Actualización de sistema de control de motor trifásico basado en el variador ATV320

Abstract

En este proyecto se ha realizado una actualización y acondicionamiento de un equipo didáctico de Schneider Electric para el aprendizaje de control de motores de inducción mediante variador de velocidad. El objetivo del mismo es plasmar fielmente cómo funciona el sistema en conjunto, cómo se comunican los distintos dispositivos entre ellos y cómo configurarlos. Se ha estudiado la funcionalidad del equipo y el estado del variador original, determinando que el equipo no estaba en condiciones de poderse usar. Se ha reemplazado por un modelo de variador más actual, el ATV320U07M2C, y se ha adecuado el equipo para el mismo. El funcionamiento básicamente se resume en: un motor trifásico asíncrono de jaula de ardilla es excitado mediante un variador de frecuencia el cual se alimenta de una red a 220 V y 50 Hz y dispone de salida trifásica para conectar el citado motor. Un freno de polvos magnéticos cuya resistencia es manipulable mediante un potenciómetro se acopla al eje del motor. El variador dispone de entradas que permiten al operador obtener distintos valores de las características de salida del motor (velocidad, par, aceleración,…), dentro de su rango de funcionamiento. Dichas entradas podrán ser manipuladas localmente (a partir de los elementos del armario) o de forma remota. La manipulación remota se hará a través de un PLC desde una interfaz diseñada con el software Unity Pro XL ©. Dicha interfaz se aloja en un PC que se comunica vía Ethernet TCP/IP con un PLC modelo M340 de Modicon. El PLC dispone de diversos módulos que permiten el envío de señales al variador mediante dos canales: por un lado están las señales analógicas y digitales que afectan a las entradas de dicho tipo del variador; por otro lado está la comunicación vía Modbus Serie mediante la cual puede escribirse en las distintas direcciones de memoria del variador.

In this project an update and conditioning of a teaching team of Schneider Electric for the learning of control of induction motors by means of variable speed drive has been carried out. The objective is to faithfully capture how the system works together, how the different devices communicate with each other and how to configure them. The functionality of the equipment and the state of the original Variable Frecuency Drive (AFD) have been studied, determining that the equipment was not able to be used. It has been replaced by a more current drive model, the ATV320U07M2C, and the equipment has been adapted for it. The operation is basically summarized in: a three-phase asynchronous squirrel-cage motor is driven by an AFD which is fed from a network at 220 V and 50 Hz and has a three-phase output to connect said motor. A brake of magnetic powders whose resistance is manipulated by a potentiometer is coupled to the motor shaft. The AFD has inputs that allow the operator to obtain different values of the output characteristics of the motor (speed, torque, acceleration, ...), within its operating range. These entries can be manipulated locally (from the elements of the cabinet) or remotely. Remote manipulation will be done through a PLC from an interface designed with Unity Pro XL © software. This interface is hosted on a PC that communicates via Ethernet TCP / IP with a Modicon M340 PLC model. The PLC has several modules that allow the sending of signals to the drive through two channels: on the one hand there are the analog and digital signals that affect the inputs of this type of drive; On the other hand there is the communication via Modbus Series through which it can be written in the different memory addresses of the AFD.