guia de aplicação para bobinadores

Manual do Usuário

GUIADEAPLICAÇÃO PARA

BOBINADORES - CFW09 / PLC

GUIADEAPLICAÇÃO PARA

BOBINADORES - CFW09 / PLC

22

GUIA DE APLICAÇÃO PARA BOBINADORES - CFW09 / PLCGUIA DE APLICAÇÃO PARA BOBINADORES - CFW09 / PLC

A informação abaixo descreve as revisões ocorridas neste guia deaplicação:

Revisão

1

Descrição da Revisão

Primeira Edição

Cap.

-

ÍNDICE

1 OBJETIVO .................................................................................................................. 05

2 INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 05

2.1 Inversor de Freqüência CFW09 ................................................................................. 05

2.2 Cartão PLC............................................................................................................... 07

3 BOBINAMENTO DE MATERIAIS ................................................................................ 07

3.1 Introdução ................................................................................................................. 07

3.2 Tipos de Bobinadores ............................................................................................... 08

3.2.1 Bobinador Axial ...................................................................................................... 08

3.2.2 Bobinador Tangencial ............................................................................................. 09

3.2.3 BobinadorAxial-Tangencial ..................................................................................... 09

3.3 Conceitos.................................................................................................................. 09

3.3.1 Velocidade de Linha ............................................................................................... 09

3.3.2 Tensão do Material ................................................................................................. 10

3.3.3 Rolo Puxador .......................................................................................................... 10

3.3.4 Stall ........................................................................................................................ 10

3.3.5 Taper ...................................................................................................................... 10

3.3.6 Inércia .................................................................................................................... 10

3.3.7 Diâmetro ................................................................................................................ 10

3.3.8 Balancim ................................................................................................................ 11

3.3.9 Célula de Carga ..................................................................................................... 11

4 APLICAÇÕES DE BOBINADORES NO WLP............................................................ 11

4.1 Plástico ..................................................................................................................... 12

4.1.1 Bobinador Tangencial ............................................................................................. 13

4.1.1.1 Realimentação de Força por Célula de Carga ..................................................... 13

4.1.1.1.1 Parâmetros de Configuração da Velocidade do Motor ..................................... 15

4.1.1.1.2 Parâmetros de Configuração das Entradas Analógicas .................................... 18

4.1.1.1.3 Parâmetros de Configuração das Características do Bobinador ...................... 21

4.1.1.1.4 Parâmetros para Função Taper ........................................................................ 23

4.1.1.1.5 Parâmetros de Configuração para Ajuste do PID .............................................. 25

4.1.1.1.6 Conclusão do Assistente de Configuração e Transferência do Programa ......... 27

4.1.1.1.7 Outros Parâmetros ........................................................................................... 27

4.1.1.2 Realimentação de Força por Balancim ................................................................ 29








4.1.1.3 Realimentação de Força por Torque do Motor ..................................................... 44


ÍNDICE







5 TRANFERÊNCIA DAS APLICAÇÕES DE BOBINADORES NO WLP ........................ 58

6 OBSERVAÇÕES GERAIS ......................................................................................... 60


55

GUIADE APLICAÇÃO PARABOBINADORESCFW09 / PLC

1 OBJETIVO_______________________________________________

Descrever o bobinamento de materiais, e a aplicação do softiware desenvolvido queservirá de base para o usuário aplicar a um inversor de freqüência no controle da sua aplica-ção de bobinamento.

2 INTRODUÇÃO____________________________________________

Os softwares aplicativos desenvolvidos para bobinadores foram baseados em uma es-trutura composta por um Inversor de Freqüência WEG CFW09, em conjunto com um cartão decontrole PLC instalado no mesmo, sendo o aplicativo desenvolvido com a ferramenta de pro-gramação WLP.

2.1 Inversor de Freqüência CFW09_____________________________

O inversor de freqüência CFW-09 é um produto que permite o controle de velocidade etorque 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 funcio-namento do motor até a sua velocidade síncrona (Ex. 1800rpm para um motor 4 pólos em 60Hz). Assim, para variar a velocidade do motor de indução temos que variar a freqüência datensão de alimentação, onde a estratégia de controle “V/F constante” varia a tensão proporci-onalmente 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 emaplicações normais que não requerem elevada dinâmica (respostas rápidas e variações decarga ou referência), nem elevada precisão e nem controle de torque. Um inversor com contro-le escalar pode controlar a velocidade de rotação do motor com uma precisão de até 0,5 % darotação nominal para sistemas sem variação de carga, e de 3 % a 5 % com variação de cargade 0 a 100 % do torque nominal.

Seguindo a estratégia de controle escalar, a WEG desenvolveu uma variação do contro-le V/F tradicional para o acionamento de motores de indução trifásicos, via inversor de fre-qüência chamado de VVW (Voltage Vector Weg). Autilização do controle apresentado permi-te uma sensível melhora no desempenho do acionamento em regime permanente, em termosde regulação de velocidade e capacidade de torque em baixas rotações (freqüência inferior a5Hz). 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 VVWutiliza apenas a medição da corrente estatórica, o valor da resistência estatórica (que é obtida

66


via uma rotina de auto-ajuste do inversor) e os dados de placa do motor de indução. Estecontrole 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 ofluxo do estator constante independente da freqüência de operação e da carga aplicada aomotor. Para obter uma boa regulação de velocidade em regime permanente, a freqüência deescorregamento é calculada a partir do valor estimado do torque de carga (o qual consideraos dados do motor).

O controle vetorial proporciona uma elevada precisão de regulação de velocidade, altaperformance dinâmica, controle de torque linear para aplicações de posição ou de tração eoperação suave em baixa velocidade e sem oscilações de torque, mesmo com variação decarga. No motor de indução a corrente do estator é responsável por gerar o fluxo demagnetização e o fluxo de torque, não permitindo obter um controle direto do torque. Basica-mente, o circuito de potência do inversor de freqüência vetorial não é diferente de um inversorde freqüência V/F, sendo composto dos mesmos blocos funcionais. No controle escalar areferência de velocidade é usada como sinal para gerar os parâmetros tensão/freqüênciavariável e disparar os transistores de potência. Já no controle vetorial calcula-se a correntenecessária para produzir o torque requerido pela máquina, decompondo-se a corrente doestator 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 emduas componentes: Id ou corrente de magnetização (produtora de FLUXO), e Iq oucorrente 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 componen-tes;A qualidade com a qual estas componentes são identificadas e controladas define onível 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 por encoder conseguem-se excelentes características de regulaçãoe 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, masé 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.


77

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 deintertravamento, que utilizam as entradas e saídas digitais do cartão, bem como as entradas esaídas digitais e analógicas do próprio inversor, que podem ser acessadas pelo programa dousuário. Dentre as várias funções disponíveis, podemos destacar desde simples contatos ebobinas até funções utilizando ponto flutuante, como soma, subtração, multiplicação, divisão,funções trigonométricas, raiz quadrada, etc. Outras funções importantes são blocos PID, filtrospassa-alta e passa-baixa, saturação, comparação, todos em ponto flutuante. Além das fun-ções citadas acima, o cartão PLC oferece blocos para controle de posição e velocidade domotor, que são posicionamentos com perfil trapezoidal, posicionamentos com perfil S, gera-ção de referência de velocidade com rampa de aceleração trapezoidal, etc. (obs: paraposicionamento, é imperativo o uso de um encoder acoplado ao motor). Todas as funçõespodem interagir com o usuário, através de 100 parâmetros programáveis, que podem seracessados diretamente pela HMI do inversor e, através do WLP, podem ser customizadoscom 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 dasvezes, a bobina faz parte do processo intermediário de produção, como por exemplo, embala-gens plásticas, onde inicialmente são produzidas pela extrusora, após são convertidas paratamanhos comerciais, sendo então impressas por máquinas gráficas, e por último são conver-tidas nas embalagens para o produto final.

