GUIA GUIA DE A PLICA PLI PA RA PL ICA ÇÃ O PA B OBIN OBIIN ADORE ADOR W0 9 / P LC BOB A DO DOR RE S - C F W09
Manual do Usuário
G IIA Ç N 0099 // PPLLC GU UIA IA AD DEE AAPPLLIIC CAAÇÃ ÇÃÃ O ÇÃ OP PA AR RA AB BO OB BIINA NAAD DO OR REESS -- C CF FW W09 C
A informação abaixo descreve as revisões ocorridas neste guia de aplicação: Descrição da Revisão Revisão Primeira Primeira Edição Edição 1
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Cap. -
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1 OBJE OBJETIV TIVO O ...................... ................................. ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... .............. ... 05 2 INTR INTROD ODUÇ UÇÃO ÃO ...................... ................................. ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... .................... ......... 05 2.1 Inversor Inversor de Freqüênc Freqüência ia CFW09 ..................... ................................ ...................... ...................... ...................... ...................... ................ ..... 05 2.2 Cartão PLC............ PLC ....................... ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... ........... 07 3 BOBINA BOBINAMEN MENTO TO DE MATER MATERIAI IAIS S ...................... ................................. ...................... ...................... ...................... ...................... .............. ... 07 3.1 Introduç Introdução ão ........................... .............. .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... ..................... ........ 07 3.2 Tipos Tipos de Bobinadores Bobinadores ...................... ................................. ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... .................. ....... 08 3.2.1 Bobinador Bobinador Axial Axial ..................... ................................ ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... .............. ... 08 3.2.2 Bobinador Tangencial angencial .......................... ............. .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... ............... .. 09 3.2.3 Bobinador Bobinador Axial-T Axial-Tangenc angencial ial............. .......................... .......................... .......................... ........................... ........................... ................... ...... 09 3.3 Conceitos.................... Conceitos............................... ...................... ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ................ ..... 09 3.3.1 3.3.1 Velocidade elocidade de Linha ...................... ................................. ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... .................. ....... 09 3.3.2 3.3.2 Tensão ensão do Material Material ...................... ................................. ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... .................... ......... 10 3.3.3 3.3.3 Rolo Rolo Puxado Puxadorr ..................... ................................ ....................... ....................... ...................... ...................... ...................... ...................... .................. ....... 10 3.3.4 Stall tall ......................... ............ .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... ................. .... 10 3.3.5 Taper aper ......................... ............ .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... ........................... ........................... ............... 10 3.3.6 Inérci Inércia a ......................... ............ .......................... .......................... .......................... ........................... ........................... .......................... ......................... ............ 10 3.3.7 3.3.7 Diâmetro Diâmetro ...................... ................................. ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... ....................... .............. 10 3.3.8 Balancim Balancim .......................... ............ ........................... .......................... .......................... .......................... .......................... .......................... ..................... ........ 11 3.3.9 Célula de Carga ......................... ............ .......................... .......................... .......................... .......................... ........................... ........................ .......... 11 11 4 APLICAÇÕES APLICAÇÕES DE DE BOBINADORE BOBINADORES S NO WLP ...................... ................................. ....................... ....................... ............... .... 11 4.1 Plástico Plástico ..................... ................................ ...................... ...................... ...................... ....................... ....................... ...................... ...................... .................. ....... 12 4.1.1 Bobinado Bobinadorr Tangencia angenciall ...................... ................................. ...................... ...................... ...................... ...................... ...................... ................ ..... 13 4.1.1.1 4.1.1.1 Realime Realimenta ntação ção de Força Força por Célula Célula de Carga Carga ........ ............ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ...... 13 4.1.1.1 4.1.1.1.1 .1 Parâme Parâmetros tros de Config Configura uração ção da Velocid elocidade ade do Motor Motor ........ ............ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ...... 15 4.1.1.1.2 4.1.1.1.2 Parâmetros Parâmetros de Configuraçã Configuração o das Entradas Entradas Analógica Analógicass ..................... ................................ ............... .... 18 4.1.1. 4.1.1.1.3 1.3 Parâmet Parâmetros ros de Configu Configuraç ração ão das Carac Caracterí terísti sticas cas do Bobina Bobinador dor ........ ............ ........ ........ ...... .. 21 4.1.1.1.4 4.1.1.1.4 Parâmetros Parâmetros para Função Função Taper ..................... ................................ ...................... ....................... ....................... ................. ...... 23 4.1.1.1 4.1.1.1.5 .5 Parâme Parâmetro tross de Configu Configuraç ração ão para para Ajuste Ajuste do PID.... PID ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ...... .. 25 4.1.1. 4.1.1.1.6 1.6 Concl Conclus usão ão do Assist Assistent ente e de Config Configura uração ção e Trans Transferê ferênc ncia ia do Progra Programa ma ........ .......... 27 4.1.1.1 4.1.1.1.7 .7 Outros Outros Parâmet Parâmetros ros ..................... ................................. ....................... ...................... ...................... ...................... ...................... .............. ... 27 4.1.1.2 4.1.1.2 Realimenta Realimentação ção de Força Força por Balancim Balancim ....................... .................................. ...................... ...................... ................... ........ 29 4.1.1.2 4.1.1.2.1 .1 Parâme Parâmetros tros de Config Configura uração ção da Velocid elocidade ade do Motor Motor ........ ............ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ...... 30 4.1.1.2.2 4.1.1.2.2 Parâmetros Parâmetros de Configuraçã Configuração o das Entradas Entradas Analógica Analógicass ..................... ................................ ............... .... 33 4.1.1. 4.1.1.2.3 2.3 Parâmet Parâmetros ros de Configu Configuraç ração ão das Carac Caracterí terísti sticas cas do Bobina Bobinador dor ........ ............ ........ ........ ...... .. 36 4.1.1.2.4 4.1.1.2.4 Parâmetros Parâmetros para Função Função Taper ..................... ................................ ...................... ....................... ....................... ................. ...... 38 4.1.1.2 4.1.1.2.5 .5 Parâme Parâmetro tross de Configu Configuraç ração ão para para Ajuste Ajuste do PID.... PID ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ...... .. 40 4.1.1. 4.1.1.2.6 2.6 Concl Conclus usão ão do Assist Assistent ente e de Config Configura uração ção e Trans Transferê ferênc ncia ia do Progra Programa ma ........ .......... 42 4.1.1.2 4.1.1.2.7 .7 Outros Outros Parâmet Parâmetros ros ..................... ................................. ....................... ...................... ...................... ...................... ...................... .............. ... 42 4.1.1.3 4.1.1.3 Realimenta Realimentação ção de Força Força por Torque orque do Motor ..................... ................................ ...................... ..................... .......... 44 4.1.1.3 4.1.1.3.1 .1 Parâme Parâmetros tros de Config Configura uração ção da Velocid elocidade ade do Motor Motor ........ ............ ........ ........ ........ ........ ........ ........ ...... 45
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4.1.1.3.2 Parâmetros de Configuração das Entradas Analógicas .................................... 48 4.1.1.3.3 Parâmetros de Configuração das Características do Bobinador ...................... 51 4.1.1.3.4 Parâmetros para Função Taper ........................................................................ 52 4.1.1.3.5 Parâmetros de Configuração para Ajuste do PID.............................................. 55 4.1.1.3.6 Conclusão doAssistente de Configuração e Transferência do Programa ......... 57 4.1.1.3.7 Outros Parâmetros ........................................................................................... 57 5 TRANFERÊNCIADASAPLICAÇÕES DE BOBINADORES NO WLP ........................ 58 6 OBSERVAÇÕES GERAIS ......................................................................................... 60
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GUIA DE APLICAÇÃO PARABOBINADORES CFW09 / PLC 1 OBJETIVO_______________________________________________ Descrever o bobinamento de materiais, e a aplicação do softiware desenvolvido que servirá de base para o usuário aplicar a um inversor de freqüência no controle da sua aplicação de bobinamento.
2 INTRODUÇÃO____________________________________________ Os softwares aplicativos desenvolvidos para bobinadores foram baseados em uma estrutura composta por um Inversor de Freqüência WEG CFW09, em conjunto com um cartão de controle PLC instalado no mesmo, sendo o aplicativo desenvolvido com a ferramenta de programação WLP.
2.1 Inversor de Freqüência CFW09_____________________________ O inversor de freqüência CFW-09 é um produto que permite o controle de velocidade e torque de motores de indução trifásicos. Este controle pode ser feito de duas maneiras: Controle escalar; Controle vetorial. O controle escalar está baseado numa estratégia de controle chamada “V/F constante”, que mantém o fluxo do motor constante, igual ao nominal, para qualquer velocidade de funcionamento do motor até a sua velocidade síncrona (Ex. 1800rpm para um motor 4 pólos em 60 Hz). Assim, para variar a velocidade do motor de indução temos que variar a freqüência da tensão de alimentação, onde a estratégia de controle “V/F constante” varia a tensão proporcionalmente com a variação da freqüência de alimentação (e da reatância indutiva) do motor. Pode-se deduzir assim, que o controle escalar em inversores de freqüência é utilizado em aplicações normais que não requerem elevada dinâmica (respostas rápidas e variações de carga ou referência), nem elevada precisão e nem controle de torque. Um inversor com controle escalar pode controlar a velocidade de rotação do motor com uma precisão de até 0,5 % da rotação nominal para sistemas sem variação de carga, e de 3 % a 5 % com variação de carga de 0 a 100 % do torque nominal. Seguindo a estratégia de controle escalar, a WEG desenvolveu uma variação do controle V/F tradicional para o acionamento de motores de indução trifásicos, via inversor de freqüência chamado de VVW (Voltage Vector Weg). A utilização do controle apresentado permite uma sensível melhora no desempenho do acionamento em regime permanente, em termos de regulação de velocidade e capacidade de torque em baixas rotações (freqüência inferior a 5Hz). Como resultado aumenta-se a faixa de variação de freqüência (velocidade) do sistema. Outros benefícios deste controle é a simplicidade e a facilidade de ajuste. O controle VVW utiliza apenas a medição da corrente estatórica, o valor da resistência estatórica (que é obtida 5 5
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via uma rotina de auto-ajuste do inversor) e os dados de placa do motor de indução. Este controle não requer a utilização de sensor de velocidade. É utilizada uma soma fasorial (vetorial) derivada do circuito equivalente em regime permanente do motor de indução para manter o fluxo do estator constante independente da freqüência de operação e da carga aplicada ao motor. Para obter uma boa regulação de velocidade em regime permanente, a freqüência de escorregamento é calculada a partir do valor estimado do torque de carga (o qual considera os dados do motor). O controle vetorial proporciona uma elevada precisão de regulação de velocidade, alta performance dinâmica, controle de torque linear para aplicações de posição ou de tração e operação suave em baixa velocidade e sem oscilações de torque, mesmo com variação de carga. No motor de indução a corrente do estator é responsável por gerar o fluxo de magnetização e o fluxo de torque, não permitindo obter um controle direto do torque. Basicamente, o circuito de potência do inversor de freqüência vetorial não é diferente de um inversor de freqüência V/F, sendo composto dos mesmos blocos funcionais. No controle escalar a referência de velocidade é usada como sinal para gerar os parâmetros tensão/freqüência variável e disparar os transistores de potência. Já no controle vetorial calcula-se a corrente necessária para produzir o torque requerido pela máquina, decompondo-se a corrente do estator nas suas parcelas que geram torque e fluxo. Abaixo algumas características de um inversor com controle vetorial: A corrente que circula no bobinado estatórico de um motor de indução é separada em duas componentes: Id ou corrente de magnetização (produtora de FLUXO), e Iq ou corrente produtora de TORQUE; A corrente total é a soma vetorial destas duas componentes; O torque produzido no motor é proporcional ao “produto vetorial” das duas componentes; A qualidade com a qual estas componentes são identificadas e controladas define o nível de desempenho do inversor. O inversor com controle vetorial possui duas estratégias de controle: controle vetorial “sensorless” (sem sensor de velocidade) e controle vetorial com realimentação por encoder. Com o controle vetorial porencoder conseguem-se excelentescaracterísticas de regulação e resposta dinâmica: Regulação de velocidade: 0,01%; Regulação de torque: 5% do torque nominal; Faixa de variação de velocidade: 1:1000; Operação até a rotação zero. O controle vetorial “sensorless” tem um grau de desempenho menor que o anterior, mas é superior ao inversor V/F . A seguir alguns valores típicos para este tipo de controle: Regulação de velocidade: 0,5%; Regulação de torque: 10% do torque nominal (acima de 3 Hz); Faixa de variação de velocidade: 1:100; Operação com rotação zero não é possível.
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2.2 Cartão PLC_____________________________________________ O cartão PLC agrega ao inversor de frequência CFW-09, funções importantes de CLP (Controlador Lógico Programável), possibilitando a execução de complexos programas de intertravamento, que utilizam as entradas e saídas digitais do cartão, bem como as entradas e saídas digitais e analógicas do próprio inversor, que podem ser acessadas pelo programa do usuário. Dentre as várias funções disponíveis, podemos destacar desde simples contatos e bobinas até funções utilizando ponto flutuante, como soma, subtração, multiplicação, divisão, funções trigonométricas, raiz quadrada, etc. Outras funções importantes são blocos PID, filtros passa-alta e passa-baixa, saturação, comparação, todos em ponto flutuante. Além das funções citadas acima, o cartão PLC oferece blocos para controle de posição e velocidade do motor, que são posicionamentos com perfil trapezoidal, posicionamentos com perfil S, geração de referência de velocidade com rampa de aceleração trapezoidal, etc. (obs: para posicionamento, é imperativo o uso de um encoder acoplado ao motor). Todas as funções podem interagir com o usuário, através de 100 parâmetros programáveis, que podem ser acessados diretamente pela HMI do inversor e, através do WLP, podem ser customizados com textos e unidades do usuário.
