معرفی ورودی‌های دیجیتال درایو یاسکاوا و کاربرد آن‌ها در صنعت برق

با توجه به گسترده‌تر فرایندهای اتوماسیون صنعتی در کارخانه‌ها و صنایع، تجیهزات بکار رفته در این محیط‌ها نیز روز بروز پیچیده‌تر می‌شوند. یکی از تجهیزاتی که مشمول این فرایند شده‌اند اینورترها یا درایو‌های صنعتی می‌باشند. درایو‌های صنعتی در اصل دارای یک ورودی و خروجی اصلی می‌باشند که ورودی آن به شبکه برق و خروجی آن به موتور الکتریکی متصل می‌گردد. سپس درایو با استفاده از تجهیزات الکترونیک قدرت و سیستم کنترلی موجود در درون آن، گشتاور و سرعت موتور را کنترل می‌کند.

درایوهای صنعتی موجود در بازار اکثرا علاوه بر ورودی و خروجی اصلی دارای ترمینال‌های دیجیتال می‌باشند. ترمینال‌های دیجیتال درایو یاسکاوا ورودی‌هایی هستند که با دادن سیگنال ON یا OFF می‌توان توابع مختلفی را بر روی سیستم داریو اعمال کرد که این ورودی‌ها می‌توانند بطرز قابل توجهی به انعطاف‌پذیری سیستم اتوماسیون بیافزایند. در درایو‌های یاسکاوا در حالت پیش‌فرض یک سری توابع بر روی ورودی‌های دیجیتال درایو اعمال شده است که با فعال کردن آن‌ها با استفاده از یک سیگنال می‌توان فرمان استارت، استاپ، تغییر جهت چرخش موتور و یا انتخاب سرعت را اعمال کرد. این سیگنال یا فرمان‌های کنترلی می‌توانند از طریق PLC، کلید و یا سوییچ به این ورودی‌های دیجیتال اعمال شوند.

با استفاده از پارامتر‌های H1 می‌توان توابع پیش‌فرض موجود بر روی ترمینال‌های دیجیتال را تغییر داد و بنابر نیاز کاربر شخصی‌سازی کرد. بنابراین در اینورترهای یاسکاوا، ورودی‌های دیجیتال چندمنظوره هستند و کاربر می‌تواند وظایف آنها را با توجه به نیاز تغییر دهد. برای مثال، طبق منوال فنی ارائه شده توسط شرکت یاسکاوا، به صورت پیش‌فرض ورودی‌های S1 و S2 برای فرمان جلو/عقب، S5 و S6 برای انتخاب سرعت و S3/S4 برای سیگنال‌های خطا/ریست تعریف شده‌اند. در این مقاله سعی شده است تا در مورد نحوه ‌اعمال این توابع بر روی اینورترهای یاسکاوا بحث کرد و همچنین نگاهی اجمالی بر روی توابع موجود و قابل اعمال بر روی این ورودی‌های دیجیتال انداخت.

معرفی پارامتر‌های H1 درایو یاسکاوا

در درایو یاسکاوا سری V1000 پارامتر‌های H1-01 تا H1-07 بترتیب مربوط به ورودی‌های دیجیتال S1 تا S7 موجود در این درایو می‌باشد. وظیفه‌ی این پارامترها اعمال انواع توابع بر روی این ورودی‌ها می‌باشد که طبق منوال فنی درایو V1000 این پارامترها می‌توانند مقادیر از 0 (برای پارامترهای H1-01 و H1-02 از 1) تا 9F را اختیار کنند.

تنظیم 0: کنترل سه سیمی (3-wire sequence)

وقتی یکی از ورودی‌های دیجیتال درایو روی کنترل سه‌سیمی (3-Wire) تنظیم شود، آن ورودی به عنوان ورودی تعیین جهت حرکت جلو یا عقب عمل می‌کند. در این حالت:

• S1 به ورودی Run  تبدیل می‌شود.
• S2 به ورودی Stop  تبدیل می‌شود.

درایو زمانی موتور را راه‌اندازی می‌کند که ورودی Run (S1)  بیش از ۵۰ میلی‌ثانیه بسته بماند.
درایو زمانی متوقف می‌شود که ورودی Stop (S2)  رها شود از حالت بسته خارج شود.

همچنین:

• اگر ورودی‌ای که برای 3-Wire برنامه‌ریزی شده باز باشد، اینورتر در حالت حرکت رو به جلو (Forward) قرار می‌گیرد.
• اگر این ورودی بسته باشد، جهت اینورتر معکوس (Reverse) خواهد بود.

نکته 1: زمانی که کنترل 3 سیمی انتخاب می‌شود، دستورات راه‌اندازی (Run) و توقف (Stop) باید به عنوان ورودی‌ به ترمینال‌های S1 و S2 داده شوند.

نکته 2: دستورهای Run  و Stop فقط باید برای یک لحظه کوتاه باز یا بسته شوند تا اینورتر را راه‌اندازی یا متوقف کنند.