Para que isto seja feito, é necessário ter um acionamento que consiga acompanhar asmais diversas etapas de produção. Portanto, podemos aplicar neste caso, um inversor defreqüência controlando um motor de indução, fazendo com que o mesmo se adeque a carac-terística deste tipo de carga, (ter potência constante, ou seja, durante todo o processo debobinamento, a potência demandada se mantém constante) tendo no inicio uma velocidadeelevada com um baixo torque, e no final uma velocidade baixa e um alto torque. Isto pode sercontrolado de forma:

Direta: uma célula de carga ou um balancim fornece a realimentação da força detracionamento 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 obobinamento.

88


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 rolosde atrito;Bobinadores axiais-tangenciais, onde a bobina é acionada diretamente pelo eixo etambém indiretamente através de rolos de atrito.

3.2.1 Bobinador Axial _____________________________________

Um bobinador axial tem como característica apresentar torque de carga do tipo potênciaconstante. Isto se deve ao requisito da velocidade tangencial Vt (m/min) da bobina ser cons-tante durante todo o processo. A velocidade de rotação (rpm) da bobina para esta condição édada por:

r

iVtn

2

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 au-menta é necessário que a rotação diminua, para que a velocidade tangencial Vt permaneçaconstante. Sendo a força de tração Ft (kgf) também constante, o torque resistente apresenta-do pela carga Tc (kgfm) é dado por:

rFtTc

Dessa forma, à medida que o raio r da bobina aumenta, o torque resistente Tc tambémaumenta. Para o acionamento de cargas desse tipo com motor de indução e inversor de fre-qüência pode-se utilizar:

Somente a faixa de rotação abaixo da rotação nominal do motor, levando em conta oproblema 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 ede torque motor se assemelham, não havendo problemas de sobrecarga do motornem de sobreaquecimento.

Novamente é importante atentar para o requisito de estabilidade de velocidade debobinamento, imposto pelo material a ser bobinado, obrigando muitas vezes a utilização deinversores com controle vetorial. Há também bobinadores axiais onde não há o requisito davelocidade tangencial ser constante. Nestes casos a rotação do motor não varia, e o torque decarga aumenta proporcionalmente ao aumento do raio da bobina.

Em bobinadores axiais, o material é bobinado em um núcleo ou em um eixo central. Obobinamento 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 seráreduzida com o aumento do diâmetro da bobina. Já em um desbobinador, a rotação do motorserá aumentada com a diminuição do diâmetro da bobina.


99

3.2.2 Bobinador Tangencial ____________________________

Um bobinador tangencial tem como característica apresentar o torque de carga do tipoconstante. A rotação do motor permanece constante durante todo o processo a fim de mantera velocidade tangencial da bobina também constante. Importante apenas atentar para o pro-blema de sobreaquecimento do motor em condições de operação em baixa velocidade, e emvelocidade acima da nominal. O bobinamento é feito encostando a bobina no rolo acionadopelo motor. Durante o bobinamento, o rolo acionado pelo motor ou a bobina devem mover-sedurante 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 sistemapneumático ou hidráulico. A dureza da bobina para bobinadores tangenciais é controladatanto pelo tensionamento do material quanto pela força de encosto (nip) da bobina no roloacionado.

3.2.3 Bobinador Axial-Tangencial _______________________

Um bobinador axial-tangencial pode controlar a dureza da bobina ajustando a tensão dobobinamento como faz o bobinador axial e o bobinador tangencial. Adiferença é que o contro-le 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. Quan-do o torque total dos dois motores que estão acionando respectivamente o bobinador axial eo bobinador tangencial se igualarem à tensão do material bobinado mais a resistência dosrolos e os outros atritos, os torques podem ser divididos entre os dois acionamentos de ma-neiras diferentes. Certamente, um acionamento “briga” com o outro para fornecer uma bobinamais dura ou mais frouxa.

3.3 Conceitos_____________________________________________

3.3.1 Velocidade de Linha_____________________________________

Velocidade de linha corresponde à velocidade operacional de um processo coordena-do, onde a velocidade do material que está sendo processado pode ser expressa em metrospor minuto, ou pés por minuto, ou jardas por minuto, ou metros por segundo, etc. Considere ummotor funcionando bobinando um material com velocidade constante. Como o material é ar-mazenado no bobinador, o diâmetro da bobina irá aumentar com o passar do tempo. Se avelocidade do motor for constante, e sabendo que o diâmetro da bobina aumenta, a velocida-de tangencial na superfície do material também aumentará. Como a maioria dos processosdeseja uma velocidade de linha constante durante o bobinamento, este aumento da velocida-de do motor é indesejável e precisa ser compensado para que permaneça constante com oaumento do diâmetro da bobina.

1010


3.3.2 Tensão do Material_____________________________________

Tensão do material é a força de tração longitudinal que está sendo exercida em um ma-terial, ou simplesmente, como o material é puxado firmemente. A tensão pode ser expressanas 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 puxadorpode ser feito sob medida para ser o principal meio de transporte do material ou pode ser demenor potência somente para ajudar no transporte do material.

3.3.4 Stall__________________________________________________

“Stall” significa o percentual de tensão necessária para manter o material tensionadoquando o processo de bobinamento está parado. Serve para sustentar a tensão do materialque está sendo bobinado preparando para um reinício, como também não permitir que o mes-mo desenrole.

3.3.5 Taper_________________________________________________

“Taper” é uma função que tem por finalidade reduzir a tensão do material que está sendobobinado 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 apermanecer em movimento, como também a de resistir a uma mudança de velocidade. Paramover um tijolo com uma devida massa, o mesmo deve ser empurrado com alguma força. Otijolo poderia deslocar-se para sempre, exceto pelo atrito, que freia o tijolo e após conseguepará-lo. A inércia aplica este mesmo princípio para objetos girando. Um torque deve seraplicado para causar uma mudança na velocidade angular.

Para acelerar ou desacelerar um motor e sua carga, o motor, a caixa de engrenagens, eos outros equipamentos do processo devem resistir mecanicamente à mudança da velocida-de. Se uma potência extra não for dada durante a aceleração ou retirada durante adesaceleração, a inércia do sistema poderá causar transientes indesejáveis na tensão, ruptu-ra do material ou um bobinamento frouxo.

3.3.7 Diâmetro______________________________________________

Saber o diâmetro da bobina quando se esta bobinando ou desbobinando um materialpermite efetuar compensações dependentes do diâmetro como a compensação de inérciado material. O diâmetro pode ser usado para definir valores de pontos para o controle doinversor, ajustar o torque quando se usa o controle de potência constante, em compensaçõespara o setpoint de força, ou para referenciar a velocidade de bobinamento. O diâmetro podetambém ser usado para ser mostrado ao operador ou para alguma lógica automática da má-quina. O diâmetro pode ser medido usando um sensor utrasônico ou um rolo do apoio compotenciômetro analógico. O diâmetro pode ser calculado dividindo-se o sinal da velocidade


1111

potenciômetro analógico. O diâmetro pode ser calculado dividindo-se o sinal da velocidadede linha pela velocidade da bobina (velocidade motor/relação de redução) em rpm. Outra ma-neira, mais simples, pode ser uma acumulação das rotações ao longo do tempo. O diâmetropode também ser calculado multiplicando a espessura do material pelo número de rotaçõesque 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 trans-porte, sendo montado sobre um eixo contrabalançado por um cilindro com ajuste de pressãode ar. A posição do balancim é transmitida por um potenciômetro giratório ou dispositivo simi-lar. Quando a força de tracionamento do material aumenta, o balancim é deslocado para umanova posição, sendo então transmitido este novo valor ao controle, que deverá detectar essamudança 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 detracionamento que está sendo exercida no material.