3 BOBINAMENTO DE MATERIAIS______________________________ 3.1 Introdução______________________________________________ Bobinamento é uma etapa no processo produtivo onde materiais como papel, plástico, metais e tecidos são convertidos. Às vezes a bobina produzida pode ser o produto final, como, por exemplo, uma bobina de fita cassete ou um rolo de papel higiênico. Mas, na maioria das vezes, a bobina faz parte do processo intermediário de produção, como por exemplo, embalagens plásticas, onde inicialmente são produzidas pela extrusora, após são convertidas para tamanhos comerciais, sendo então impressas por máquinas gráficas, e por último são convertidas nas embalagens para o produto final. Para que isto seja feito, é necessário ter um acionamento que consiga acompanhar as mais diversas etapas de produção. Portanto, podemos aplicar neste caso, um inversor de freqüência controlando um motor de indução, fazendo com que o mesmo se adeque a característica deste tipo de carga, (ter potência constante, ou seja, durante todo o processo de bobinamento, a potência demandada se mantém constante) tendo no inicio uma velocidade elevada com um baixo torque, e no final uma velocidade baixa e um alto torque. Isto pode ser controlado de forma: Direta: uma célula de carga ou um balancim fornece a realimentação da força de tracionamento aplicada ao material durante o bobinamento; Indireta: utiliza as grandezas medidas pelo inversor, torque e velocidade do motor (rpm), como realimentação da força de tracionamento aplicada ao material durante o bobinamento.
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3.2 Tipos de Bobinadores____________________________________
Os bobinadores são classificados em três grupos, sendo: Bobinadores axiais, onde a bobina é acionada diretamente pelo seu eixo; Bobinadores tangenciais, onde a bobina é acionada indiretamente através de rolos de atrito; Bobinadores axiais-tangenciais, onde a bobina é acionada diretamente pelo eixo e também indiretamente através de rolos de atrito. 3.2.1 Bobinador Axial
_____________________________________
Um bobinador axial tem como característica apresentar torque de carga do tipo potência constante. Isto se deve ao requisito da velocidade tangencial Vt (m/min) da bobina ser constante durante todo o processo. A velocidade de rotação (rpm) da bobina para esta condição é dada por: n
Vt i
2
r
onde: n é a velocidade do motor em rpm; Vt é a velocidade tangencial em m/min; i é a relação da redução mecânica do bobinador; r é o raio da bobina em metros. Nota-se que quando a bobina está vazia a rotação é máxima. À medida que o raio aumenta é necessário que a rotação diminua, para que a velocidade tangencial Vt permaneça constante. Sendo a força de tração Ft (kgf) também constante, o torque resistente apresentado pela carga Tc (kgfm) é dado por: Tc
Ft
r
Dessa forma, à medida que o raio r da bobina aumenta, o torque resistente Tc também aumenta. Para o acionamento de cargas desse tipo com motor de indução e inversor de freqüência pode-se utilizar: Somente a faixa de rotação abaixo da rotação nominal do motor, levando em conta o problema do sobreaquecimento do motor em rotações abaixo da metade da nominal; Faixa na região de rotação acima da nominal, onde as curvas de torque resistente e de torque motor se assemelham, não havendo problemas de sobrecarga do motor nem de sobreaquecimento. Novamente é importante atentar para o requisito de estabilidade de velocidade de bobinamento, imposto pelo material a ser bobinado, obrigando muitas vezes a utilização de inversores com controle vetorial. Há também bobinadores axiais onde não há o requisito da velocidade tangencial ser constante. Nestes casos a rotação do motor não varia, e o torque de carga aumenta proporcionalmente ao aumento do raio da bobina. Em bobinadores axiais, o material é bobinado em um núcleo ou em um eixo central. O bobinamento é feito diretamente controlando a velocidade do centro do rolo ou da bobina. Para manter a velocidade do material constante em um bobinador, a rotação do motor será reduzida com o aumento do diâmetro da bobina. Já em um desbobinador, a rotação do motor será aumentada com a diminuição do diâmetro da bobina. 8 8
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3.2.2 Bobinador Tangencial
____________________________
Um bobinador tangencial tem como característica apresentar o torque de carga do tipo constante. A rotação do motor permanece constante durante todo o processo a fim de manter a velocidade tangencial da bobina também constante. Importante apenas atentar para o problema de sobreaquecimento do motor em condições de operação em baixa velocidade, e em velocidade acima da nominal. O bobinamento é feito encostando a bobina no rolo acionado pelo motor. Durante o bobinamento, o rolo acionado pelo motor ou a bobina devem mover-se durante o crescimento da mesma, mas mantendo o contato entre o rolo acionado e a bobina. A força de encosto (nip) da bobina no rolo acionado é ajustada geralmente por um sistema pneumático ou hidráulico. A dureza da bobina para bobinadores tangenciais é controlada tanto pelo tensionamento do material quanto pela força de encosto (nip) da bobina no rolo acionado.
3.2.3 Bobinador Axial-Tangencial
_______________________
Um bobinador axial-tangencial pode controlar a dureza da bobina ajustando a tensão do bobinamento como faz o bobinador axial e o bobinador tangencial. A diferença é que o controle da dureza pode ser feito pela variação da força de encosto (nip) entre a bobina e o bobinador. Portanto, existe um novo controle de dureza para o bobinamento, a diferença de torque. Quando o torque total dos dois motores que estão acionando respectivamente o bobinador axial e o bobinador tangencial se igualarem à tensão do material bobinado mais a resistência dos rolos e os outros atritos, os torques podem ser divididos entre os dois acionamentos de maneiras diferentes. Certamente, um acionamento “briga” com o outro para fornecer uma bobina mais dura ou mais frouxa.
3.3 Conceitos_____________________________________________ 3.3.1 Velocidade de Linha_____________________________________ Velocidade de linha corresponde à velocidade operacional de um processo coordenado, onde a velocidade do material que está sendo processado pode ser expressa em metros por minuto, ou pés por minuto, ou jardas por minuto, ou metros por segundo, etc. Considere um motor funcionando bobinando um material com velocidade constante. Como o material é armazenado no bobinador, o diâmetro da bobina irá aumentar com o passar do tempo. Se a velocidade do motor for constante, e sabendo que o diâmetro da bobina aumenta, a velocidade tangencial na superfície do material também aumentará. Como a maioria dos processos deseja uma velocidade de linha constante durante o bobinamento, este aumento da velocidade do motor é indesejável e precisa ser compensado para que permaneça constante com o aumento do diâmetro da bobina.
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3.3.2 Tensão do Material_____________________________________ Tensão do material é a força de tração longitudinal que está sendo exercida em um material, ou simplesmente, como o material é puxado firmemente. A tensão pode ser expressa nas unidades de kN/m, ou kg/m, ou kgf/m, ou lbs/ft, ou lbs/in, etc.
3.3.3 Rolo Puxador__________________________________________ Rolo puxador consiste num rolo que é pressionado de encontro a um outro rolo, correia, ou esteira para ajudar a transportar o material e mantê-lo na trajetória correta. O rolo puxador pode ser feito sob medida para ser o principal meio de transporte do material ou pode ser de menor potência somente para ajudar no transporte do material.
3.3.4 Stall__________________________________________________ “Stall” significa o percentual de tensão necessária para manter o material tensionado quando o processo de bobinamento está parado. Serve para sustentar a tensão do material que está sendo bobinado preparando para um reinício, como também não permitir que o mesmo desenrole.
3.3.5 Taper_________________________________________________ “Taper” é uma função que tem por finalidade reduzir a tensão do material que está sendo bobinado conforme o aumento do diâmetro da bobina.
3.3.6 Inércia________________________________________________ Inércia é a grandeza física que um corpo ou objeto em movimento possui de tender a permanecer em movimento, como também a de resistir a uma mudança de velocidade. Para mover um tijolo com uma devida massa, o mesmo deve ser empurrado com alguma força. O tijolo poderia deslocar-se para sempre, exceto pelo atrito, que freia o tijolo e após consegue pará-lo. A inércia aplica este mesmo princípio para objetos girando. Um torque deve ser aplicado para causar uma mudança na velocidade angular. Para acelerar ou desacelerar um motor e sua carga, o motor, a caixa de engrenagens, e os outros equipamentos do processo devem resistir mecanicamente à mudança da velocidade. Se uma potência extra não for dada durante a aceleração ou retirada durante a desaceleração, a inércia do sistema poderá causar transientes indesejáveis na tensão, ruptura do material ou um bobinamento frouxo.
3.3.7 Diâmetro______________________________________________ Saber o diâmetro da bobina quando se esta bobinando ou desbobinando um material permite efetuar compensações dependentes do diâmetro como a compensação de inércia do material. O diâmetro pode ser usado para definir valores de pontos para o controle do inversor, ajustar o torque quando se usa o controle de potência constante, em compensações para o setpoint de força, ou para referenciar a velocidade de bobinamento. O diâmetro pode também ser usado para ser mostrado ao operador ou para alguma lógica automática da máquina. O diâmetro pode ser medido usando um sensor utrasônico ou um rolo do apoio com potenciômetro analógico. O diâmetro pode ser calculado dividindo-se o sinal da velocidade 10 10
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potenciômetro analógico. O diâmetro pode ser calculado dividindo-se o sinal da velocidade de linha pela velocidade da bobina (velocidade motor/relação de redução) em rpm. Outra maneira, mais simples, pode ser uma acumulação das rotações ao longo do tempo. O diâmetro pode também ser calculado multiplicando a espessura do material pelo número de rotações que o motor efetuou desde o começo do bobinamento.
3.3.8 Balancim______________________________________________ Balancim é um rolo mecânico ou uma roda de passagem do material entre rolos de transporte, sendo montado sobre um eixo contrabalançado por um cilindro com ajuste de pressão de ar. A posição do balancim é transmitida por um potenciômetro giratório ou dispositivo similar. Quando a força de tracionamento do material aumenta, o balancim é deslocado para uma nova posição, sendo então transmitido este novo valor ao controle, que deverá detectar essa mudança e corrigir a posição do mesmo.
3.3.9 Célula de Carga________________________________________ Célula de carga é um sensor eletromecânico unido à um rolo, sinalizando a força de tracionamento que está sendo exercida no material.
4 APLICAÇÕES DE BOBINADORES NO WLP_____________________ O capítulo 4 descreve como acessar, configurar e programar os aplicativos desenvolvidos para bobinamento de matérias, como também, descreve o blocodiagrama de controle e os parâmetros necessários para o seu funcionamento. Para criar um novo projeto contendo um aplicativo desenvolvido para bobinamento de materiais, é necessário acessar o menu “Ferramentas” opção “Aplicação”, clicando em “Criar”, conforme figura abaixo:
Na caixa de diálogo “Aplicação” deverá ser selecionado o tipo como “Bobinador “, como também deverá ser dado um nome ao novo projeto, neste exemplo “Bobinador1”, conforme figura abaixo:
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Após a seleção do tipo de aplicação, clique em “OK” para confirmar os dados selecionados. Então, um assistente de criação ajudará a selecionar o tipo de bobinador e qual estratégia de controle que será usada no projeto. No passo 1 do assistente de criação, deve ser selecionado o tipo de material que será bobinado, ou seja, conforme o tipo de material a ser bobinado haverá uma estratégia específica de controle para o mesmo.
NOTA! Se o tipo de material não estiver habilitado, significa que o WLP não contém o aplicativo para o mesmo. Até o presente momento, os aplicativos para bobinadores onde o material bobinado é papel, fio metálico, chapa metálica ou tecido não foram implementados.
4.1 Plástico_________________________________________________ Selecionando o tipo de material a ser bobinado como “Plástico”, clique em “Avançar” para ir ao passo 2 do assistente de criação. Neste passo é selecionado o tipo de bobinador do projeto.
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NOTA! Se o tipo de bobinador não estiver habilitado, significa que o WLP não contém o aplicativo para o mesmo. Até o presente momento, os aplicativos para bobinadores do tipo axial onde o material bobinado é plástico, não foram implementados.
4.1.1 Bobinador Tangencial___________________________________ Selecionando o tipo de bobinador como “Bobinador tangencial”, clique em “Avançar” para ir ao passo 3 do assistente de criação. Neste passo é selecionado o tipo de controle da força de tracionamento exercida no material.
NOTA! Se o tipo de controle não estiver habilitado, significa que o WLP não contém o aplicativo para o mesmo.
