقف فوری در شرایط اضطراری کاملا ضروری است.
• تنش احتمالی روی موتور و سیستم مکانیکی ناشی از کاهش سرعت قابل قبول است و خطرات ایمنی ایجاد نمی کند.

از جمله کاربردهای این تابع عملیاتی می توان به خاموش شدن اضطراری موتور جهت جلوگیری از حوادث یا آسیب تجهیزات و توقف ماشین آلات حیاتی در موقعیت های خطرناک اشاره کرد.

توجه داشته باشید که:

• OFF3 را می توان با استفاده از منابع فرمان مختلف و پارامترهای BICO P0848  و P0849 تنظیم کرد.
• OFF3 با سطح پایین (صفر منطقی) فعال می شود.
• هنگامی که دستورات OFF مختلف به طور همزمان انتخاب می شوند، اولویت اجرای دستورات به ترتیب با OFF2 (بالاترین اولویت) ، OFF3 و در نهایت OFF1 است.

نکته پایانی

پس از استفاده از توابع توقف پایه OFF2 یا OFF3 درایو V20، درایو وارد حالت “ON inhibit” می شود. این بدان معناست که رها کردن سیگنال توقف موتور را دوباره راه اندازی نمی کند. در واقع برای راه اندازی موتور پس از اجرای این توابع، یک اقدام عملیاتی مانند فشار دادن دکمه “ON” یا ارسال یک فرمان خاص توسط کاربر مورد نیاز است. این محدودیت، یک ویژگی ایمنی است که از راه اندازی تصادفی موتور پس از توقف های بحرانی جلوگیری می کند.