4 APLICAÇÕES DE BOBINADORES NO WLP_____________________

O capítulo 4 descreve como acessar, configurar e programar os aplicativos desenvolvi-dos para bobinamento de matérias, como também, descreve o blocodiagrama de controle eos parâmetros necessários para o seu funcionamento.

Para criar um novo projeto contendo um aplicativo desenvolvido para bobinamento demateriais, é necessário acessar o menu “Ferramentas” opção “Aplicação”, clicando em “Cri-ar”, conforme figura abaixo:

Na caixa de diálogo “Aplicação” deverá ser selecionado o tipo como “Bobinador “, comotambém deverá ser dado um nome ao novo projeto, neste exemplo “Bobinador1”, conformefigura abaixo:

1212


Após a seleção do tipo de aplicação, clique em “OK” para confirmar os dados seleciona-dos. Então, um assistente de criação ajudará a selecionar o tipo de bobinador e qual estraté-gia de controle que será usada no projeto. No passo 1 do assistente de criação, deve serselecionado o tipo de material que será bobinado, ou seja, conforme o tipo de material a serbobinado 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 aplicativopara o mesmo. Até o presente momento, os aplicativos para bobinadores onde omaterial bobinado é papel, fio metálico, chapa metálica ou tecido não foramimplementados.

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 bobinadordo projeto.


1313

NOTA!Se o tipo de bobinador não estiver habilitado, significa que o WLP não contém oaplicativo para o mesmo. Até o presente momento, os aplicativos para bobinadoresdo 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” parair ao passo 3 do assistente de criação. Neste passo é selecionado o tipo de controle da forçade tracionamento exercida no material.

NOTA!Se o tipo de controle não estiver habilitado, significa que o WLP não contém o aplicativopara 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 aplicativopara bobinamento tangencial de material plástico com realimentação de força por célula decarga; o mesmo será renomeado conforme definido na caixa de diálogo “Aplicação”, inician-do assim, o assistente de configuração, onde será definido os valores dos parâmetros deconfiguração da aplicação.

Em um bobinador tangencial ou por encosto, a bobina é posicionada encostando-a numrolo 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 puxadorcom a velocidade tangencial do rolo acionado pelo inversor, mais o controle da força detracionamento feito através de um controlador PID que incrementa ou decrementa a velocida-de do rolo bobinador. Este controlador PID é realimentado externamente por uma célula decarga. Abaixo o blocodiagrama de controle para este tipo de bobinador:

1414


Conforme o blocodiagrama acima, a seguir é mostrado um diagrama das conexões desinais e controle no cartão eletrônico de controle CC9 e no cartão PLC2 que são usados parao bobinador tangencial com realimentação de força por célula de carga.

AI102

ANALOG

INPUT

P848

P847

P846

AI101

ANALOG

INPUT

P851

P850

P849

AI1

ANALOG

INPUT

P844

P843

P842

FILTER

P845

FILTER

P841

DIAMETER

LENGTH

DI104

P876

P875

P874

DI103

DI105

Lógica

interna

P817

(1)

(0)

TAPERP879

P878

P877

P818

(1)

(0)

PID

ACADEMIC

P857

P856

P855

P859

P858

P894P819

(1)

(0)

M/MIN

TO RPM

P840

P839

P838

X

P837SPEED

REFERENCE

DI101

DI102

P100

+

P101

VELOCIDADE

DE LINHA

SETPOINT

DE FORÇA

REALIMENTAÇÃO

DE FORÇA

PARÂMETROS DE CONFIGURAÇÃO

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

P804P805

(1)

(0)

PARÂMETROS DE OPERAÇÃO

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

ENTRADAS ANALÓGICAS

AI1 - Realimentação de força

AI101 - Setpoint de força

AI102 - Velocidade de linha

ENTRADAS DIGITAIS

DI101 - Habilita bobinador

DI102 - Sentido de giro

DI103 - Troca de bobina

DI104 - Sensor de presença

DI105 - Reset diâmetro

PARÂMETROS DECONFIGURAÇÃO

CFW09 / PLC

P100 - Tempo de aceleração

P101 - Tempo de desaceleração

P133 - Referência de velocidade mínima

P134 - Referência de velocidade máxima

P766 - Tempo de amostragem do PID

P767 - Velocidade síncrona do motor

P133

P134

P766

P767

Cartão Eletrônico de Controle CC9:

Conector XC1 Função no bobinador tangencial1 DI101 Habilita bobinador2 DI102 Sentido de giro3 DI103 Troca de bobina4 DI104 Sensor de presença de material5 DI105 Reset de diâmetro6 DI106 Não usado7 COM Ponto comum das entradas digitais8 COM Ponto comum das entradas digitais9 24Vcc Alimentação para as entradas digitais10 DGND Referência 0V da fonte 24 Vcc11 + REF Referência positiva para potenciômetro do Setpoint de Força

12 + AI101

13 - AI101Entrada Analógica para Setpoint de Força

14 - REF Referência negativa para potenciômetro do Setpoint de Força

15 + AI10216 - AI102

Entrada Analógica para Velocidade de linha

Cartão PLC2:

Conector XC22 Função no bobinador tangencial24 - AI125 + AI1

Entrada Analógica para Realimentação de Força

CW

CCW

5k


1515

4.1.1.1.1 Parâmetros de Configuração da Velocidade do Motor______

O passo 1 do assistente de configuração relaciona os parâmetros de configuração davelocidade do motor, conforme figura abaixo:

Velocidade do motor:Apresenta os parâmetros referentes ao controle da velocidade de operação do motor.

Faixa[Ajuste fábrica]

Parâmetro Unidade Descrição / ObservaçõesParâmetro de configuração.Define o mínimo valor de referência de velocidadepara o motor quando o inversor é habilitado.

P133 0 a (P134-1)Referência de [ 0 ]velocidade rpmmínima

P134 (P133+1) aReferência de (3.4xP402)velocidade [ 1800 ]máxima rpm

Parâmetro de configuração.Define o máximo valor de referência de velocidadepara o motor quando o inversor é habilitado.

1616


Rampas:Apresenta os parâmetros referentes ao controle das rampas de operação do motor.


Parâmetro Unidade Descrição / ObservaçõesParâmetro de configuração.Define o valor para a rampa de aceleração do roloacionado de 0 ao rpm máximo definido em P134.

P100 0.1 a 999.0Tempo de [ 10.0 ]aceleração s

P101 0.1 a 999.0Tempo de [ 10.0 ]desaceleração s

Parâmetro de configuração.Define o valor para a rampa de desaceleração dorolo acionado do rpm máximo definido em P134 até0 rpm.


Parâmetro Unidade Descrição / Observações

P767 0 a 10000Velocidade [ 1800 ]síncrona do motor rpm

Parâmetro de configuração.Velocidade síncrona do motor é definida pela veloci-dade de rotação do campo girante, a qual dependedo número de pólos (2p) do motor e da freqüência (f)da rede, em hertz. Os enrolamentos podem serconstruídos com um ou mais pares de pólos, que sedistribuem alternadamente (um “norte” e um “sul”) aolongo da periferia do núcleo magnético. O campogirante percorre um par de pólos (p) a cada ciclo.Assim, como o enrolamento tem pólos ou “p” paresde pólos, a velocidade do campo será:

Exemplo: um motor de 4 pólos em 60 Hz possui umavelocidade síncrona de 1800 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 daHMI.

pólosn

f

p

fns

º

12060


1717



Parâmetro de configuração.Define a fonte de origem do comando que irá selecionarentre a situação em modo local e a situação em modoremoto.Configurado valor padrão para “Sempre Remoto”.