4.1.1.1 Realimentação de Força por Célula de Carga_______________ Selecionando o tipo de controle “Realimentação de força por célula de carga”, clique em “Concluir” para finalizar o assistente de criação.Após este comando, será carregado o aplicativo para bobinamento tangencial de material plástico com realimentação de força por célula de carga; o mesmo será renomeado conforme definido na caixa de diálogo “Aplicação”, iniciando assim, o assistente de configuração, onde será definido os valores dos parâmetros de configuração da aplicação. Em um bobinador tangencial ou por encosto, a bobina é posicionada encostando-a num rolo de diâmetro constante e por atrito entre os dois é feito o controlede tensão de bobinamento. A estratégia de controle é baseada no sincronismo da velocidade de linha do rolo puxador com a velocidade tangencial do rolo acionado pelo inversor, mais o controle da força de tracionamento feito através de um controlador PID que incrementa ou decrementa a velocidade do rolo bobinador. Este controlador PID é realimentado externamente por uma célula de carga. Abaixo o blocodiagrama de controle para este tipo de bobinador:
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G NAAD GU UIA IA D DE EA AP PLLIIC CA AÇÃ ÇÃ O O PA PAR RA AB BO OB BIIN DO OR REESS -- C CF FW W09 0 9 // P PLLC C VELOCIDADE DE LINHA AI102 P848 P847
(1)
P804
(0)
ANALOG
P805
FILTER
P839
INPUT
P846
P840
P845
M/MIN
DI101
X
TO RPM
+
P837
P838
DI102 P100 P101
SETPOINT DE FORÇA
DI104 Lógica interna
P817 P876
P134
P874
ANALOG
P850
INPUT
P894
(1) (0)
P767
P858
LENGTH
DI103
P849
P859
DIAMETER
P875
AI101 P851
DI105
P879
P857
TAPER
PARÂMETROS DE CONFIGURAÇÃO
P878
P856
PID
P877
P855
ACADEMIC
(1)
P819
(0)
P818 P766
REALIMENTAÇ O DE FORÇA AI1 P844
ANALOG
P843
INPUT
P842
REFERENCE
P133
(1) (0)
SPEED
FILTER P841
ENTRADAS DIGITAIS
ENTRADAS ANALÓGICAS
PARÂMETROS DE OPERAÇÃO
DI101 - Habilita bobinador DI102 - Sentido de giro DI103 - Troca de bobina DI104 - Sensor de presença DI105 - Resetdiâmetro
AI1 - Realim entação de força AI101 - Setpoint de força AI102 - Velocidade de lin ha
P894 - Setpointde força P879 - Taper - Setpoint P878 - Taper - Diâmetro inicial P877 - Taper - Diâmetro final P876 - Diâmetro mínimo da bobina P875 - Diâmetro para reset P874 - Espessura do material
PARÂMETROS DE CONFIGURAÇÃO CFW09 / PLC P100 - Tempo de aceleração P101 -Tempo de desaceleração P133 - Referência de velocidade mínima P134 - Referência de velocidade máxima P766 -Tempo de am ostragem do PID P767 - Velocidade síncrona do motor
P859 - PID - Ganho proporcional P858 - PID - Ganho integral P857 - PID - Ganho derivativo P856 - PID - Limite positivo P855 - PID - Limite negativo P851 - Fator de escala do setpoint de força P850 - Offsetdo s etpointde força P849 - Ganho para calibração do setpoint de força P848 - Fator de escala da velocidade de linha P847 - Offset da velocidade de linha P846 - Ganho para calibração da velocidade de linha P845 - Constante de tempo para filtro da velocidade de linha P844 - Fator de escala da realimentação da força P843 - Offset da realimentação da força P842 - Ganho para calibração da realimentação da força P841 - Constante de tempo para filtro da realimentação da força P840 - Diâmetro do rolo acionado P839 - Relação da redução P838 - Ganho para calibração da velocidade do motor P837 - Ganho para saturação da velocidade de linha P819 - Ativa setpoint de força via parâmetro (P894) P818 - Ativa taper e estimação de diâmetro P817 - Habilita sensor externo de presença de material (DI104) P805 - Habilita funcionamento em modo manutenção P804 - Setpoint de velocidade de linha em modo manutenção
Conforme o blocodiagrama acima, a seguir é mostrado um diagrama das conexões de sinais e controle no cartão eletrônico de controle CC9 e no cartão PLC2 que são usados para o bobinador tangencial com realimentação de força por célula de carga.
Cartão Eletrônico de Controle CC9:
CW 5k
CCW
Conector XC1 1 DI101 2 DI102 3 DI103 4 DI104 5 DI105 6 DI106 7 COM 8 COM 9 24Vcc 10 DGND 11 + REF 12 + AI101 13 - AI101 14 - REF 15 + AI102 16 - AI102
Função no bobinador tangencial Habilita bobinador Sentido de giro Troca de bobina Sensor de presença de material Reset de diâmetro Não usado Ponto comum das entradas digitais Ponto comum das entradas digitais Alimentação para as entradas digitais Referência 0V da fonte 24 Vcc Referência positiva para potenciômetro do Setpoint de Força Entrada Analógica para Setpoint de Força Referência negativa para potenciômetro do Setpoint de Força Entrada Analógica para Velocidade de linha
Cartão PLC2: Conector XC22 Função no bobinador tangencial 24 - AI1 Entrada Analógica para Realimentação de Força 25 + AI1
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G GU UIA IA D DE EA AP PLLIIC CA AÇÃ ÇÃ O O PA PAR RA AB BO OB BIN INA AD DO OR RE ES S -- C CFFW W0099 // P PLLC C
4.1.1.1.1 Parâmetros de Configuração da Velocidade do Motor______ O passo 1 do assistente de configuração relaciona os parâmetros de configuração da velocidade do motor, conforme figura abaixo:
Velocidade do motor: Apresenta os parâmetros referentes ao controle da velocidade de operação do motor.
Parâmetro P133 Referência de velocidade mínima P134 Referência de velocidade máxima
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a (P134-1) [0] rpm (P133+1) a (3.4xP402) [ 1800 ] rpm
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define o mínimo valor de referência de velocidade para o motor quando o inversor é habilitado. Parâmetro de configuração. Define o máximo valor de referência de velocidade para o motor quando o inversor é habilitado.
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G NAAD GU UIA IA D DE EA AP PLLIIC CA AÇÃ ÇÃ O O PA PAR RA AB BO OB BIIN DO OR REESS -- C CF FW W09 0 9 // P PLLC C
Faixa [Ajuste fábrica] Parâmetro Unidade P767 0 a 10000 Velocidade [ 1800 ] síncrona do motor rpm
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Velocidade síncrona do motor é definida pela velocidade de rotação do campo girante, a qual depende do número de pólos (2p) do motor e da freqüência (f) da rede, em hertz. Os enrolamentos podem ser construídos com um ou mais pares de pólos, que se distribuem alternadamente (um “norte” e um “sul”) ao longo da periferia do núcleo magnético. O campo girante percorre um par de pólos (p) a cada ciclo. Assim, como o enrolamento tem pólos ou “p” pares de pólos, a velocidade do campo será: n s
60 f
p
120 f
nº pólos
Exemplo: um motor de 4 pólos em 60 Hz possui uma velocidade síncrona de 1800 rpm.
Rampas: Apresenta os parâmetros referentes ao controle das rampas de operação do motor.
Parâmetro P100 Tempo de aceleração P101 Tempo de desaceleração
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0.1 a 999.0 [ 10.0 ] s 0.1 a 999.0 [ 10.0 ] s
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define o valor para a rampa de aceleração do rolo acionado de 0 ao rpm máximo definido em P134. Parâmetro de configuração. Define o valor para a rampa de desaceleração do rolo acionado do rpm máximo definido em P134 até 0 rpm.
Parâmetros para seleção de comando: Configura os parâmetros de comando do CFW09 para que o mesmo seja controlado pela placa PLC. Define que modo remoto é pela placa PLC e que modo local é pelas teclas da HMI.
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Parâmetro P220 Seleção local / remoto
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a 10 [1 ] -
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define a fonte de origem do comando que irá selecionar entre a situação em modo local e a situação em modo remoto. Configurado valor padrão para “Sempre Remoto”.
P221 Seleção referência de velocidade local
0 a 11 [0] -
Parâmetro de configuração. Define a origem da referência de velocidade quando comando em modo local. Configurado valor padrão para “Teclas”.
P222 Seleção referência de velocidade remoto
0 a 11 [ 11 ] -
Parâmetro de configuração. Define a origem da referência de velocidade quando comando em modo remoto. Configurado valor padrão para “PLC”.
P223 Seleção do sentido de giro local
0 a 11 [2] -
Parâmetro de configuração. Define a origem do sentido de giro do motor quando comando em modo local. Configurado valor padrão para “Teclas Horário”.
P224 Seleção gira / pára local
0a 4 [0] -
Parâmetro de configuração. Define a origem do comando para girar e parar o motor quando comando em modo local. Configurado valor padrão para “Teclas”.
P225 Seleção JOG local
0a 5 [ 1] -
Parâmetro de configuração. Define a origem do comando de JOG na referência de velocidade quando comando em modo local. Configurado valor padrão para “Teclas”.
P226 Seleção do sentido de giro remoto
0 a 11 [ 10 ] -
Parâmetro de configuração. Define a origem do sentido de giro do motor quando comando em modo remoto. Configurado valor padrão para “PLC Horário”.
P227 Seleção gira / pára remoto
0a 4 [4] -
Parâmetro de configuração. Define a origem do comando para girar e parar o motor quando comando em modo remoto. Configurado valor padrão para “PLC”.
P228 Seleção JOG remoto
0a 5 [ 0] -
Parâmetro de configuração. Define a origem do comando de JOG na referência de velocidade quando comando em modo remoto. Configurado valor padrão para “Inativo”.
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G NAAD GU UIA IA D DE EA AP PLLIIC CA AÇÃ ÇÃ O O PA PAR RA AB BO OB BIIN DO OR REESS -- C CF FW W09 0 9 // P PLLC C
NOTA! Para o correto funcionamento da aplicação e do assistente de configuração, é necessário antes parametrizar corretamente o inversor de freqüência CFW09 com a placa PLC, seguindo os passos descritos em seus respectivos manuais. A configuração mostrada acima para os parâmetros da seleção de comando será transferida juntamente com todos os parâmetros de configuração da aplicação através da opção “Valores dos Parâmetros” na transferência do programa no WLP.
4.1.1.1.2 Parâmetros de Configuração das Entradas Analógicas_____ O passo 2 do assistente de configuração relaciona os parâmetros de configuração da conversão e tratamento dos sinais provenientes das entradas analógicas, conforme figura abaixo:
Setpoint de força de tração: Apresenta os parâmetros para conversão e tratamento do sinal analógico destinado a leitura do setpoint de força de tração do material a ser bobinado.
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Parâmetro P851 Fator de escala do setpoint de força
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a 10000 [ 50 ] Kgf
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define a escala do setpoint de força de tração que corresponde aos 100% da entrada analógica.
-320.00 a +320.00 P850 Offset do setpoint [ 0.00 ] de força Kgf
Parâmetro de configuração. Define o valor em Kgf a ser somado ao setpoint de força de tração. Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas de precisão (x.xx) e sem sinal.
P849 Ganho para calibração do setpoint de força
0.100 a 9.900 [ 1.000 ] -
Parâmetro de configuração. Define o valor para ajuste/calibração do setpoint de força de tração. Visualizado na HMI do CFW09 com três casas de precisão (x.xxx).
P819 Setpoint de força via parâmetro (P894)
0 ou 1 [0] bit
Parâmetro de configuração. Em 0 configura o setpoint de força de tração para ser lido por entrada analógica. Em 1 configura o setpoint de força de tração para ser lido pelo parâmetro de monitoração P894.
NOTAGERAL! Os valores dos parâmetros relativos a aplicação (Parâmetros PLC) mostrados na HMI do CFW09 não apresentam sinal e nem o ponto de precisão. Por exemplo, caso o valor de P850 (offset do setpoint de força) seja +2.00%, será mostrado o valor 200 na HMI; caso seja –2.00%, será mostrado 65336 (-200). Velocidade de linha: Apresenta os parâmetros para conversão e tratamento do sinal analógico destinado a leitura da velocidade de linha do material a ser bobinado. Faixa [Ajuste fábrica] Parâmetro Unidade 0 a 10000 P848 Fator de escala [ 100 ] da velocidade de m/min linha P847 Offset da velocidade de linha
-320.00 a +320.00 [ 0.00 ] m/min
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define a escala da velocidade de linha que corresponde aos 100% da entrada analógica. Parâmetro de configuração. Define o valor em metros por minuto (m/min) a ser somado à velocidade de linha. Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas de precisão (x.xx) e sem sinal.
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G NAAD GU UIA IA D DE EA AP PLLIIC CA AÇÃ ÇÃ O O PA PAR RA AB BO OB BIIN DO OR REESS -- C CF FW W09 0 9 // P PLLC C
Parâmetro P846 Ganho para calibração da velocidade de linha P845 Constante de tempo para filtro da velocidade de linha
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0.100 a 9.900 [ 1.000 ] -
1 a 32000 [ 150 ] ms
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define o valor para ajuste/calibração da velocidade de linha. Visualizado na HMI do CFW-09 com três casas de precisão (x.xxx). Parâmetro de configuração. Define o valor para constante de tempo do filtro de 1 a ordem para leitura da velocidade de linha.
Realimentação externa da força de tração (célula de carga): Apresenta os parâmetros para conversão e tratamento do sinal analógico destinado a leitura da realimentação externa da força, aplicada ao material proveniente da célula de carga. Faixa [Ajuste fábrica] Parâmetro Unidade P844 0 a 10000 Fator de escala [ 50 ] da realimentação Kgf da força
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define a escala da força aplicada ao material medida pela célula de carga que corresponde aos 100% da entrada analógica.
P843 Offset da realimentação da força
-320.00 a +320.00 [ 0.00 ] Kgf
Parâmetro de configuração. Define o valor em Kgf a ser somado à realimentação da força aplicada ao material. Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas de precisão (x.xx) e sem sinal.
P842 Ganho para calibração da realimentação da força
0.100 a 9.900 [ 1.000 ] -
Parâmetro de configuração. Define o valor para ajuste/calibração da realimentação da força aplicada ao material. Visualizado na HMI do CFW09 com três casas de precisão (x.xxx).
1 a 32000 [ 150 ] ms
Parâmetro de configuração Define o valor para constante de tempo do filtro de 1 a ordem para leitura da realimentação da força aplicada ao material.
P841 Constante de tempo para filtro da realimentação da força
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G GU UIA IA D DE EA AP PLLIIC CA AÇÃ ÇÃ O O PA PAR RA AB BO OB BIN INA AD DO OR RE ES S -- C CFFW W0099 // P PLLC C
NOTA! Conforme se observa no blocodiagrama de controle, as entradas analógicas do aplicativo para bobinador tangencial já estão pré-configuradas; isto não impede que seja alterada sua função de leitura, devendo somente ser alterado o parâmetro “In” do bloco macro “ANALOG_I” do aplicativo criado. No descritivo deste bloco macro consta o blocodiagrama de como os parâmetros fator de escala, offset e ganho são utilizados para fazer a conversão do sinal da entrada analógica.
4.1.1.1.3 Parâmetros de Configuração das Características do Bobinador___________________________________________ O passo 3 do assistente de configuração relaciona os parâmetros de configuração de características mecânicas e outras pertinentes ao ajuste de velocidade do bobinador em si, conforme figura abaixo:
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G IIA Ç N 0099 // PPLLC GU UIA IA AD DEE AAPPLLIIC CAAÇÃ ÇÃÃ O ÇÃ OP PA AR RA AB BO OB BIINA NAAD DO OR REESS -- C CF FW W09 C
Características do bobinador: Apresenta os parâmetros relacionados às características mecânicas e outras pertinentes ao ajus ajuste te de velo veloci cida dade de do bobi bobina nado dorr.