نکته 3: اگر هنگام روشن شدن درایو، ورودی Run فعال باشد و پارامتر b1-17 = 0  تنظیم شده باشد. به این معنا که فرمان Run  هنگام روشن شدن پذیرفته نمی‌شود. چراغ LED مربوط به Run چشمک‌زن خواهد شد تا نشان دهد عملکردهای حفاظتی فعال شده‌اند. اگر در کاربرد مدنظر لازم است که درایو بلافاصله پس از روشن شدن به‌طور خودکار Run شود، پارامتر b1-17  را روی 1 قرار دهید. در این حالت، درایو به‌محض وصل برق، فرمان Run را اجرا می‌کند.

تنظیمات 3 الی 5: سرعت‌های مرجع 1 الی 3

برای تغییر دادن فرکانس‌های سرعت چندمرحله‌ای (Multi-Step Speed) از پارامترهای d1-01  تا d1-08 از طریق ورودی‌های دیجیتال استفاده می‌شود.

تنظیم 6: انتخاب فرکانس مرجع JOG

این گزینه برای انتخاب فرکانس Jog  که در پارامتر d1-17  تنظیم شده است به عنوان مرجع فعال فرکانس استفاده می‌شود.

تنظیم : A نگه‌داشتن رمپ شتاب/کاهش سرعت  (Accel/Decel Ramp Hold)

وقتی ورودی دیجیتالی که برای عملکرد Ramp Hold  برنامه‌ریزی شده بسته شود، درایو فرکانس خروجی را قفل یا ثابت نگه می‌دارد. در این حالت:

• هرگونه شتاب‌گیری (Accel) یا کاهش سرعت (Decel) متوقف می‌شود،
• و درایو سرعت فعلی موتور را حفظ می‌کند.

وقتی این ورودی باز شود، روند شتاب‌گیری یا کاهش سرعت از همان نقطه دوباره ادامه پیدا می‌کند.

به زبان ساده: با فعال شدن این ورودی، درایو سرعت را همان‌طور که هست نگه می‌دارد و هیچ تغییری در سرعت انجام نمی‌دهد تا زمانی که ورودی غیرفعال شود.

تنظیم 10/11: فرمان  Up/Down

با استفاده از عملکرد  Up/Down می‌توان مقدار فرکانس مرجع را با دو شستی (Push Button) تنظیم کرد:

• یکی از ورودی‌های دیجیتال باید به عنوان  Up (با تنظیم H1-oo = 10) برنامه‌ریزی شود تا فرکانس را افزایش دهد.
• ورودی دیجیتال دیگر باید به عنوان  Down (با تنظیم H1-oo = 11) برنامه‌ریزی شود تا فرکانس را کاهش دهد.

نکته مهم:
عملکرد Up/Down بر سایر منابع مرجع فرکانس اولویت دارد؛ یعنی اگر Up/Down فعال باشد، مرجع‌هایی که از طریق:

• صفحه دیجیتال درایو (دیجیتال اپراتور)
• ورودی‌های آنالوگ
• ورودی پالس

تنظیم 14: ریست خطا   (Fault Reset)

هر زمان که اینورتر یک خطا تشخیص دهد:

• کنتاکت خروجی خطا بسته می‌شود،
• خروجی اینورتر خاموش می‌شود،
• و موتور به‌صورت آزاد (Coast) تا ایست کامل می‌چرخد.

پس از اینکه فرمان Run حذف شد، خطا را می‌توان به یکی از دو روش پاک کرد:

1. با استفاده از کلید RESET روی اپراتور دیجیتال،
2. یا با بستن یک ورودی دیجیتال که به‌عنوان  Fault Reset برنامه‌ریزی شده باشد (H1-oo = 14) .

به بیان ساده:
بعد از وقوع خطا و قطع فرمان Run ، کافی است ورودی دیجیتالی که برای ریست خطا تنظیم کرده‌اید را لحظه‌ای فعال کنید تا خطا پاک شود و درایو آماده کار شود.

تنظیم 15/17: توقف سریع (Fast-stop) – ورودی نرمال باز (N.O.) / نرمال بسته  (N.C.)

عملکرد Fast-stop بسیار مشابه یک ایست اضطراری در درایو عمل می‌کند. هنگامی که فرمان Fast-stop در زمان کارکرد درایو فعال شود:

• درایو با استفاده از زمان کاهش سرعت تعیین‌شده در C1-09، موتور را سریعاً تا توقف کامل کاهش سرعت می‌دهد.
• درایو تنها زمانی قابل راه‌اندازی مجدد است که:
  1. موتور کاملاً متوقف شده باشد،
  2. ورودی Fast-stop غیرفعال باشد،
  3. و فرمان  Run یک بار قطع و دوباره اعمال شده باشد.

نحوه انتخاب نوع ورودی:

• برای فعال‌سازی Fast-stop با سوییچ نرمال باز (N.O.) → پارامتر H1-oo = 15
• برای فعال‌سازی Fast-stop با سوییچ نرمال بسته (N.C.) → پارامتر H1-oo = 17