P220 0 a 10Seleção local / [ 1 ]remoto -

P221 0 a 11Seleção [ 0 ]referência de -velocidade local

P222 0 a 11Seleção [ 11 ]referência -de velocidaderemoto

P223 0 a 11Seleção do [ 2 ]sentido de giro -local

Parâmetro de configuração.Define a origem da referência de velocidade quandocomando em modo local.Configurado valor padrão para “Teclas”.

Parâmetro de configuração.Define a origem da referência de velocidade quandocomando em modo remoto.Configurado valor padrão para “PLC”.

Parâmetro de configuração.Define a origem do sentido de giro do motor quandocomando em modo local.Configurado valor padrão para “Teclas Horário”.

Parâmetro de configuração.Define a origem do comando para girar e parar omotor quando comando em modo local.Configurado valor padrão para “Teclas”.

P224 0 a 4Seleção gira / [ 0 ]pára local -

P225 0 a 5Seleção JOG [ 1 ]local -

P226 0 a 11Seleção do [ 10 ]sentido de giro -remoto

Parâmetro de configuração.Define a origem do comando de JOG na referênciade velocidade quando comando em modo local.Configurado valor padrão para “Teclas”.

Parâmetro de configuração.Define a origem do sentido de giro do motor quandocomando em modo remoto.Configurado valor padrão para “PLC Horário”.

P227 0 a 4Seleção gira / [ 4 ]pára remoto -

P228 0 a 5Seleção JOG [ 0 ]remoto -

Parâmetro de configuração.Define a origem do comando para girar e parar omotor quando comando em modo remoto.Configurado valor padrão para “PLC”.

Parâmetro de configuração.Define a origem do comando de JOG na referênciade velocidade quando comando em modo remoto.Configurado valor padrão para “Inativo”.

1818


NOTA!Para o correto funcionamento da aplicação e do assistente de configuração, é neces-sário antes parametrizar corretamente o inversor de freqüência CFW09 com a placaPLC, seguindo os passos descritos em seus respectivos manuais.A configuração mostrada acima para os parâmetros da seleção de comando serátransferida juntamente com todos os parâmetros de configuração da aplicação atra-vés 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 daconversão e tratamento dos sinais provenientes das entradas analógicas, conforme figuraabaixo:

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.


1919



Parâmetro de configuração.Define o valor em Kgf a ser somado ao setpoint deforça de tração.Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas deprecisão (x.xx) e sem sinal.

P850 -320.00 a +320.00Offset do setpoint [ 0.00 ]de força Kgf

P849 0.100 a 9.900Ganho para [ 1.000 ]calibração do -setpoint de força

P819 0 ou 1Setpoint de [ 0 ]força via bitparâmetro (P894)

Parâmetro de configuração.Define o valor para ajuste/calibração do setpoint deforça de tração.Visualizado na HMI do CFW09 com três casas deprecisão (x.xxx).

Parâmetro de configuração.Em 0 configura o setpoint de força de tração para serlido por entrada analógica.Em 1 configura o setpoint de força de tração para serlido pelo parâmetro de monitoração P894.

NOTAGERAL!Os valores dos parâmetros relativos a aplicação (Parâmetros PLC) mostrados naHMI do CFW09 não apresentam sinal e nem o ponto de precisão. Por exemplo, casoo valor de P850 (offset do setpoint de força) seja +2.00%, será mostrado o valor 200na 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.



Parâmetro de configuração.Define a escala da velocidade de linha quecorresponde aos 100% da entrada analógica.

P848 0 a 10000Fator de escala [ 100 ]da velocidade de m/minlinha

P847 -320.00 a +320.00Offset da [ 0.00 ]velocidade de m/minlinha

Parâmetro de configuração.Define o valor em metros por minuto (m/min) a sersomado à velocidade de linha.Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas deprecisão (x.xx) e sem sinal.

P851 0 a 10000Fator de escala [ 50 ]do setpoint de Kgfforça

Parâmetro de configuração.Define a escala do setpoint de força de tração quecorresponde aos 100% da entrada analógica.

2020




Parâmetro de configuração.Define o valor para ajuste/calibração da velocidadede linha.Visualizado na HMI do CFW-09 com três casas deprecisão (x.xxx).

P846 0.100 a 9.900Ganho para [ 1.000 ]calibração da -velocidade delinha

P845 1 a 32000Constante de [ 150 ]tempo para filtro msda velocidade delinha

Parâmetro de configuração.Define o valor para constante de tempo do filtro de 1a

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.



Parâmetro de configuração.Define a escala da força aplicada ao material medi-da pela célula de carga que corresponde aos 100%da entrada analógica.

P844 0 a 10000Fator de escala [ 50 ]da realimentação Kgfda força

P843 -320.00 a +320.00Offset da [ 0.00 ]realimentação Kgfda força

P842 0.100 a 9.900Ganho para [ 1.000 ]calibração da -realimentaçãoda força

P841 1 a 32000Constante de [ 150 ]tempo para filtro msda realimentaçãoda força

Parâmetro de configuração.Define o valor em Kgf a ser somado à realimentaçãoda força aplicada ao material.Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas deprecisão (x.xx) e sem sinal.

Parâmetro de configuração.Define o valor para ajuste/calibração da realimenta-ção da força aplicada ao material.Visualizado na HMI do CFW09 com três casas deprecisão (x.xxx).

Parâmetro de configuraçãoDefine o valor para constante de tempo do filtro de 1a

ordem para leitura da realimentação da força aplica-da ao material.


2121

NOTA!Conforme se observa no blocodiagrama de controle, as entradas analógicas doaplicativo para bobinador tangencial já estão pré-configuradas; isto não impede queseja alterada sua função de leitura, devendo somente ser alterado o parâmetro “In” dobloco macro “ANALOG_I” do aplicativo criado. No descritivo deste bloco macro cons-ta o blocodiagrama de como os parâmetros fator de escala, offset e ganho são utiliza-dos para fazer a conversão do sinal da entrada analógica.

4.1.1.1.3 Parâmetros de Configuração das Características doBobinador___________________________________________

O passo 3 do assistente de configuração relaciona os parâmetros de configuração decaracterísticas mecânicas e outras pertinentes ao ajuste de velocidade do bobinador em si,conforme figura abaixo:

2222


Características do bobinador:Apresenta os parâmetros relacionados às características mecânicas e outras pertinen-

tes ao ajuste de velocidade do bobinador.



Parâmetro de configuração.Define o valor do diâmetro do rolo acionado pelomotor.

P840 1 a 10000Diâmetro do [ 300 ]rolo acionado mm

P839 0.01 a 320.00Relação da [ 10.00 ]redução -

P838 0.100 a 9.900Ganho para [ 1.000 ]calibração da -velocidade domotor

P837 0.100 a 9.900Ganho para [ 1.000 ]saturação da -velocidade delinha

Parâmetro de configuração.Entrada do valor da relação da redução existenteentre o eixo do motor e o eixo do rolo acionado, res-peitando sempre a relação de 1:x, onde x é a relaçãoda redução.Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas deprecisão (x.xx)

Parâmetro de configuração.Define o valor para ajuste/calibração da velocidadedo motor (rpm) conforme a velocidade de linha emm/min.Visualizado na HMI do CFW09 com três casas deprecisão (x.xxx).

Parâmetro de configuração.Define um valor de ganho a velocidade do motor de-finida pela velocidade de linha em m/min, proporcio-nando ao rolo acionado ter uma velocidade tangencialem m/min maior ou menor que a velocidade de linha.Visualizado na HMI do CFW09 com três casas deprecisão (x.xxx).

NOTA!Conforme se observa no blocodiagrama de controle, as entradas digitais do aplicativopara bobinador tangencial já estão pré-configuradas. As entradas digitais DI101 eDI102, que se localizam na placa de controle do CFW09, foram destinadas à habilita-ção do bobinamento e à definição do sentido de giro do motor, respectivamente.