Parâmetro P840 Diâmetro do rolo ac acionado
Faixa [Ajust [Ajustee fábrica] fábrica] Unidade 1 a 10000 [ 30 300 ] mm
Descrição / Observações Parâmetro Parâmetro de configur configuração ação.. Define o valor do diâmetro do rolo acionado pelo motor.
P839 Relação da da redução
0.01 a 320.00 [ 10 10.00 ] -
Parâmetro Parâmetro de configur configuração ação.. Entrada do valor da relação da redução existente entr entre e o eixo eixo do moto motorr e o eixo eixo do rolo rolo aci acion onad ado, o, resrespeit peitan ando do semp sempre re a rela relaçã ção o de 1:x, 1:x, onde onde x é a rela relaçã ção o da reduçã redução. o. Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas de precisão precisão (x.xx) (x.xx)
P838 Ganho pa para calibração da velocidade do motor
0.100 a 9.900 [ 1. 1.000 ] -
Parâmetro Parâmetro de configur configuração ação.. Define o valor para ajuste/calibração da velocidade do motor (rpm) conforme conforme a velocidade velocidade de linha em m/min. Visualizado na HMI do CFW09 com três casas de precisão (x.xxx). (x.xxx).
P837 Ganho pa para saturação da velocidade de linha
0.100 a 9.900 [ 1. 1.000 ] -
Parâmetro Parâmetro de configur configuração ação.. Defi Define ne um valor alor de ganh ganho o a veloc elocid idad ade e do moto motorr dedefini finida da pela pela velo veloci cida dade de de linh linha a em m/min m/min,, prop propor orci cioonand nando o ao rolo rolo acio aciona nado do ter uma uma velo veloci cida dade de tang tangen enci cial al em m/mi m/min n maio maiorr ou meno menorr que que a velo veloci cida dade de de linh linha. a. Visualizado na HMI do CFW09 com três casas de precisão (x.xxx). (x.xxx).
NOTA! Confo Conforme rme se obse observ rva a no bloc blocod odia iagr grama ama de contr control ole, e, as entra entrada dass digita digitais is do aplic aplicat ativ ivo o para bobinador tangencial já estão pré-configuradas. As entradas digitais DI101 e DI10 DI102, 2, que que se loca localilizzam na plac placa a de cont contro role le do CFW09 CFW09,, foram foram dest destin inad adas as à habi habililita ta-ção ção do bobi bobina namen mento to e à defin definiç ição ão do sent sentid ido o de giro giro do motor motor,, resp respec ectitiva vame mente nte..
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G IIA Ç GU UIA IA AD DEE AAPPLLIIC CAAÇÃ ÇÃÃ O ÇÃ OP PA AR RA AB BO OB BIIN NA AD DO OR RE ES S -- C CFFW W0099 // P PLLC C
4.1.1.1.4 Parâmetros para Função Taper________________________ O passo 4 do assistente de configuração relaciona os parâmetros de configuração e oper operaç ação ão da funçã função o tape taperr e cons conseq eqüe üent nte e esti estima maçã ção o do diâm diâmetr etro o da bobi bobina na,, confo conform rme e figur figura a abaixo:
Parâmetro P818 Ativa taper e estimação de diâmetro
P817 Habilita se sensor externo de presen presença ça de material material (DI104) (DI104)
Faixa [Ajust [Ajustee fábrica] fábrica] Unidade 0 ou 1 [0] bit
0 ou 1 [0 ] bit
Descrição / Observações Parâmetro Parâmetro de configur configuração ação.. Em 0 desa desabi bililita ta funç função ão tape taperr e esti estima maçã ção o de diâm diâmeetro. Em 1 ativa ou habilita a lógica para estimação de diâmetro da bobina através do comprimento e espess pessur ura a do mater materia iall e cons conseq eqüe üente nte apli aplica caçã ção o da funfunção ção taper taper para para bobina bobinamen mento. to. Parâmetro Parâmetro de configur configuração ação.. Func Funcion iona a soment somente e se parâme parâmetr tro o P818 P818 estiv estiver er habili habili-tado tado (em (em 1). 1). Em 0 a presença de material é detectada por uma lógica lógica implementa implementada da no aplicativ aplicativo. o. Em 1 a presença de material é detectada por um senso sensorr externo externo alocad alocado o na entrad entrada a digita digitall DI104. DI104. 23 23
G IIA Ç N 0099 // PPLLC GU UIA IA AD DEE AAPPLLIIC CAAÇÃ ÇÃÃ O ÇÃ OP PA AR RA AB BO OB BIINA NAAD DO OR REESS -- C CF FW W09 C
Função taper para bobinamento: Apresenta Apresenta os parâmetros parâmetros relacionados relacionados à aplicação aplicação da função taper conforme conforme o diâmetro diâmetro estima estimado do do materi material al bobina bobinado. do. Faixa [Ajust [Ajustee fábrica] fábrica] Parâmetro Unidade Descrição / Observações 0 a 70 P879 Parâme Parâmetro tro de operaç operação. ão. Setpoint pa para [ 20 20 ] Define o setpoint para a função taper, onde reprefunção taper % sent senta a o perc percen entu tual al de decr decrés ésci cimo mo do setp setpoi oint nt de forforça quando quando o diâmetro da bobina bobina for o diâmetro final final (P877). O valor resultante deste decréscimo é aplicado cado como como setp setpoi oint nt de força força de bobi bobina name ment nto. o. P878 0 a 10000 Parâme Parâmetro tro de operaç operação. ão. Diâmetro inicial [ 150 ] Defin Define e o valo valorr do diâme diâmetro tro inici inicial al para para o funci funcion oname amennmm to da funç função ão tape taperr para para o setp setpoi oint nt de forç força a de traç tração ão.. Caso Caso o diâm diâmet etro ro da bobi bobina na seja seja meno menorr, não não é apli aplica ca-do decréscimo do valor do setpoint de força de tração ção do mate materi rial al.. P877 Diâmetro fi f inal
0 a 10000 [ 400 ] mm
Parâme Parâmetro tro de operaç operação. ão. Defi Define ne o valo valorr do diâm diâmet etro ro fina finall para para o func funcio iona name mennto da funç função ão tape taperr para para o setp setpoi oint nt de forç força a de traç tração ão.. Caso o diâmetro da bobina seja maior, o valor de decréscimo do setpoint de força de tração do material permanecerá com o valor máximo definido em P879.
Estimação do diâmetro: Apresenta os parâmetros relacionados à estimação do diâmetro da bobina conforme compri comprimen mento to e espes espessur sura a do materi material. al. Faixa [Ajust [Ajustee fábrica] fábrica] Parâmetro Unidade Descrição / Observações 0 a 10000 P876 Parâme Parâmetro tro de operaç operação. ão. Diâmetro [ 100 ] Define o valor do diâmetro mínimo ou diâmetro do mínimo da d a bobina mm tubete onde o material será bobinado. Será o valor carregado a cada troca de bobina detectada pela entrad entrada a digita digitall DI103. DI103. P875 Diâmetro para reset
0 a 10000 [ 100 ] mm
Parâme Parâmetro tro de operaç operação. ão. Defi Define ne o valo valorr do diâm diâmet etro ro que que será será trans transfer ferid ido o quan quan-do for for efet efetua uado do o coma comand ndo o para para rese reseta tarr o valor alor atua atuall do diâm diâmet etro ro que que está está send sendo o bobi bobina nado do atra atravé véss da enentrad trada a digi digita tall DI10 DI105. 5. Quan Quando do for for efetu efetuad ado o este este coma comanndo, do, o valor alor do comp compri rime ment nto o do mate materi rial al será será calc calcul ulaado conforme o diâmetro de reset e a espessura do material.
P874 Espessura do do material
0 a 32000 [ 40 40 ] mm
Parâme Parâmetro tro de operaç operação. ão. Define o valor valor da espessura espessura do materia materiall para a estiestimação do diâmetro da bobina.
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NOTA! Conforme se observa no blocodiagrama de controle, as entradas digitais do aplicativo para bobinador tangencial já estão pré-configuradas. As entradas digitais DI103, DI104 e DI105, que se localizam na placa de controle do CFW09, foram destinadas à troca de bobina, sensor externo de presença de material e comando para reset do diâmetro, respectivamente.
4.1.1.1.5 Parâmetros de Configuração para Ajuste do PID_________ O passo 5 do assistente de configuração relaciona os parâmetros de configuração para ajuste do controlador PID do controle da força de tração do material, conforme figura abaixo:
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G NAAD GU UIA IA D DE EA AP PLLIIC CA AÇÃ ÇÃ O O PA PAR RA AB BO OB BIIN DO OR REESS -- C CF FW W09 0 9 // P PLLC C
Na primeira vez que o assistente de configuração é utilizado, antes da chamada do passo 5, é apresentado uma janela onde se deve escolher a característica do material bobinado, definindo assim, um conjunto de valores de ganhos para o PID de controle, conforme abaixo:
Foram implementados três conjuntos de valores para o controle PID, sendo: Sensível: material plástico bem sensível a estiramento (Ex: embalagem plástica); Intermediário: material plástico pouco sensível a estiramento (Ex: rótulo sleeve (PVC)); Resistente: material plástico resistente a estiramento (Ex: chapa). Esta janela também é acessada pelo botão “Restaurar Padrões”.
Ganhos para PID: Apresenta os parâmetros relacionados aos ganhos de ajuste do controlador PID para o controle da força de tração do material.
Parâmetro P859 Ganho proporcional
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0.001 a 32.000 [-] -
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define o valor do ganho proporcional do PID para controle da força de tração do material. Visualizado na HMI do CFW09 com três casas de precisão (x.xxx).
P858 Ganho integral
0.01 a 320.00 [-] -
Parâmetro de configuração. Define o valor do ganho integral do PID para controle da força de tração do material. Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas de precisão (x.xx).
P857 Ganho derivativo
0.001 a 32.000 [-] -
Parâmetro de configuração. Define o valor do ganho derivativo do PID para controle da força de tração do material. Visualizado na HMI do CFW09 com três casas de precisão (x.xxx).
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Limites da ação de controle do PID Apresenta os parâmetros relacionados à limitação da ação de controle do PID.
Parâmetro P856 Limite positivo P855 Limite negativo
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0.00 a 100.00 [- ] % 0.00 a 100.00 [- ] %
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define o valor para o limite positivo de ação do PID. Parâmetro de configuração. Define o valor para o limite negativo de ação do PID. O valor do sinal negativo é inserido internamente na lógica do aplicativo.
Configuração do PID: Apresenta o parâmetro referente a configuração do tempo de amostragem do bloco de controle PID do cartão PLC.
Parâmetro P766 Tempo de amostragem do PID
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a 10000 [9] x 1.2 ms
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define o tempo ou período de amostragem dos blocos PID em passos de 1.2 ms. O valor do período de amostragem deve ser escolhido conforme a resposta do sistema e deve ser sempre maior que o ciclo de scan da placa PLC (P751). Exemplo: P766 igual a 9, significa que o “sample time” do PID será 10.8 ms.
4.1.1.1.6 Conclusão do Assistente de Configuração e Transferência do Programa______________________________________ Após ser configurado o passo 5 do assistente de configuração, é necessário concluí-lo, pois caso isto não seja feito, os valores alterados não serão salvos. Para isto, basta clicar no botão “Concluir”. Feito isto será aberto à janela para transferir o programa do usuário, o texto dos parâmetros do usuário e os valores dos parâmetros. Detalhes deste passo estão descritos no capítulo 5 deste guia de aplicação.
4.1.1.1.7 Outros Parâmetros_________________________________ Existem outros parâmetros PLC de uso no aplicativo desenvolvido para bobinador tangencial com realimentação de força por célula de carga.
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Parâmetro P895 Velocidade de linha
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a 10000 [-] m/min
Descrição / Observações Parâmetro de monitoração. Mostra o valor da velocidade de linha conforme valor convertido e lido pela entrada analógica.
P894 Setpoint de força
0.0 a 1000.0 [- ] Kgf
Parâmetro de monitoração/operação. Com P819 desabilitado (em 0), mostra o valor ajustado para o setpoint de força de tração proveniente da entrada analógica. Com P819 habilitado (em 1) serve com entrada do valor do setpoint de força de tração. Visualizado na HMI do CFW09 com uma casa de precisão (x.x).
P893 Setpoint de força após função taper
0.0 a 1000.0 [-] Kgf
Parâmetro de monitoração. Mostra o setpoint de força de tração após a aplicação da função taper. Caso a função taper esteja desabilitada, será repetido o valor do P894. Visualizado na HMI do CFW09 com uma casa de precisão (x.x).
P892 Realimentação da força de tração do material
0.0 a 1000.0 [- ] Kgf
Parâmetro de monitoração. Mostra o valor da força de tração do material lido pela célula de carga. Visualizado na HMI do CFW09 com uma casa de precisão (x.x).
P891 Diâmetro da bobina
0 a 10000 [-] mm
Parâmetro de monitoração. Mostra o valor atual do diâmetro estimado da bobina.
P890 Comprimento
0 a 65000 [-] m
Parâmetro de monitoração. Mostra o comprimento atual do material bobinado servindo para o cálculo estimado do diâmetro da bobina.
0 ou 1 [0] bit
Parâmetro de manutenção. Em 0 modo manutenção está desabilitado. Em 1 habilita modo manutenção para a lógica de funcionamento do bobinador. Serve para que possa ser feita a calibração de velocidade do rolo acionado. Desabilita a atuação do PID de controle e permite a entrada de valor da velocidade de linha em m/min através do parâmetro P804.
0 a 10000 [-] m/min
Parâmetro de manutenção. Define o valor do setpoint da velocidade de linha do material a ser bobinado,quando em modo manutenção.
P805 Modo manutenção
P804 Setpoint de velocidade de linha em modo manutenção 28 28
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4.1.1.2 Realimentação de Força por Balancim____________________ Selecionando o tipo de controle “Realimentação de força por balancim”, clique em “Concluir” para finalizar o assistente de criação. Após este comando, será carregado o aplicativo para bobinamento tangencial de material plástico com realimentação de força por balancim; o mesmo será renomeado conforme definido na caixa de diálogo “Aplicação”, iniciando assim, o assistente de configuração, onde será definido os valores dos parâmetros de configuração da aplicação. Em um bobinador tangencial ou por encosto, a bobina é posicionada encostando-a num rolo de diâmetro constante e por atrito entre os dois é feito o controle de tensão de bobinamento. A estratégia de controle é baseada no sincronismo da velocidade de linha do rolo puxador com a velocidade tangencial do rolo acionado pelo inversor mais, o controle da força de tracionamento feito através de um controlador PID que incrementa ou decrementa a velocidade do rolo bobinador. Este controlador PID é realimentado externamente por um balancim. Abaixo o blocodiagrama de controle para este tipo de bobinador: VELOCIDADE DE LINHA AI102 P848 P847
P804
(1) (0)
ANALOG
P805
FILTER INPUT
P846
P840 P839
P845
M/MIN
DI101
X
TO RPM
+
P837
P838
DI102 P100 P101
SETPOINT DE FORÇA
DI104 Lógica interna
P817 P876 P875 P874
AI101 P851
ANALOG
P850
INPUT
DI103 P894
P849
(1) (0)
DI105
P134 P859
DIAMETER
P767
P858
LENGTH
P879
PARÂMETROS DE CONFIGURAÇÃO
P857
TAPER
P878
P856
PID
P877
P855
ACADEMIC
(1)
P819
(0)
P818 P766
REALIMENTAÇ O DE FORÇA AI1 P844
ANALOG
P843
INPUT
P842 ENTRADAS DIGITAIS
REFERENCE
P133
(1) (0)
SPEED
FILTER P841 ENTRADASANALÓGICAS
DI101 - Habilita bobinador AI1 - Realim entação de força DI102 - Sentido de giro AI101 - Setpoint de força DI103 - Troca de bobina AI102 - Velocidade d e linha DI104 - Sensor de presença DI105 - Reset diâmetro
PARÂMETROS DEOPERAÇÃO P894 - Setpoint de força P879 - Taper - Setpoint P878 - Taper - Diâmetro inicial P877 - Taper - Diâmetro final P876 - Diâmetro mínimo da bobina P875 - Diâmetro para reset P874 - Espessura do material
PARÂMETROS DE CONFIGURAÇÃO CFW09 / PLC P100 -Tempo de aceleração P101 - Tempo de desaceleração P133 - Referência de velocidade mínima P134 -R eferência de velocidade máxima P766 -Tempo de amos tragem do PID P767 -Velocidade s íncrona do motor
P859 - PID - Ganho proporcional P858 - PID - Ganho integral P857 - PID - Ganho derivativo P856 - PID - Limite positivo P855 - PID - Limite negativo P851 - Fator de escala do setpoint de força P850 - Offset do setpoint de força P849 - Ganho para calibração do setpoint de força P848 - Fator de escala da velocidade de linha P847 - Offset da velocidade de linha P846 - Ganho para calibração da velocidade de linha P845 - Constante de tempo para filtro da velocidade de linha P844 - Fator de escala da realimentação da força P843 - Offset da realimentação da força P842 - Ganho para calibração da realimentação da força P841 - Constante de tempo para filtro da realimentação da força P840 - Diâmetro do rolo acionado P839 - Relação da redução P838 - Ganho para calibração da velocidade do motor P837 - Ganho para saturação da velocidade de linha P819 - Ativa setpoint de força via parâmetro (P894) P818 - Ativa taper e estimação de diâmetro P817 - Habilita sensor externo de presença de material (DI104) P805 - Habilita funcionamento em modo manutenção P804 - Setpoint de velocidade de linha em modo manutenção
Conforme o blocodiagrama acima, a seguir é mostrado um diagrama das conexões de sinal e controle no cartão eletrônico de controle CC9 e no cartão PLC2 que são usados para o bobinador tangencial com realimentação de força por balancim.
29 29
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Cartão Eletrônico de Controle CC9:
CW 5k
CCW
Conector XC1 1 DI101 2 DI102 3 DI103 4 DI104 5 DI105 6 DI106 7 COM 8 COM 9 24Vcc 10 DGND 11 + REF 12 + AI101 13 - AI101 14 - REF 15 + AI102 16 - AI102
Função no bobinador tangencial Habilita bobinador Sentido de giro Troca de bobina Sensor de presença de material Reset de diâmetro Não usado Ponto comum das entradas digitais Ponto comum das entradas digitais Alimentação para as entradas digitais Referência 0V da fonte 24 Vcc Referência positiva para potenciômetro do Setpoint de Força Entrada Analógica para Setpoint de Força Referência negativa para potenciômetro do Setpoint de Força Entrada Analógica para Velocidade de linha
Cartão PLC2: Conector XC22 Função no bobinador tangencial 24 - AI1 Entrada Analógica para Realimentação de Força 25 + AI1
4.1.1.2.1 Parâmetros de Configuração da Velocidade do Motor______ O passo 1 do assistente de configuração relaciona os parâmetros de configuração da velocidade do motor, conforme figura abaixo:
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Velocidade do motor: Apresenta os parâmetros referentes ao controle da velocidade de operação do motor.
Parâmetro P133 Referência de velocidade mínima
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a (P134-1) [0] rpm
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define o mínimo valor de referência de velocidade para o motor quando o inversor é habilitado.
P134 Referência de velocidade máxima
(P133+1) a (3.4xP402) [ 1800 ] rpm
Parâmetro de configuração. Define o máximo valor de referência de velocidade para o motor quando o inversor é habilitado.
P767 Velocidade síncrona do motor
0 a 10000 [ 1800 ] rpm
Parâmetro de configuração. Velocidade síncrona do motor é definida pela velocidade de rotação do campo girante, a qual depende do número de pólos (2p) do motor e da freqüência (f) da rede, em hertz. Os enrolamentos podem ser construídos com um ou mais pares de pólos, que se distribuem alternadamente (um “norte” e um “sul”) ao longo da periferia do núcleo magnético. O campo girante percorre um par de pólos (p) a cada ciclo. Assim, como o enrolamento tem pólos ou “p” pares de pólos, a velocidade do campo será: n s
60 f
p
120 f
n º pólos
Exemplo: um motor de 4 pólos em 60 Hz possui uma velocidade síncrona de 1800 rpm.
Rampas: Apresenta os parâmetros referentes ao controle das rampas de operação do motor.
Parâmetro P100 Tempo de aceleração P101 Tempo de desaceleração
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0.1 a 999.0 [ 10.0 ] s 0.1 a 999.0 [ 10.0 ] s
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define o valor para a rampa de aceleração do rolo acionado de 0 ao rpm máximo definido em P134. Parâmetro de configuração. Define o valor para a rampa de desaceleração do rolo acionado do rpm máximo definido em P134 até 0 rpm.
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Parâmetros para seleção de comando: Configura os parâmetros de comando do CFW09 para que o mesmo seja controlado pela placa PLC. Define que modo remoto é pela placa PLC e que modo local é pelas teclas da HMI.
Parâmetro P220 Seleção local / remoto
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a 10 [1 ] -
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define a fonte de origem do comando que irá selecionar entre a situaçãoem modo local e a situação em modo remoto. Configurado valor padrão para “Sempre Remoto”.
P221 Seleção referência de velocidade local
0 a 11 [0] -
Parâmetro de configuração. Define a origem da referência de velocidade quando comando em modo local. Configurado valor padrão para “Teclas”.
P222 Seleção referência de velocidade remoto
0 a 11 [ 11 ] -
Parâmetro de configuração. Define a origem da referência de velocidade quando comando em modo remoto. Configurado valor padrão para “PLC”.
P223 Seleção do sentido de giro local
0 a 11 [2] -
Parâmetro de configuração. Define a origem do sentido de giro do motor quando comando em modo local. Configurado valor padrão para “Teclas Horário”.
P224 Seleção gira / pára local
0a 4 [0] -
Parâmetro de configuração. Define a origem do comando para girar e parar o motor quando comando em modo local. Configurado valor padrão para “Teclas”.
P225 Seleção JOG local
0a 5 [1] -
Parâmetro de configuração. Define a origem do comando de JOG na referência de velocidade quando comando em modo local. Configurado valor padrão para “Teclas”.
P226 Seleção do sentido de giro remoto
0 a 11 [ 10 ] -
Parâmetro de configuração. Define a origem do sentido de giro do motor quando comando em modo remoto. Configurado valor padrão para “PLC Horário”.
P227 Seleção gira / pára remoto
0a 4 [4] -
Parâmetro de configuração. Define a origem do comando para girar e parar o motor quando comando em modo remoto. Configurado valor padrão para “PLC”.
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Parâmetro P228 Seleção JOG remoto
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0a 5 [0] -
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define a origem do comando de JOG na referência de velocidade quando comando em modo remoto. Configurado valor padrão para “Inativo”.
NOTA! Para o correto funcionamento da aplicação e do assistente de configuração, é necessário antes parametrizar corretamente o inversor de freqüência CFW09 com a placa PLC, seguindo os passos descritos em seus respectivos manuais. A configuração mostrada acima para os parâmetros da seleção de comando será transferida juntamente com todos os parâmetros de configuração da aplicação através da opção “Valores dos Parâmetros” na transferência do programa no WLP.
4.1.1.2.2 Parâmetros de Configuração das Entradas Analógicas_____ O passo 2 do assistente de configuração relaciona os parâmetros de configuração da conversão e tratamento dos sinais provenientes das entradas analógicas, conforme figura abaixo:
33 33
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Setpoint de força de tração: Apresenta os parâmetros para conversão e tratamento do sinal analógico destinado a leitura do setpoint de força de tração do material a ser bobinado.
Parâmetro P851 Fator de escala do setpoint de força
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a 10000 [ 100 ] %
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define a escala do setpoint de força de tração que corresponde aos 100% da entrada analógica.
-100.00 a +100.00 P850 Offset do setpoint [ 0.00 ] de força %
Parâmetro de configuração. Define o valor em percentual a ser somado aosetpoint de força de tração. Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas de precisão (x.xx) e sem sinal.
P849 Ganho para calibração do setpoint de força
0.100 a 9.900 [ 1.000 ] -
Parâmetro de configuração. Define o valor para ajuste/calibração do setpoint de força de tração. Visualizado na HMI do CFW09 com três casas de precisão (x.xxx).
P819 Setpoint de força via parâmetro (P894)
0 ou 1 [0] bit
Parâmetro de configuração. Em 0 configura o setpoint de força de tração para ser lido por entrada analógica. Em 1 configura o setpoint de força de tração para ser lido pelo parâmetro de monitoração P894.
NOTAGERAL! Os valores dos parâmetros relativos a aplicação (Parâmetros PLC) mostrados na HMI do CFW09 não apresentam sinal e nem o ponto de precisão. Por exemplo, caso o valor de P850 (offset do setpoint de força) seja +2.00%, será mostrado o valor 200 na HMI; caso seja –2.00%, será mostrado 65336 (-200).
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Velocidade de linha: Apresenta os parâmetros para conversão e tratamento do sinal analógico destinado a leitura da velocidade de linha do material a ser bobinado.
Parâmetro P848 Fator de escala da velocidade de linha
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a 10000 [ 100 ] m/min
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define a escala da velocidade de linha que corresponde aos 100% da entrada analógica.
P847 Offset da velocidade de linha
-320.00 a +320.00 [ 0.00 ] m/min
Parâmetro de configuração. Define o valor em metros por minuto (m/min) a ser somado à velocidade de linha. Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas de precisão (x.xx) e sem sinal.
P846 Ganho para calibração da velocidade de linha
0.100 a 9.900 [ 1.000 ] -
Parâmetro de configuração. Define o valor para ajuste/calibração da velocidade de linha. Visualizado na HMI do CFW09 com três casas de precisão (x.xxx).
1 a 32000 [ 150 ] ms
Parâmetro de configuração. Define o valor para constante de tempo do filtro de 1 a ordem para leitura da velocidade de linha.
P845 Constante de tempo para filtro da velocidade de linha
Realimentação externa da força de tração (balancim): Apresenta os parâmetros para conversão e tratamento do sinal analógico destinado a leitura da realimentação externa da força aplicada ao material proveniente do balancim. Faixa [Ajuste fábrica] Parâmetro Unidade 0 a 10000 P844 Fator de escala [ 100 ] da realimentação % da força P843 Offset da realimentação da força
-100.00 a +100.00 [ 0.00 ] %
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define a escala da força aplicada ao material medida pelo balancim que corresponde aos 100% da entrada analógica. Parâmetro de configuração. Define o valor em percentual a ser somado à realimentação da força aplicada ao material. Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas de precisão (x.xx) e sem sinal.
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Parâmetro P842 Ganho para calibração da realimentação da força P841 Constante de tempo para filtro da realimentação da força
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0.100 a 9.900 [ 1.000 ] -
1 a 32000 [ 150 ] ms
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define o valor para ajuste/calibração da realimentação da força aplicada ao material. Visualizado na HMI do CFW09 com três casas de precisão (x.xxx). Parâmetro de configuração Define o valor para constante de tempo do filtro de 1 a ordem para leitura da realimentação da força aplicada ao material.
NOTA! Conforme se observa no blocodiagrama de controle, as entradas analógicas do aplicativo para bobinador tangencial já estão pré-configuradas; isto não impede que seja alterada sua função de leitura, devendo somente ser alterado o parâmetro “In” do bloco macro “ANALOG_I” do aplicativo criado. No descritivo deste bloco macro consta o blocodiagrama de como os parâmetros fator de escala, offset e ganho são utilizados para fazer a conversão do sinal da entrada analógica.
4.1.1.2.3 Parâmetros de Configuração das Características do Bobinador___________________________________________ O passo 3 do assistente de configuração relaciona os parâmetros de configuração de características mecânicas e outras pertinentes ao ajuste de velocidade do bobinador em si, conforme figura abaixo:
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Características do bobinador: Apresenta os parâmetros relacionados às características mecânicas e outras pertinentes ao ajuste de velocidade do bobinador.