2323

4.1.1.1.4 Parâmetros para Função Taper________________________

O passo 4 do assistente de configuração relaciona os parâmetros de configuração eoperação da função taper e conseqüente estimação do diâmetro da bobina, conforme figuraabaixo:



Parâmetro de configuração.Em 0 desabilita função taper e estimação de diâme-tro.Em 1 ativa ou habilita a lógica para estimação dediâmetro da bobina através do comprimento e es-pessura do material e conseqüente aplicação da fun-ção taper para bobinamento.

P818 0 ou 1Ativa taper e [ 0 ]estimação de bitdiâmetro

P817 0 ou 1Habilita sensor [ 0 ]externo de bitpresença dematerial (DI104)

Parâmetro de configuração.Funciona somente se parâmetro P818 estiver habili-tado (em 1).Em 0 a presença de material é detectada por umalógica implementada no aplicativo.Em 1 a presença de material é detectada por umsensor externo alocado na entrada digital DI104.

2424


Função taper para bobinamento:Apresenta os parâmetros relacionados à aplicação da função taper conforme o diâmetro

estimado do material bobinado.



Parâmetro de operação.Define o setpoint para a função taper, onde repre-senta o percentual de decréscimo do setpoint de for-ça quando o diâmetro da bobina for o diâmetro final(P877). O valor resultante deste decréscimo é apli-cado como setpoint de força de bobinamento.

P879 0 a 70Setpoint para [ 20 ]função taper %

P878 0 a 10000Diâmetro inicial [ 150 ]

mm

P877 0 a 10000Diâmetro final [ 400 ]

mm

Parâmetro de operação.Define o valor do diâmetro inicial para o funcionamen-to da função taper para o setpoint de força de tração.Caso o diâmetro da bobina seja menor, não é aplica-do decréscimo do valor do setpoint de força de tra-ção do material.

Parâmetro de operação.Define o valor do diâmetro final para o funcionamen-to da função taper para o setpoint de força de tração.Caso o diâmetro da bobina seja maior, o valor dedecréscimo do setpoint de força de tração do mate-rial permanecerá com o valor máximo definido emP879.

Estimação do diâmetro:Apresenta os parâmetros relacionados à estimação do diâmetro da bobina conforme

comprimento e espessura do material.



Parâmetro de operação.Define o valor do diâmetro mínimo ou diâmetro dotubete onde o material será bobinado. Será o valorcarregado a cada troca de bobina detectada pelaentrada digital DI103.

P876 0 a 10000Diâmetro [ 100 ]mínimo da bobina mm

P875 0 a 10000Diâmetro para [ 100 ]reset mm

P874 0 a 32000Espessura do [ 40 ]material mm

Parâmetro de operação.Define o valor do diâmetro que será transferido quan-do for efetuado o comando para resetar o valor atualdo diâmetro que está sendo bobinado através da en-trada digital DI105. Quando for efetuado este coman-do, o valor do comprimento do material será calcula-do conforme o diâmetro de reset e a espessura domaterial.

Parâmetro de operação.Define o valor da espessura do material para a esti-mação do diâmetro da bobina.


2525

NOTA!Conforme se observa no blocodiagrama de controle, as entradas digitais do aplicativopara bobinador tangencial já estão pré-configuradas.As entradas digitais DI103, DI104e DI105, que se localizam na placa de controle do CFW09, foram destinadas à trocade bobina, sensor externo de presença de material e comando para reset do diâme-tro, 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 paraajuste do controlador PID do controle da força de tração do material, conforme figura abaixo:

2626


Na primeira vez que o assistente de configuração é utilizado, antes da chamada do pas-so 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 de configuração.Define o valor do ganho proporcional do PID paracontrole da força de tração do material.Visualizado na HMI do CFW09 com três casas deprecisão (x.xxx).

P859 0.001 a 32.000Ganho [ - ]proporcional -

P858 0.01 a 320.00Ganho integral [ - ]

-

P857 0.001 a 32.000Ganho derivativo [ - ]

-

Parâmetro de configuração.Define o valor do ganho integral do PID para controleda força de tração do material.Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas deprecisão (x.xx).

Parâmetro de configuração.Define o valor do ganho derivativo do PID para con-trole da força de tração do material.Visualizado na HMI do CFW09 com três casas deprecisão (x.xxx).


2727



Parâmetro de configuração.Define o valor para o limite positivo de ação do PID.

P856 0.00 a 100.00Limite positivo [ - ]

%

P855 0.00 a 100.00Limite negativo [ - ]

%

Parâmetro de configuração.Define o valor para o limite negativo de ação do PID.O valor do sinal negativo é inserido internamente nalógica do aplicativo.

Limites da ação de controle do PIDApresenta os parâmetros relacionados à limitação da ação de controle do PID.

Configuração do PID:Apresenta o parâmetro referente a configuração do tempo de amostragem do bloco de

controle PID do cartão PLC.



Parâmetro de configuração.Define o tempo ou período de amostragem dos blo-cos PID em passos de 1.2 ms. O valor do período deamostragem deve ser escolhido conforme a respos-ta do sistema e deve ser sempre maior que o ciclode scan da placa PLC (P751).Exemplo: P766 igual a 9, significa que o “sample time”do PID será 10.8 ms.

P766 0 a 10000Tempo de [ 9 ]amostragem x 1.2 msdo PID

4.1.1.1.6 Conclusão do Assistente de Configuração e Transferênciado 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 nobotão “Concluir”. Feito isto será aberto à janela para transferir o programa do usuário, o textodos parâmetros do usuário e os valores dos parâmetros. Detalhes deste passo estão descri-tos no capítulo 5 deste guia de aplicação.

4.1.1.1.7 Outros Parâmetros_________________________________

Existem outros parâmetros PLC de uso no aplicativo desenvolvido para bobinadortangencial com realimentação de força por célula de carga.

2828




Parâmetro de monitoração.Mostra o valor da velocidade de linha conforme valorconvertido e lido pela entrada analógica.

P895 0 a 10000Velocidade [ - ]de linha m/min

P894 0.0 a 1000.0Setpoint de força [ - ]

Kgf

P893 0.0 a 1000.0Setpoint de [ - ]força após função Kgftaper

P892 0.0 a 1000.0Realimentação [ - ]da força de tração Kgfdo material

P891 0 a 10000Diâmetro da [ - ]bobina mm

P890 0 a 65000Comprimento [ - ]

m

P805 0 ou 1Modo manutenção [ 0 ]

bit

P804 0 a 10000Setpoint de [ - ]velocidade de m/minlinha em modomanutenção

Parâmetro de monitoração/operação.Com P819 desabilitado (em 0), mostra o valor ajus-tado para o setpoint de força de tração provenienteda entrada analógica.Com P819 habilitado (em 1) serve com entrada dovalor do setpoint de força de tração.Visualizado na HMI do CFW09 com uma casa de pre-cisão (x.x).

Parâmetro de monitoração.Mostra o setpoint de força de tração após a aplica-ção da função taper. Caso a função taper estejadesabilitada, será repetido o valor do P894.Visualizado na HMI do CFW09 com uma casa de pre-cisão (x.x).

Parâmetro de monitoração.Mostra o valor da força de tração do material lido pelacélula de carga.Visualizado na HMI do CFW09 com uma casa de pre-cisão (x.x).

Parâmetro de monitoração.Mostra o valor atual do diâmetro estimado da bobi-na.

Parâmetro de monitoração.Mostra o comprimento atual do material bobinado ser-vindo para o cálculo estimado do diâmetro da bobina.