Parâmetro P840 Diâmetro do rolo acionado
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 1 a 10000 [ 300 ] mm
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define o valor do diâmetro do rolo acionado pelo motor.
P839 Relação da redução
0.01 a 320.00 [ 10.00 ] -
Parâmetro de configuração. Entrada do valor da relação da redução existente entre o eixo do motor e o eixo do rolo acionado, respeitando sempre a relação de 1:x, onde x é a relação da redução. Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas de precisão (x.xx).
P838 Ganho para calibração da velocidade do motor
0.100 a 9.900 [ 1.000 ] -
Parâmetro de configuração. Define o valor para ajuste/calibração da velocidade do motor (rpm) conforme a velocidade de linha em m/min. Visualizado na HMI do CFW09 com três casas de precisão (x.xxx).
P837 Ganho para saturação da velocidade de linha
0.100 a 9.900 [ 1.000 ] -
Parâmetro de configuração. Define um valor de ganho à velocidade do motor definida pela velocidade de linha em m/min., proporcionando ao rolo acionado ter uma velocidade tangencial em m/min maior ou menor que a velocidade de linha. Visualizado na HMI do CFW09 com três casas de precisão (x.xxx).
NOTA! Conforme se observa no blocodiagrama de controle, as entradas digitais do aplicativo para bobinador tangencial já estão pré-configuradas. As entradas digitais DI101 e DI102, que se localizam na placa de controle do CFW09, foram destinadas à habilitação do bobinamento e à definição do sentido de giro do motor, respectivamente.
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4.1.1.2.4 Parâmetros para Função Taper________________________ O passo 4 do assistente de configuração relaciona os parâmetros de configuração e operação da função taper e conseqüente estimação do diâmetro da bobina, conforme figura abaixo:
Parâmetro P818 Ativa taper e estimação de diâmetro
P817 Habilita sensor externo de presença de material (DI104)
38 38
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 ou 1 [0] bit
0 ou 1 [0] bit
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Em 0 desabilita função taper e estimação de diâmetro. Em 1 ativa ou habilita a lógica para estimação de diâmetro da bobina através do comprimento e espessura do material e conseqüente aplicação da função taper para bobinamento. Parâmetro de configuração. Funciona somente se parâmetro P818 estiver habilitado (em 1). Em 0 a presença de material é detectada por uma lógica implementada no aplicativo. Em 1 a presença de material é detectada por um sensor externo alocado na entrada digital DI104.
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Função taper para bobinamento: Apresenta os parâmetros relacionados à aplicação da função taper conforme o diâmetro estimado do material bobinado. Faixa [Ajuste fábrica] Parâmetro Unidade Descrição / Observações 0 a 70 Parâmetro de operação. P879 Setpoint para [ 20 ] Define o setpoint para a função taper, onde reprefunção taper % senta o percentual de decréscimo do setpoint de força quando o diâmetro da bobina for o diâmetro final (P877). O valor resultante deste decréscimo é aplicado como setpoint de força de bobinamento. 0 a 10000 P878 Parâmetro de operação. Diâmetro inicial [ 150 ] Define o valor do diâmetro inicial para o funcionamm mento da função taper para o setpoint de força de tração. Caso o diâmetro da bobina seja menor, não é aplicado decréscimo do valor do setpoint de força de tração do material. P877 Diâmetro final
0 a 10000 [ 400 ] mm
Parâmetro de operação. Define o valor do diâmetro final para o funcionamento da função taper para o setpoint de força de tração. Caso o diâmetro da bobina seja maior, o valor de decréscimo do setpoint de força de tração do material permanecerá com o valor máximo definido em P879.
Estimação do diâmetro: Apresenta os parâmetros relacionados à estimação do diâmetro da bobina conforme comprimento e espessura do material.
Parâmetro P876 Diâmetro mínimo da bobina
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a 10000 [ 100 ] mm
Descrição / Observações Parâmetro de operação. Define o valor do diâmetro mínimo ou diâmetro do tubete onde o material será bobinado. Será o valor carregado a cada troca de bobina detectada pela entrada digital DI103.
P875 Diâmetro para reset
0 a 10000 [ 100 ] mm
Parâmetro de operação. Define o valor do diâmetro que será transferido quando for efetuado o comando para resetar o valor atual do diâmetro que está sendo bobinado através da entrada digital DI105. Quando for efetuado este comando, o valor do comprimento do material será calculado conforme o diâmetro de reset e a espessura do material.
P874 Espessura do material
0 a 32000 [ 40 ] um
Parâmetro de operação. Define o valor da espessura do material para a estimação do diâmetro da bobina. 39 39
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NOTA! Conforme se observa no blocodiagrama de controle, as entradas digitais do aplicativo para bobinador tangencial já estão pré-configuradas.As entradas digitais DI103, DI104 e DI105, que se localizam na placa de controle do CFW09, foram destinadas à troca de bobina, sensor externo de presença de material e comando para reset do diâmetro, respectivamente.
4.1.1.2.5 Parâmetros de Configuração para Ajuste do PID___________ O passo 5 do assistente de configuração relaciona os parâmetros de configuração para ajuste do controlador PID do controle da força de tração do material, conforme figura abaixo:
Na primeira vez que o assistente de configuração é utilizado, antes da chamada do passo 5, é apresentado uma janela onde se deve escolher a característica do material bobinado, definindo assim, um conjunto de valores de ganhos para o PID de controle, conforme abaixo:
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Foram implementados três conjuntos de valores para o controle PID, sendo: Sensível: material plástico bem sensível a estiramento (Ex: embalagem plástica); Intermediário: material plástico pouco sensível a estiramento (Ex: rótulo sleeve (PVC)); Resistente: material plástico resistente a estiramento (Ex: chapa). Esta janela também é acessada pelo botão “Restaurar Padrões”.
Ganhos para PID: Apresenta os parâmetros relacionados aos ganhos de ajuste do controlador PID para o controle da força de tração do material.
Parâmetro P859 Ganho proporcional
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0.001 a 32.000 [-] -
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define o valor do ganho proporcional do PID para controle da força de tração do material. Visualizado na HMI do CFW09 com três casas de precisão (x.xxx).
P858 Ganho integral
0.01 a 320.00 [-] -
Parâmetro de configuração. Define o valor do ganho integral do PID para controle da força de tração do material. Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas de precisão (x.xx).
P857 Ganho derivativo
0.001 a 32.000 [-] -
Parâmetro de configuração. Define o valor do ganho derivativo do PID para controle da força de tração do material. Visualizado na HMI do CFW09 com três casas de precisão (x.xxx).
Limites da ação de controle do PID: Apresenta os parâmetros relacionados à limitação da ação de controle do PID.
Parâmetro P856 Limite positivo P855 Limite negativo
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0.00 a 100.00 [- ] % 0.00 a 100.00 [- ] %
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define o valor para o limite positivo de ação do PID. Parâmetro de configuração. Define o valor para o limite negativo de ação do PID. O valor do sinal negativo é inserido internamente na lógica do aplicativo.
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Configuração do PID: Apresenta o parâmetro referente a configuração do tempo de amostragem do bloco de controle PID do cartão PLC.
Parâmetro P766 Tempo de amostragem do PID
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a 10000 [9] x1.2 ms
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define o tempo ou período de amostragem dos blocos PID em passos de 1.2 ms. O valor do período de amostragem deve ser escolhido conforme a resposta do sistema e deve ser sempre maior que o ciclo de scan da placa PLC (P751). Exemplo: P766 igual a 9, significa que o “sample time” do PID será 10.8 ms.
4.1.1.2.6 Conclusão do Assistente de Configuração e Transferência do Programa_________________________________________ Após ser configurado o passo 5 do assistente de configuração, é necessário concluí-lo, pois caso isto não seja feito, os valores alterados não serão salvos. Para isto, basta clicar no botão “Concluir”. Feito isto será aberto à janela para transferir o programa do usuário, o texto dos parâmetros do usuário e os valores dos parâmetros. Detalhes deste passo estão descritos no capítulo 5 deste guia de aplicação.
4.1.1.2.7 Outros Parâmetros___________________________________ Existem outros parâmetros PLC de uso no aplicativo desenvolvido para bobinador tangencial com realimentação de força por balancim.
Parâmetro P895 Velocidade de linha P894 Setpoint de força
42 42
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a 10000 [-] m/min 0.0 a 1000.0 [- ] %
Descrição / Observações Parâmetro de monitoração. Mostra o valor da velocidade de linha conforme valor convertido e lido pela entrada analógica. Parâmetro de monitoração/operação. Com P819 desabilitado (em 0), mostra o valor ajustado para o setpoint de força de tração proveniente da entrada analógica. Com P819 habilitado (em 1) serve com entrada do valor do setpoint de força de tração. Visualizado na HMI do CFW09 com uma casa de precisão (x.x).
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Faixa [Ajuste fábrica] Parâmetro Unidade P893 0.0 a 1000.0 Setpoint de força [ -] após função taper %
P892 Realimentação da força de tração do material
Descrição / Observações Parâmetro de monitoração. Mostra o setpoint de força de tração após a aplicação da função taper. Caso a função taper esteja desabilitada, será repetido o valor do P894. Visualizado na HMI do CFW09 com uma casa de precisão (x.x).
0.0 a 1000.0 [- ] %
Parâmetro de monitoração. Mostra o valor da força de tração do material lido pelo balancim. Visualizado na HMI do CFW09 com uma casa de precisão (x.x).
P891 Diâmetro da bobina
0 a 10000 [ -] mm
Parâmetro de monitoração. Mostra o valor atual do diâmetro estimado da bobina.
P890 Comprimento
0 a 65000 [-] m
Parâmetro de monitoração. Mostra o comprimento atual do material bobinado servindo para o cálculo estimado do diâmetro da bobina.
0 ou 1 [0] bit
Parâmetro de manutenção. Em 0 o modo manutenção desabilitado. Em 1 habilita modo manutenção para a lógica de funcionamento do bobinador. Serve para que possa ser feita a calibração de velocidade do rolo acionado. Desabilita a atuação do PID de controle e permite a entrada de valor da velocidade de linha em m/min através do parâmetro P804.
0 a 10000 [-] m/min
Parâmetro de manutenção. Define o valor do setpoint da velocidade de linha do material a ser bobinado, quando em modo manutenção.
P805 Modo manutenção
P804 Setpoint de velocidade de linha em modo manutenção
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4.1.1.3 Realimentação de Força por Torque do Motor______________ Selecionando o tipo de controle “Realimentação de força por torque do motor”, clique em “Concluir”para finalizar o assistente de criação. Após este comando, será carregado o aplicativo para bobinamento tangencial de material plástico com realimentação de força por torque do motor; o mesmo será renomeado conforme definido na caixa de diálogo “Aplicação”, iniciando assim, o assistente de configuração, onde será definido os valores dos parâmetros de configuração da aplicação. Em um bobinador tangencial ou por encosto, a bobina é posicionada encostando-a num rolo de diâmetro constante e por atrito entre os dois é feito o controle de tensão de bobinamento. A estratégia de controle é baseada no sincronismo da velocidade de linha do rolo puxador com a velocidade tangencial do rolo acionado pelo inversor, mais o controle de força de tracionamento feito através de um controlador PID que incrementa ou decrementa a velocidade do rolo bobinador. Este controlador PID é realimentado internamente pelo torque atual do motor. Abaixo o blocodiagrama de controle para este tipo de bobinador: VELOCIDADE DE LINHA AI102 P848 P847
P804
ANALOG
(1) (0)
P805
FILTER INPUT
P846
P840 P839
P845
M/MIN
DI101
X
TO RPM
+
P837
P838
DI102 P100 P101
SETPOINT DE FORÇA
DI104 Lógica interna
P817 P876 P875 P874
AI101 P851
ANALOG
P850
INPUT
DI103 P894
P849
(1) (0)
DI105
P134 P859
DIAMETER
P767
P858
LENGTH
P879
P857
TAPER
PARÂMETROS DE CONFIGURAÇÃO
P878
P856
PID
P877
P855
ACADEMIC
(1)
P819
(0)
P818 P766
REALIMENTAÇ O DE FORÇA
TORQUE DO MOTOR (P009)
FILTER P841
ENTRADAS DIGITAIS
REFERENCE
P133
(1) (0)
SPEED
ENTRADASANALÓGICAS
DI101 - Habilita bobinador AI101 - Setpoint de força DI102 - Sentido de giro AI102 - Velocidade de linha DI103 - Troca de bobina DI104 - Sensor de presença DI105 - Resetdiâmetro
PARÂMETROS DEOP ERAÇÃO P894 - Setpointde força P879 - Taper - Setpoint P878 - Taper - Diâmetro inicial P877 - Taper - Diâmetro final P876 - Diâmetro mínimo da bobina P875 - Diâmetro para reset P874 - Espessura do material
PARÂMETROS DE CONFIGURAÇÃO CFW09 / PLC P100 - Tempo de aceleração P101 -Tempo de desaceleração P133 - Referência de velocidade mínima P134 - Referência de velocidade máxima P766 -Tempo de am ostragem do PID P767 - Velocidade síncrona do motor
P859 - PID - Ganho proporcional P858 - PID - Ganho integral P857 - PID - Ganho derivativo P856 - PID - Limite positivo P855 - PID - Limite negativo P851 - Fator de escala do setpoint de força P850 - Offsetdo s etpointde força P849 - Ganho para calibração do setpoint de força P848 - Fator de escala da velocidade de linha P847 - Offset da velocidade de linha P846 - Ganho para calibração da velocidade de linha P845 - Constante de tempo para filtro da velocidade de linha P841 - Constante de tempo para filtro da realimentação da força P840 - Diâmetro do rolo acionado P839 - Relação da redução P838 - Ganho para calibração da velocidade do motor P837 - Ganho para saturação da velocidade de linha P819 - Ativa setpoint de força via parâmetro (P894) P818 - Ativa taper e estimação de diâmetro P817 - Habilita sensor externo de presença de material (DI104) P805 - Habilita funcionamento em modo manutenção P804 - Setpoint de velocidade de linha em modo manutenção
Conforme o blocodiagrama acima, a seguir é mostrado um diagrama das conexões de sinal e controle no cartão eletrônico de controle CC9 usado para o bobinador tangencial com realimentação de força por torque do motor.
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Cartão Eletrônico de Controle CC9:
CW 5k
CCW
Conector XC1 1 DI101 2 DI102 3 DI103 4 DI104 5 DI105 6 DI106 7 COM 8 COM 9 24Vcc 10 DGND 11 + REF 12 + AI101 13 - AI101 14 - REF 15 + AI102 16 - AI102
Função no bobinador tangencial Habilita bobinador Sentido de giro Troca de bobina Sensor de presença de material Reset de diâmetro Não usado Ponto comum das entradas digitais Ponto comum das entradas digitais Alimentação para as entradas digitais Referência 0V da fonte 24 Vcc Referência positiva para potenciômetro do Setpoint de Força Entrada Analógica para Setpoint de Força Referência negativa para potenciômetro do Setpoint de Força Entrada Analógica para Velocidade de linha
4.1.1.3.1 Parâmetros de Configuração da Velocidade do Motor______ O passo 1 do assistente de configuração relaciona os parâmetros de configuração da velocidade do motor, conforme figura abaixo:
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Velocidade do motor: Apresenta os parâmetros referentes ao controle da velocidade de operação do motor.
Parâmetro P133 Referência de velocidade mínima
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a (P134-1) [0] rpm
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define o mínimo valor de referência de velocidade para o motor quando o inversor é habilitado.
P134 Referência de velocidade máxima
(P133+1) a (3.4xP402) [ 1800 ] rpm
Parâmetro de configuração. Define o máximo valor de referência de velocidade para o motor quando o inversor é habilitado.
P767 Velocidade síncrona do motor
0 a 10000 [ 1800 ] rpm
Parâmetro de configuração. Velocidade síncrona do motor é definida pela velocidade de rotação do campo girante, a qual depende do número de pólos (2p) do motor e da freqüência (f) da rede, em hertz. Os enrolamentos podem ser construídos com um ou mais pares de pólos, que se distribuem alternadamente (um “norte” e um “sul”) ao longo da periferia do núcleo magnético. O campo girante percorre um par de pólos (p) a cada ciclo. Assim, como o enrolamento tem pólos ou “p” pares de pólos, a velocidade do campo será: n s
60 f
p
120 f
nº pólos
Exemplo: um motor de 4 pólos em 60 Hz possui uma velocidade síncrona de 1800 rpm.
Rampas: Apresenta os parâmetros referentes ao controle das rampas de operação do motor.
Parâmetro P100 Tempo de aceleração P101 Tempo de desaceleração
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Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0.1 a 999.0 [ 10.0 ] s 0.1 a 999.0 [ 10.0 ] s
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define o valor para a rampa de aceleração do rolo acionado de 0 ao rpm máximo definido em P134. Parâmetro de configuração. Define o valor para a rampa de desaceleração do rolo acionado do rpm máximo definido em P134 até 0 rpm.
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Parâmetros para seleção de comando: Configura os parâmetros de comando do CFW09 para que o mesmo seja controlado pela placa PLC. Define que modo remoto é pela placa PLC e que modo local é pelas teclas da HMI.
Parâmetro P220 Seleção local / remoto
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a 10 [1 ] -
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define a fonte de origem do comando que irá selecionar entre a situaçãoem modolocal e a situação em modo remoto. Configurado valor padrão para “Sempre Remoto”.
P221 Seleção referência de velocidade local
0 a 11 [0] -
Parâmetro de configuração. Define a origem da referência de velocidade quando comando em modo local. Configurado valor padrão para “Teclas”.
P222 Seleção referência de velocidade remoto
0 a 11 [ 11 ] -
Parâmetro de configuração. Define a origem da referência de velocidade quando comando em modo remoto. Configurado valor padrão para “PLC”.
P223 Seleção do sentido de giro local
0 a 11 [2] -
Parâmetro de configuração. Define a origem do sentido de giro do motor quando comando em modo local. Configurado valor padrão para “Teclas Horário”.
P224 Seleção gira / pára local
0a 4 [0] -
Parâmetro de configuração. Define a origem do comando para girar e parar o motor quando comando em modo local. Configurado valor padrão para “Teclas”.
P225 Seleção JOG local
0a 5 [1] -
Parâmetro de configuração. Define a origem do comando de JOG na referência de velocidade quando comando em modo local. Configurado valor padrão para “Teclas”.
P226 Seleção do sentido de giro remoto
0 a 11 [ 10 ] -
Parâmetro de configuração. Define a origem do sentido de giro do motor quando comando em modo remoto. Configurado valor padrão para “PLC Horário”.
P227 Seleção gira / pára remoto
0a 4 [4] -
Parâmetro de configuração. Define a origem do comando para girar e parar o motor quando comando em modo remoto. Configurado valor padrão para “PLC”.
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Parâmetro P228 Seleção JOG remoto
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0a 5 [0] -
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define a origem do comando de JOG na referência de velocidade quando comando em modo remoto. Configurado valor padrão para “Inativo”.
NOTA! Para o correto funcionamento da aplicação e do assistente de configuração, é necessário antes parametrizar corretamente o inversor de freqüência CFW09 com a placa PLC, seguindo os passos descritos em seus respectivos manuais. A configuração mostrada acima para os parâmetros da seleção de comando será transferida juntamente com todos os parâmetros de configuração da aplicação através da opção “Valores dos Parâmetros” na transferência do programa no WLP.
4.1.1.3.2 Parâmetros de Configuração das Entradas Analógicas_____ O passo 2 do assistente de configuração relaciona os parâmetros de configuração da conversão e tratamento dos sinais provenientes das entradas analógicas, conforme figura abaixo:
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Setpoint de força de tração: Apresenta os parâmetros para conversão e tratamento do sinal analógico destinado a leitura do setpoint de força de tração do material a ser bobinado.
Parâmetro P851 Fator de escala do setpoint de força
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a 10000 [ 100 ] %
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define a escala do setpoint de força de tracão que corresponde aos 100% da entrada analógica.
P850 -100.00 a +100.00 Offset do setpoint [ 0.00 ] de força %
Parâmetro de configuração. Define o valor em percentual a ser somado ao setpoint de força de tração. Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas de precisão (x.xx) e sem sinal.
P849 Ganho para calibração do setpoint de força
0.100 a 9.900 [ 1.000 ] -
Parâmetro de configuração. Define o valor para ajuste/calibração do setpoint de força de tração. Visualizado na HMI do CFW09 com três casas de precisão (x.xxx).
P819 Setpoint de força via parâmetro (P894)
0 ou 1 [0] bit
Parâmetro de configuração Em 0 configura o setpoint de força de tração para ser lido por entrada analógica. Em 1 configura o setpoint de força de tração para ser lido pelo parâmetro de monitoração P894.
NOTAGERAL! Os valores dos parâmetros relativos a aplicação (Parâmetros PLC) mostrados na HMI do CFW09 não apresentam sinal e nem o ponto de precisão. Por exemplo, caso o valor de P850 (offset do setpoint de força) seja +2.00%, será mostrado o valor 200 na HMI; caso seja –2.00%, será mostrado 65336 (-200). Velocidade de linha: Apresenta os parâmetros para conversão e tratamento do sinal analógico destinado a leitura da velocidade de linha do material a ser bobinado.
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Parâmetro P848 Fator de escala da velocidade de linha
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a 10000 [ 100 ] m/min
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define a escala da velocidade de linha que corresponde aos 100% da entrada analógica.
P847 Offset da velocidade de linha
-320.00 a +320.00 [ 0.00 ] m/min
Parâmetro de configuração. Define o valor em metros por minuto (m/min) a ser somado velocidade de linha. Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas de precisão (x.xx) e sem sinal
P846 Ganho para calibração da velocidade de linha
0.100 a 9.900 [ 1.000 ] -
Parâmetro de configuração. Define o valor para ajuste/calibração da velocidade de linha. Visualizado na HMI do CFW09 com três casas de precisão (x.xxx).
1 a 32000 [ 150 ] ms
Parâmetro de configuração. Define o valor para constante de tempo do filtro de 1 a ordem para leitura da velocidade de linha.
P845 Constante de tempo para filtro da velocidade de linha
Realimentação interna da força de tração (torque do motor): Apresenta o parâmetro para tratamento do valor do torque do motor lido pelo parâmetro P009 do CFW09, que serve para realimentação da força de tração exercida no material. Faixa [Ajuste fábrica] Parâmetro Unidade P841 0 a 32000 Constante de [ 150 ] tempopara filtro do ms torque do motor
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define o valor para constante de tempo do filtro de 1ª ordem para leitura do torque do motor.
NOTA! Conforme se observa no blocodiagrama de controle, as entradas analógicas do aplicativo para bobinador tangencial já estão pré-configuradas; isto não impede que seja alterada sua função de leitura, devendo somente ser alterado o parâmetro “In” do bloco macro “ANALOG_I” do aplicativo criado. No descritivo deste bloco macro consta o blocodiagrama de como os parâmetros fator de escala, offset e ganho são utilizados para fazer a conversão do sinal da entrada analógica.
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4.1.1.3.3 Parâmetros de Configuração das Características do Bobinador___________________________________________ O passo 3 do assistente de configuração relaciona os parâmetros de configuração de características mecânicas e outras pertinentes ao ajuste de velocidade do bobinador em si, conforme figura abaixo:
Características do bobinador: Apresenta os parâmetros relacionados às características mecânicas e outras pertinentes ao ajuste de velocidade do bobinador.
Parâmetro P840 Diâmetro do rolo acionado P839 Relação da redução
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 1 a 10000 [ 300 ] mm 0.01 a 320.00 [ 10.00 ] -
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define o valor do diâmetro do rolo acionado pelo motor. Parâmetro de configuração. Entrada do valor da relação da redução existente entre o eixo do motor e o eixo do rolo acionado, respeitando sempre a relação de 1:x, onde x é a relação da redução. Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas de precisão (x.xx)
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Parâmetro P838 Ganho para calibração da velocidade do motor P837 Ganho para saturação da velocidade de linha
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0.100 a 9.900 [ 1.000 ] -
0.100 a 9.900 [ 1.000 ] -
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define o valor para ajuste/calibração da velocidade do motor (rpm) conforme a velocidade de linha em m/min. Visualizado na HMI do CFW09 com três casas de precisão (x.xxx). Parâmetro de configuração. Define um valor de ganho à velocidade do motor definida pela velocidade de linha em m/min, proporcionando ao rolo acionado ter uma velocidade tangencial em m/min maior ou menor que a velocidade de linha. Visualizado na HMI do CFW09 com três casas de precisão (x.xxx).
NOTA! Conforme se observa no blocodiagrama de controle, as entradas digitais do aplicativo para bobinador tangencial já estão pré-configuradas. As entradas digitais DI101 e DI102, que se localizam na placa de controle do CFW09, foram destinadas à habilitação do bobinamento e à definição do sentido de giro do motor, respectivamente.
4.1.1.3.4 Parâmetros para Função Taper_________________________ O passo 4 do assistente de configuração relaciona os parâmetros de configuração e operação da função taper e conseqüente estimação do diâmetro da bobina, conforme figura abaixo:
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Parâmetro P818 Ativa taper e estimação de diâmetro
P817 Habilita sensor externo de presença de material (DI104)
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 ou 1 [0] bit
0 ou 1 [0 ] bit
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Em 0 desabilita função taper e estimação de diâmetro. Em 1 ativa ou habilita a lógica para estimação de diâmetro da bobina através do comprimento e espessura do material e conseqüente aplicação da função taper para bobinamento. Parâmetro de configuração. Funciona somente se parâmetro P818 estiver habilitado (em 1). Em 0 a presença de material é detectada por uma lógica implementada no aplicativo. Em 1 a presença de material é detectada por um sensor externo alocado na entrada digital DI104.
Função taper para bobinamento: Apresenta os parâmetros relacionados à aplicação da função taper conforme o diâmetro estimado do material bobinado.
Parâmetro P879 Setpoint para função taper
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a 70 [ 20 ] %
Descrição / Observações Parâmetro de operação. Define o setpoint para a função taper, onde representa o percentual de decréscimo do setpoint de força quando o diâmetro da bobina for o diâmetro final (P87 7). O valor resultante deste decréscimo é aplicado como setpoint de força de bobinamento.
P878 Diâmetro inicial
0 a 10000 [ 150 ] mm
Parâmetro de operação. Define o valor do diâmetro inicial para o funcionamento da função taper para o setpoint de força de tração. Caso o diâmetro da bobina seja menor, não é aplicado decréscimo do valor do setpoint de força de tração do material.
P877 Diâmetro final
0 a 10000 [ 400 ] mm
Parâmetro de operação. Define o valor do diâmetro final para o funcionamento da função taper para o setpoint de força de tração. Caso o diâmetro da bobina seja maior, o valor de decréscimo do setpoint de força de tração do material permanecerá com o valor máximo definido em P879.
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Estimação do diâmetro: Apresenta os parâmetros relacionados à estimação do diâmetro da bobina conforme comprimento e espessura do material.
Parâmetro P876 Diâmetro mínimo da bobina
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a 10000 [ 100 ] mm
Descrição / Observações Parâmetro de operação. Define o valor do diâmetro mínimo ou diâmetro do tubete onde o material será bobinado. Será o valor carregado a cada troca de bobina detectada pela entrada digital DI103.
P875 Diâmetro para reset
0 a 10000 [ 100 ] mm
Parâmetro de operação. Define o valor do diâmetro que será transferido quando for efetuado o comando para resetar o valor atual do diâmetro que está sendo bobinado através da entrada digital DI105. Quando for efetuado este comando, o valor do comprimento do material será calculado conforme o diâmetro de reset e a espessura do material.
P874 Espessura do material
0 a 32000 [ 40 ] um
Parâmetro de operação. Define o valor da espessura do material para a estimação do diâmetro da bobina.