Parâmetro de manutenção.Em 0 modo manutenção está desabilitado.Em 1 habilita modo manutenção para a lógica de fun-cionamento do bobinador. Serve para que possa serfeita a calibração de velocidade do rolo acionado.Desabilita a atuação do PID de controle e permite aentrada de valor da velocidade de linha em m/minatravés do parâmetro P804.

Parâmetro de manutenção.Define o valor do setpoint da velocidade de linha domaterial a ser bobinado,quando em modo manuten-ção.


2929

4.1.1.2 Realimentação de Força por Balancim____________________

Selecionando o tipo de controle “Realimentação de força por balancim”, clique em “Con-cluir” para finalizar o assistente de criação. Após este comando, será carregado o aplicativopara bobinamento tangencial de material plástico com realimentação de força por balancim; omesmo será renomeado conforme definido na caixa de diálogo “Aplicação”, iniciando assim,o assistente de configuração, onde será definido os valores dos parâmetros de configuraçãoda aplicação.

Em um bobinador tangencial ou por encosto, a bobina é posicionada encostando-a numrolo 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 puxadorcom a velocidade tangencial do rolo acionado pelo inversor mais, o controle da força detracionamento feito através de um controlador PID que incrementa ou decrementa a velocida-de do rolo bobinador. Este controlador PID é realimentado externamente por um balancim.Abaixo o blocodiagrama de controle para este tipo de bobinador:

Conforme o blocodiagrama acima, a seguir é mostrado um diagrama das conexões desinal e controle no cartão eletrônico de controle CC9 e no cartão PLC2 que são usados para obobinador tangencial com realimentação de força por balancim.

AI102

ANALOG

INPUT

P848

P847

P846

AI101

ANALOG

INPUT

P851

P850

P849

AI1

ANALOG

INPUT

P844

P843

P842

FILTER

P845

FILTER

P841

DIAMETER

LENGTH

DI104

P876

P875

P874

DI103

DI105

Lógica

interna

P817

(1)

(0)

TAPERP879

P878

P877

P818

(1)

(0)

PID

ACADEMIC

P857

P856

P855

P859

P858

P894P819

(1)

(0)

M/MIN

TO RPM

P840

P839

P838

X

P837SPEED

REFERENCE

DI101

DI102

P100

+

P101

VELOCIDADE

DE LINHA

SETPOINT

DE FORÇA

REALIMENTAÇÃO

DE FORÇA














P844 - Fator de escala da realimentação da força

P843 - Offset da realimentação da força

P842 - Ganho para calibração da realimentação da força











P804P805

(1)

(0)

PARÂMETROS DEOPERAÇÃO









AI1 - Realimentação de força



ENTRADAS DIGITAIS







CFW09 / PLC







P133

P134

P766

P767

3030



12 + AI101



15 + AI10216 - AI102



Cartão PLC2:

Conector XC22 Função no bobinador tangencial24 - AI125 + AI1

Entrada Analógica para Realimentação de Força



CW

CCW

5k


3131




Parâmetro de configuração.Define o mínimo valor de referência de velocidadepara o motor quando o inversor é habilitado.







pólosn

f

p

fns

º

12060




Parâmetro de configuração.Define o valor para a rampa de aceleração do roloacionado de 0 ao rpm máximo definido em P134.




3232























3333








3434






Parâmetro de configuração.Define a escala do setpoint de força de tração quecorresponde aos 100% da entrada analógica.

P851 0 a 10000Fator de escala [ 100 ]do setpoint de %força

P850 -100.00 a +100.00Offset do setpoint [ 0.00 ]de força %


P819 0 ou 1Setpoint de força [ 0 ]via parâmetro bit(P894)

Parâmetro de configuração.Define o valor em percentual a ser somado ao setpointde força de tração.Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas deprecisão (x.xx) e sem sinal.


Parâmetro de configuração.Em 0 configura o setpoint de força de tração paraser lido por entrada analógica.Em 1 configura o setpoint de força de tração paraser lido pelo parâmetro de monitoração P894.



3535




P848 0 a 10000Fator de escala [ 100 ]da velocidade m/minde linha



P845 1 a 32000Constante de [ 150 ]tempo para filtro msda velocidadede linha

Parâmetro de configuração.Define o valor em metros por minuto (m/min) a sersomado à velocidade de linha.Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas deprecisão (x.xx) e sem sinal.

Parâmetro de configuração.Define o valor para ajuste/calibração da velocidadede linha.Visualizado na HMI do CFW09 com três casas deprecisão (x.xxx).





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.



Parâmetro de configuração.Define a escala da força aplicada ao material medi-da pelo balancim que corresponde aos 100% da en-trada analógica.

P844 0 a 10000Fator de escala [ 100 ]da realimentação %da força

P843 -100.00 a +100.00Offset da [ 0.00 ]realimentação %da força

Parâmetro de configuração.Define o valor em percentual a ser somado à reali-mentação da força aplicada ao material.Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas deprecisão (x.xx) e sem sinal.

3636


Parâmetro de configuração.Define o valor para ajuste/calibração da realimenta-ção da força aplicada ao material.Visualizado na HMI do CFW09 com três casas deprecisão (x.xxx).

Parâmetro de configuraçãoDefine o valor para constante de tempo do filtro de 1a

ordem para leitura da realimentação da força aplica-da ao material.

P842 0.100 a 9.900Ganho para [ 1.000 ]calibração da -realimentaçãoda força

P841 1 a 32000Constante de [ 150 ]tempo para filtro msda realimentaçãoda força







3737



Parâmetro de configuração.Define o valor do diâmetro do rolo acionado pelomotor.

Parâmetro de configuração.Entrada do valor da relação da redução existenteentre o eixo do motor e o eixo do rolo acionado, res-peitando sempre a relação de 1:x, onde x é a relaçãoda redução.Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas deprecisão (x.xx).

P840 1 a 10000Diâmetro [ 300 ]do rolo acionado mm







Parâmetro de configuração.Define um valor de ganho à velocidade do motor de-finida pela velocidade de linha em m/min., proporcio-nando ao rolo acionado ter uma velocidade tangencialem m/min maior ou menor que a velocidade de linha.Visualizado na HMI do CFW09 com três casas deprecisão (x.xxx).


3838


4.1.1.2.4 Parâmetros para Função Taper________________________









3939

Função taper para bobinamento:Apresenta os parâmetros relacionados à aplicação da função taper conforme o diâme-

tro estimado do material bobinado.


Parâmetro de operação.Define o valor do diâmetro inicial para o funciona-mento da função taper para o setpoint de força detração. Caso o diâmetro da bobina seja menor, nãoé aplicado decréscimo do valor do setpoint de forçade tração do material.



mm


mm







Parâmetro de operação.Define o valor do diâmetro que será transferido quan-do for efetuado o comando para resetar o valor atualdo diâmetro que está sendo bobinado através da en-trada digital DI105. Quando for efetuado este coman-do, o valor do comprimento do material será calcula-do conforme o diâmetro de reset e a espessura domaterial.

P876 0 a 10000Diâmetro mínimo [ 100 ]da bobina mm


P874 0 a 32000Espessura do [ 40 ]material um




4040



4.1.1.2.5 Parâmetros de Configuração para Ajuste do PID___________




4141










-


-




Limites da ação de controle do PID:Apresenta os parâmetros relacionados à limitação da ação de controle do PID.




%


%



4242





P766 0 a 10000Tempo de [ 9 ]amostragem x1.2 msdo PID



4.1.1.2.6 Conclusão do Assistente de Configuração e Transferênciado Programa_________________________________________


4.1.1.2.7 Outros Parâmetros___________________________________

Existem outros parâmetros PLC de uso no aplicativo desenvolvido para bobinadortangencial com realimentação de força por balancim.


P895 0 a 10000Velocidade de [ - ]linha m/min


%



Parâmetro de monitoração/operação.Com P819 desabilitado (em 0), mostra o valor ajus-tado para o setpoint de força de tração provenienteda entrada analógica.Com P819 habilitado (em 1) serve com entrada dovalor do setpoint de força de tração.Visualizado na HMI do CFW09 com uma casa deprecisão (x.x).


4343

Parâmetro de monitoração.Mostra o setpoint de força de tração após a aplica-ção da função taper. Caso a função taper estejadesabilitada, será repetido o valor do P894.Visualizado na HMI do CFW09 com uma casa deprecisão (x.x).

P893 0.0 a 1000.0Setpoint de força [ - ]após função taper %

P892 0.0 a 1000.0Realimentação [ - ]da força de tração %do material



m


bit




Parâmetro de monitoração.Mostra o valor da força de tração do material lido pelobalancim.Visualizado na HMI do CFW09 com uma casa deprecisão (x.x).


Parâmetro de monitoração.Mostra o comprimento atual do material bobinadoservindo para o cálculo estimado do diâmetro dabobina.

Parâmetro de manutenção.Em 0 o modo manutenção desabilitado.Em 1 habilita modo manutenção para a lógica de fun-cionamento do bobinador. Serve para que possa serfeita a calibração de velocidade do rolo acionado.Desabilita a atuação do PID de controle e permite aentrada de valor da velocidade de linha em m/minatravés do parâmetro P804.

Parâmetro de manutenção.Define o valor do setpoint da velocidade de linha domaterial a ser bobinado, quando em modo manuten-ção.

4444


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 aplicativopara bobinamento tangencial de material plástico com realimentação de força por torque domotor; o mesmo será renomeado conforme definido na caixa de diálogo “Aplicação”, inician-do assim, o assistente de configuração, onde será definido os valores dos parâmetros deconfiguração da aplicação.

Em um bobinador tangencial ou por encosto, a bobina é posicionada encostando-a numrolo 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 puxadorcom a velocidade tangencial do rolo acionado pelo inversor, mais o controle de força detracionamento feito através de um controlador PID que incrementa ou decrementa a velocida-de do rolo bobinador. Este controlador PID é realimentado internamente pelo torque atual domotor. Abaixo o blocodiagrama de controle para este tipo de bobinador:

Conforme o blocodiagrama acima, a seguir é mostrado um diagrama das conexões desinal e controle no cartão eletrônico de controle CC9 usado para o bobinador tangencial comrealimentação de força por torque do motor.

AI102

ANALOG

INPUT

P848

P847

P846

AI101

ANALOG

INPUT

P851

P850

P849

TORQUE DO

MOTOR

(P009)

FILTER

P845

FILTER

P841

DIAMETER

LENGTH

DI104

P876

P875

P874

DI103

DI105

Lógica

interna

P817

(1)

(0)

TAPERP879

P878

P877

P818

(1)

(0)

PID

ACADEMIC

P857

P856

P855

P859

P858

P894P819

(1)

(0)

M/MIN

TO RPM

P840

P839

P838

X

P837SPEED

REFERENCE

DI101

DI102

P100

+

P101

VELOCIDADE

DE LINHA

SETPOINT

DE FORÇA

REALIMENTAÇÃO

DE FORÇA
























P804P805

(1)

(0)

PARÂMETROS DE OPERAÇÃO











ENTRADAS DIGITAIS






PARÂMETROS DECONFIGURAÇÃO

CFW09 / PLC







P133

P134

P766

P767


4545



12 + AI101



15 + AI10216 - AI102




CW

CCW

5k

4646



Parâmetro de configuração.Define o mínimo valor de referência de velocidadepara o motor quando o inversor é habilitado.










Parâmetro de configuração.Define o valor para a rampa de aceleração do roloacionado de 0 ao rpm máximo definido em P134.






pólosn

f

p

fns

º

12060


4747





















4848










4949



Parâmetro de configuração.Define a escala do setpoint de força de tracão quecorresponde aos 100% da entrada analógica.

P851 0 a 10000Fator de escala [ 100 ]do setpoint de %força

P850 -100.00 a +100.00Offset do setpoint [ 0.00 ]de força %


P819 0 ou 1Setpoint de força [ 0 ]via parâmetro bit(P894)



Parâmetro de configuração.Define o valor em percentual a ser somado ao setpointde força de tração.Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas deprecisão (x.xx) e sem sinal.


Parâmetro de configuraçãoEm 0 configura o setpoint de força de tração paraser lido por entrada analógica.Em 1 configura o setpoint de força de tração paraser lido pelo parâmetro de monitoração P894.




5050



P848 0 a 10000Fator de escala [ 100 ]da velocidade m/minde linha



P845 1 a 32000Constante de [ 150 ]tempo para filtro msda velocidade delinha



Parâmetro de configuração.Define o valor em metros por minuto (m/min) a sersomado velocidade de linha.Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas deprecisão (x.xx) e sem sinal

Parâmetro de configuração.Define o valor para ajuste/calibração da velocidadede linha.Visualizado na HMI do CFW09 com três casas deprecisão (x.xxx).




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.

Parâmetro de configuração.Define o valor para constante de tempo do filtro de 1ªordem para leitura do torque do motor.



P841 0 a 32000Constante de [ 150 ]tempo para filtro do mstorque do motor


5151





Parâmetro de configuração.Define o valor do diâmetro do rolo acionado pelo mo-tor.

P840 1 a 10000Diâmetro do rolo [ 300 ]acionado mm




Parâmetro de configuração.Entrada do valor da relação da redução existenteentre o eixo do motor e o eixo do rolo acionado, res-peitando sempre a relação de 1:x, onde x é a relaçãoda redução.Visualizado na HMI do CFW09 com duas casas deprecisão (x.xx)

5252







Parâmetro de configuração.Define um valor de ganho à velocidade do motor de-finida pela velocidade de linha em m/min, proporcio-nando ao rolo acionado ter uma velocidade tangencialem m/min maior ou menor que a velocidade de linha.Visualizado na HMI do CFW09 com três casas deprecisão (x.xxx).


4.1.1.3.4 Parâmetros para Função Taper_________________________



5353







Função taper para bobinamento:Apresenta os parâmetros relacionados à aplicação da função taper conforme o diâme-

tro estimado do material bobinado.




mm


mm



Parâmetro de operação.Define o valor do diâmetro inicial para o funciona-mento da função taper para o setpoint de força detração. Caso o diâmetro da bobina seja menor, nãoé aplicado decréscimo do valor do setpoint de forçade tração do material.


5454





P876 0 a 10000Diâmetro mínimo [ 100 ]da bobina mm


P874 0 a 32000Espessura do [ 40 ]material um



Parâmetro de operação.Define o valor do diâmetro que será transferido quan-do for efetuado o comando para resetar o valor atualdo diâmetro que está sendo bobinado através daentrada digital DI105. Quando for efetuado este co-mando, o valor do comprimento do material será cal-culado conforme o diâmetro de reset e a espessurado material.




5555

4.1.1.3.5 Parâmetros de Configuração para Ajuste do PID___________






5656





-


-







Limites da ação de controle do PID:Apresenta os parâmetros relacionados à limitação da ação de controle do PID.



%


%







P766 0 a 10000Tempo de [ 9 ]amostragem do x1.2 msPID




5757

4.1.1.3.6 Conclusão do Assistente de Configuração e Transferênciado Programa________________________________________


4.1.1.3.7 Outros Parâmetros__________________________________

Existem outros parâmetros PLC de uso no aplicativo desenvolvido para bobinadortangencial com realimentação de força por torque do motor.