NOTA! Conforme se observa no blocodiagrama de controle, as entradas digitais do aplicativo para bobinador tangencial já estão pré-configuradas.As entradas digitais DI103, DI104 e DI105, que se localizam na placa de controle do CFW09, foram destinadas à troca de bobina, sensor externo de presença de material e comando para reset do diâmetro, respectivamente.
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4.1.1.3.5 Parâmetros de Configuração para Ajuste do PID___________ O passo 5 do assistente de configuração relaciona os parâmetros de configuração para ajuste do controlador PID do controle da força de tração do material, conforme figura abaixo:
Na primeira vez que o assistente de configuração é utilizado, antes da chamada do passo 5, é apresentado uma janela onde se deve escolher a característica do material bobinado, definindo assim, um conjunto de valores de ganhos para o PID de controle, conforme abaixo:
Foram implementados três conjuntos de valores para o controle PID, sendo: Sensível: material plástico bem sensível a estiramento (Ex: embalagem plástica); Intermediário: material plástico pouco sensível a estiramento (Ex: rótulo sleeve (PVC)); Resistente: material plástico resistente a estiramento (Ex: chapa). Esta janela também é acessada pelo botão “Restaurar Padrões”. 55 55
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Ganhos para PID: Apresenta os parâmetros relacionados aos ganhos de ajuste do controlador PID para o controle da força de tração do material. Faixa [Ajuste fábrica] Parâmetro Unidade Descrição / Observações 0.001 a 32.000 P859 Parâmetro de configuração. Ganho [-] Define o valor do ganho proporcional do PID para proporcional controle da força de tração do material. Visualizado na HMI do CFW09 com três casas de precisão (x.xxx). P858 Ganho integral
0.01 a 320.00 [-] -
Parâmetro de configuração. Define o valor do ganho integral do PID para controle da força de tração do material. Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas de precisão (x.xx).
P857 Ganho derivativo
0.001 a 32.000 [-] -
Parâmetro de configuração. Define o valor do ganho derivativo do PID para controle da força de tração do material. Visualizado na HMI do CFW09 com três casas de precisão (x.xxx).
Limites da ação de controle do PID: Apresenta os parâmetros relacionados à limitação da ação de controle do PID. Faixa [Ajuste fábrica] Parâmetro Unidade Descrição / Observações 0.00 a 100.00 P856 Parâmetro de configuração. Limite positivo [- ] Define o valor para o limite positivo de ação do PID. % P855 Limite negativo
0.00 a 100.00 [- ] %
Parâmetro de configuração. Define o valor para o limite negativo de ação do PID. O valor do sinal negativo é inserido internamente na lógica do aplicativo.
Configuração do PID: Apresenta o parâmetro referente a configuração do tempo de amostragem do bloco de controle PID do cartão PLC.
Parâmetro P766 Tempo de amostragem do PID
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Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a 10000 [9] x1.2 ms
Descrição / Observações Parâmetro de configuração. Define o tempo ou período de amostragem dos blocos PID em passos de 1.2 ms. O valor do período de amostragem deve ser escolhido conforme a resposta do sistema e deve ser sempre maior que o ciclo de scan da placa PLC (P751). Exemplo: P766 igual a 9, significa que o “sample time” do PID será 10.8 ms.
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4.1.1.3.6 Conclusão do Assistente de Configuração e Transferência do Programa________________________________________ Após ser configurado o passo 5 do assistente de configuração, é necessário concluí-lo, pois caso isto não seja feito, os valores alterados não serão salvos. Para isto, basta clicar no botão “Concluir”. Feito isto será aberto à janela para transferir o programa do usuário, o texto dos parâmetros do usuário e os valores dos parâmetros. Detalhes deste passo estão descritos no capítulo 5 deste guia de aplicação.
4.1.1.3.7 Outros Parâmetros__________________________________ Existem outros parâmetros PLC de uso no aplicativo desenvolvido para bobinador tangencial com realimentação de força por torque do motor.
Parâmetro P895 Velocidade de linha
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a 10000 [-] m/min
Descrição / Observações Parâmetro de monitoração. Mostra o valor da velocidade de linha conforme valor convertido e lido pela entrada analógica.
P894 Setpoint de força
0.0 a 1000.0 [ -] %
Parâmetro de monitoração/operação. Com P819 desabilitado (em 0), mostra o valor ajustado para o setpoint de força de tração proveniente da entrada analógica. Com P819 habilitado (em 1) serve com entrada do valor do setpoint de força de tração. Visualizado na HMI do CFW09 com uma casa de precisão (x.x).
P893 Setpoint de força após função taper
0.0 a 1000.0 [ -] %
Parâmetro de monitoração. Mostra o setpoint de força de tração após a aplicação da função taper. Caso função taper esteja desabilitada, será repetido o valor do P894. Visualizado na HMI do CFW09 com uma casa de precisão (x.x).
P892 Realimentação da força de tração do material
0.0 a 1000.0 [-] %
Parâmetro de monitoração. Mostra o valor da força de tração do material, sendo esta força associada ao torque do motor. Visualizado na HMI do CFW09 com uma casa de precisão (x.x).
0 a 10000 [ -] mm
Parâmetro de monitoração. Mostra o valor atual do diâmetro estimado da bobina.
P891 Diâmetro da bobina
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Parâmetro P890 Comprimento
P805 Modo manutenção
P804 Setpoint de velocidade de linha em modo manutenção
Faixa [Ajuste fábrica] Unidade 0 a 65000 [-] m
Descrição / Observações Parâmetro de monitoração. Mostra o comprimento atual do material bobinado servindo para o cálculo estimado do diâmetro da bobina.
0 ou 1 [0] bit
Parâmetro de manutenção. Em 0 modo manutenção desabilitado Em 1 habilita modo manutenção para a lógica de funcionamento do bobinador. Serve para que possa ser feita a calibração de velocidade do rolo acionado. Desabilita a atuação do PID de controle e permite a entrada de valor da velocidade de linha em m/min através do parâmetro P804.
0 a 10000 [-] m/min
Parâmetro de manutenção. Define o valor do setpoint da velocidade de linha do material a ser habilitado, quando em modo manutenção.
5 TRANSFERÊNCIA DAS APLICAÇÕES DE BOBINADORES NO WLP__ Com a conclusão da criação e configuração do aplicativo de bobinador escolhido, faz-se necessário transferir o programa do usuário, os textos dos parâmetros do usuário e os valores dos parâmetros utilizados no aplicativo para o cartão PLC. A caixa de "download", conforme figura abaixo, é acessada quando o assistente de configuração é concluído ou então pelo botão “Download (F8)” localizado na barra de comunicação.
Ao clicar em “OK” será iniciado a transferência dos itens selecionados, sendo respeitado a seqüência em que são mostrados na caixa de "download".
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G GU UIA IA D DE EA AP PLLIIC CA AÇÃ ÇÃ O O PA PAR RA AB BO OB BIN INA AD DO OR RE ES S -- C CFFW W0099 // P PLLC C
Programa do usuário: Transfere o aplicativo do bobinador criado, conforme figura abaixo. Para maiores detalhes sobre o processo de transferência, consulte o manual do WLP. Vale observar que, caso a versão de firmware do cartão PLC seja diferente do aplicativo padrão (Ex: PLC2 v1.5x), o programa do usuário será compilado e não será transferido para o cartão PLC. Neste caso, será necessário transferir novamente o programa do usuário.
Textos dos parâmetros do usuário: Transfere o texto dos parâmetros do usuário utilizados no aplicativo do bobinador criado, conforme figura abaixo. Caso seja necessário alterar ou inserir mais parâmetros do usuário na HMI do CFW09, as alterações podem ser feitas e transferidas por esta caixa de diálogo.
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G NAAD GU UIA IA D DE EA AP PLLIIC CA AÇÃ ÇÃ O O PA PAR RA AB BO OB BIIN DO OR REESS -- C CF FW W09 0 9 // P PLLC C
Valores dos parâmetros: Transfere o valor dos parâmetros utilizados no aplicativo do bobinador criado, conforme figura abaixo. Caso seja necessário alterar ou inserir mais parâmetros do CFW09, da PLC ou do usuário, as alterações devem ser feitas nesta caixa de diálogo, podendo ser salva até com outro nome, como também transferida para o cartão PLC.
6 OBSERVAÇÕES GERAIS____________________________________ Alguns pontos devem ser verificados para garantir um bom funcionamento do bobinador em questão. Na seqüência são listados alguns destes pontos.
Sinais analógicos: Os sinais analógicos usados no aplicativo (setpoint de força, velocidade de linha e realimentação externa da força de tração) são de suma importância para o bom funcionamento do bobinador. É importante averiguar como e por onde o cabo do sinal analógico está sendo levado até o CFW09, ou seja, verificando qualidade do aterramento e do cabeamento. Portanto, é importante analisar o nível de oscilação do sinal e o quanto esta oscilação está atrapalhando no controle do bobinador. Para avaliar esta oscilação, pode-se usar o “Trend de variáveis” no WLP e monitorar as variáveis pertinentes aos sinais analógicos, não esquecendo de considerar a precisão de leitura das mesmas, sendo 10 bits paraAI1 e AI2 da placa de controle do CFW09 (chamadas no WLP deAI101 e AI102 respectivamente) e 13 bits com sinal para a AI1 da placa PLC, como também, a precisão dos equipamentos que estão enviando estes sinais para o CFW09. Outra variável importante de analise é o valor da constante de tempo do filtro passa baixa de 1 ordem. Valores ideais de uso ficam em torno de 100 à 300 ms, pois fazem sua função de filtro do sinal e não transmitem atraso ao controle. a
Com relação aos sinais de realimentação externa da força de tração do material, vale observar o seu correto funcionamento e posicionamento de seus componentes, pois se não estiverem corretamente instalados, irão transmitir sinais falsos ao controle e isto contribuirá negativamente ao controle do bobinador. Ao utilizar célula de carga, o valor transmitido ao controle nunca deve ser a saída com filtro, pois normalmente os transdutores de sinais possuem duas saídas, uma com filtro para um "display" e outra sem filtro que deve ser usada para o controle.
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G GU UIA IA D DE EA AP PLLIIC CA AÇÃ ÇÃ O O PA PAR RA AB BO OB BIN INA AD DO OR RE ES S -- C CFFW W0099 // P PLLC C
Configuração do CFW09: Para um bom funcionamento do aplicativo para bobinador, antes se faz necessário avaliar o comportamento a vazio do CFW09, ou seja, observar a parametrização do mesmo e os valores calculados no auto-ajuste, caso o mesmo esteja operando em modo vetorial. É importante também avaliar o modo de funcionamento escolhido entre as opções “Escalar”, “VVW”, “Vetorial Sensorless” e “Vetorial com Encoder”, pois cada modo de funcionamento possui uma precisão, tanto de velocidade quanto de torque. Para avaliar o comportamento em modo vetorial, pode-se inicialmente monitorar o comportamento da velocidade do motor, utilizando a variável de leitura da velocidade do motor no WLP (%SW0). É interessante também monitorar o comportamento das variáveis Id* e Iq* que são as saídas dos reguladores de fluxo e torque respectivamente. Para ter acesso a estas variáveis, programe P255 em 14 e P257 em 15, e no “Trend de variáveis” do WLP monitore os parâmetros P029 e P030, onde serão mostrados os valores em percentual (%) sem casa de precisão, ou seja, caso o valor seja 10.0% será visualizado 100. Para maiores detalhes consulte o manual do CFW09. Verifique o comportamento destes sinais em várias velocidades e analise-os tomando como base uma oscilação de controle aceitável em torno de 2% na média. Vale lembrar que no modo vetorial sensorless, tanto o controle do Id* quanto Iq* atuam com amplitudes parecidas, mas em modo vetorial com encoder, somente o controle do Iq* atua ficando o controle do Id* mais estável. Oscilações de controle maiores, faz-se necessário ajustar os parâmetros dos reguladores de velocidade (Iq*) e fluxo (Id*) de acordo com sua respectiva atuação, lembrando sempre começar pelo regulador que apresentar o maior valor de oscilação.
Controlador PID: Após a verificação dos sinais analógicos e do comportamento do CFW09 no controle do bobinador, será necessário ajustar os ganhos do controlador PID do aplicativo do cartão PLC. Este controle PID possui a função de controlar a força de tração do material, conforme já foi visto anteriormente nos descritivos de cada tipo de bobinador. No aplicativo, existem valores que foram utilizados em algumas aplicações práticas. Existem vários fatores, tais como, relação de redução, velocidade de linha máxima, inércia do bobinador, tipo de material bobinado entre outros que influenciam os valores dos ganhos do controlador PID. Devido a isto, normalmente haverá correções nos valores indicados no aplicativo padrão, onde estes devem servir de ponto de partida para o ajuste do bobinador. Para iniciar o ajuste do controlador PID, é necessário monitorar as variáveis de controle, como setpoint, realimentação de força, velocidade do motor entre outros que achar necessário; pode-se usar o “Trend de variáveis” do WLP para executar esta função. Para inicio do ajuste, o valor do ganho derivativo deve ser zerado para que o mesmo não influencie no processo. Comece aumentando o valor do ganho proporcional e monitorando o comportamento da realimentação de força; caso a mesma piore, diminua o valor do ganho e verifique a melhora do comportamento.Após achar um ponto onde não exista nem melhora nem piora do sistema, proceda ao ajuste do ganho integral da mesma maneira que para o ganho proporcional. Após isto, caso ainda permaneça uma oscilação indesejável no controle ou atraso na resposta em acelerações ou desacelerações, insira o valor padrão do ganho derivativo. Proceda da mesma maneira feita para os outros ganhos para o ajuste do ganho derivativo. Após isto, pode sernecessário refazer alguns pequenosajustes nos valores dosoutrosganhosajustados. Outro fator importante de análise do controlador PID é o tempo de amostragem do mesmo. Este valor é inserido pelo parâmetro P766 e sempre deve ser maior que o ciclo de scan do cartão PLC que pode ser visualizado no P751. 61 61