P895 0 a 10000Velocidade de [ - ]linha m/min


%

P893 0.0 a 1000.0Setpoint de força [ - ]após função taper %

P892 0.0 a 1000.0Realimentação da [ - ]força de tração do %material




Parâmetro de monitoração/operação.Com P819 desabilitado (em 0), mostra o valor ajus-tado para o setpoint de força de tração provenienteda entrada analógica.Com P819 habilitado (em 1) serve com entrada dovalor do setpoint de força de tração.Visualizado na HMI do CFW09 com uma casa deprecisão (x.x).

Parâmetro de monitoração.Mostra o setpoint de força de tração após a aplica-ção da função taper. Caso função taper estejadesabilitada, será repetido o valor do P894.Visualizado na HMI do CFW09 com uma casa deprecisão (x.x).

Parâmetro de monitoração.Mostra o valor da força de tração do material, sendoesta força associada ao torque do motor.Visualizado na HMI do CFW09 com uma casa deprecisão (x.x).


5858


Parâmetro de monitoração.Mostra o comprimento atual do material bobinadoservindo para o cálculo estimado do diâmetro dabobina.


m


bit




Parâmetro de manutenção.Em 0 modo manutenção desabilitadoEm 1 habilita modo manutenção para a lógica de fun-cionamento do bobinador. Serve para que possa serfeita a calibração de velocidade do rolo acionado.Desabilita a atuação do PID de controle e permite aentrada de valor da velocidade de linha em m/minatravés do parâmetro P804.

Parâmetro de manutenção.Define o valor do setpoint da velocidade de linha domaterial a ser habilitado, quando em modo manuten-ção.

5 TRANSFERÊNCIA DAS APLICAÇÕES DE BOBINADORES NO WLP__

Com a conclusão da criação e configuração do aplicativo de bobinador escolhido, faz-senecessário transferir o programa do usuário, os textos dos parâmetros do usuário e os valoresdos parâmetros utilizados no aplicativo para o cartão PLC. A caixa de "download", conformefigura abaixo, é acessada quando o assistente de configuração é concluído ou então pelobotão “Download (F8)” localizado na barra de comunicação.

Ao clicar em “OK” será iniciado a transferência dos itens selecionados, sendo respeita-do a seqüência em que são mostrados na caixa de "download".


5959

Programa do usuário:Transfere o aplicativo do bobinador criado, conforme figura abaixo. Para maiores deta-

lhes sobre o processo de transferência, consulte o manual do WLP. Vale observar que, caso aversão de firmware do cartão PLC seja diferente do aplicativo padrão (Ex: PLC2 v1.5x), oprograma 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 usuáriona HMI do CFW09, as alterações podem ser feitas e transferidas por esta caixa de diálogo.

6060


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 oudo usuário, as alterações devem ser feitas nesta caixa de diálogo, podendo ser salva até comoutro nome, como também transferida para o cartão PLC.

6 OBSERVAÇÕES GERAIS____________________________________

Alguns pontos devem ser verificados para garantir um bom funcionamento do bobinadorem questão. Na seqüência são listados alguns destes pontos.

Sinais analógicos:Os sinais analógicos usados no aplicativo (setpoint de força, velocidade de linha e reali-

mentação externa da força de tração) são de suma importância para o bom funcionamento dobobinador. É importante averiguar como e por onde o cabo do sinal analógico está sendolevado até o CFW09, ou seja, verificando qualidade do aterramento e do cabeamento. Portan-to, é importante analisar o nível de oscilação do sinal e o quanto esta oscilação está atrapa-lhando no controle do bobinador. Para avaliar esta oscilação, pode-se usar o “Trend de variá-veis” no WLP e monitorar as variáveis pertinentes aos sinais analógicos, não esquecendo deconsiderar a precisão de leitura das mesmas, sendo 10 bits para AI1 e AI2 da placa de contro-le do CFW09 (chamadas no WLP deAI101 eAI102 respectivamente) e 13 bits com sinal paraa AI1 da placa PLC, como também, a precisão dos equipamentos que estão enviando estessinais para o CFW09.

Outra variável importante de analise é o valor da constante de tempo do filtro passa baixade 1a ordem. Valores ideais de uso ficam em torno de 100 à 300 ms, pois fazem sua função defiltro do sinal e não transmitem atraso ao controle.

Com relação aos sinais de realimentação externa da força de tração do material, valeobservar o seu correto funcionamento e posicionamento de seus componentes, pois se nãoestiverem corretamente instalados, irão transmitir sinais falsos ao controle e isto contribuiránegativamente ao controle do bobinador. Ao utilizar célula de carga, o valor transmitido aocontrole nunca deve ser a saída com filtro, pois normalmente os transdutores de sinais possu-em duas saídas, uma com filtro para um "display" e outra sem filtro que deve ser usada para ocontrole.


6161

Configuração do CFW09:Para um bom funcionamento do aplicativo para bobinador, antes se faz necessário ava-

liar o comportamento a vazio do CFW09, ou seja, observar a parametrização do mesmo e osvalores calculados no auto-ajuste, caso o mesmo esteja operando em modo vetorial. É impor-tante também avaliar o modo de funcionamento escolhido entre as opções “Escalar”, “VVW”,“Vetorial Sensorless” e “Vetorial com Encoder”, pois cada modo de funcionamento possuiuma precisão, tanto de velocidade quanto de torque.

Para avaliar o comportamento em modo vetorial, pode-se inicialmente monitorar o com-portamento da velocidade do motor, utilizando a variável de leitura da velocidade do motor noWLP (%SW0). É interessante também monitorar o comportamento das variáveis Id* e Iq* quesão as saídas dos reguladores de fluxo e torque respectivamente. Para ter acesso a estasvariáveis, programe P255 em 14 e P257 em 15, e no “Trend de variáveis” do WLP monitoreos parâmetros P029 e P030, onde serão mostrados os valores em percentual (%) sem casade precisão, ou seja, caso o valor seja 10.0% será visualizado 100. Para maiores detalhesconsulte o manual do CFW09. Verifique o comportamento destes sinais em várias velocida-des e analise-os tomando como base uma oscilação de controle aceitável em torno de 2% namédia. Vale lembrar que no modo vetorial sensorless, tanto o controle do Id* quanto Iq* atuamcom 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 necessárioajustar os parâmetros dos reguladores de velocidade (Iq*) e fluxo (Id*) de acordo com suarespectiva atuação, lembrando sempre começar pelo regulador que apresentar o maior valorde 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 foivisto anteriormente nos descritivos de cada tipo de bobinador. No aplicativo, existem valoresque foram utilizados em algumas aplicações práticas. Existem vários fatores, tais como, rela-ção de redução, velocidade de linha máxima, inércia do bobinador, tipo de material bobinadoentre outros que influenciam os valores dos ganhos do controlador PID. Devido a isto, normal-mente haverá correções nos valores indicados no aplicativo padrão, onde estes devem servirde 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 necessá-rio; pode-se usar o “Trend de variáveis” do WLP para executar esta função. Para inicio doajuste, o valor do ganho derivativo deve ser zerado para que o mesmo não influencie no pro-cesso. Comece aumentando o valor do ganho proporcional e monitorando o comportamentoda realimentação de força; caso a mesma piore, diminua o valor do ganho e verifique a melho-ra do comportamento.Após achar um ponto onde não exista nem melhora nem piora do siste-ma, 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 respos-ta em acelerações ou desacelerações, insira o valor padrão do ganho derivativo. Proceda damesma maneira feita para os outros ganhos para o ajuste do ganho derivativo.Após isto, podeser necessário refazer alguns pequenos ajustes nos valores dos outros ganhos ajustados.

Outro fator importante de análise do controlador PID é o tempo de amostragem do mes-mo. Este valor é inserido pelo parâmetro P766 e sempre deve ser maior que o ciclo de scando cartão PLC que pode ser visualizado no P751.

guia de aplicação para bobinadores

Documents