ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
"SISTEMA DE BOMBEO DE AGUA A PRESIÓN
CONSTANTE MEDIANTE LA APLICACIÓN DE
FREDDY HERNÁN PADILLA NARVAEZ
TESIS PREVIA LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE
INGENIERO EN SISTEMAS ELÉCTRICOS DE POTENCIA
QUITO, ABRIL 2000
Certifico que el presente trabajo ha sido
elaborado en su totalidad por el señor
Freddy Hernán Padilla Narváez
ING. JORGE MOLINA M.
Director de Tesis
DEDICATORIA
A Dios
A mis Padres y hermanos
A mi esposa Mirian
A mis hijas Nickole y Daniela
AGRADECIMIENTO
Quisiera expresar mi gratitud a las siguientes personas que me ayudaron
con sus conocimientos y experiencia para la realización de esta tesis:
Ing. Jorge Molina, dirigente de tesis, por su dedicación y apoyo
brindados para la elaboración del presente trabajo.
Ing. Luis Toscano, H. Consejo Provincial de Pichincha y al Ing. Juan
Jauregui de Columbee Ecuador, cuyo importante auspicio me permitió
culminar mi tesis de grado.
A todos y cada uno de ellos mi agradecimiento más sincero.
CONTENIDO
i
INTRODUCCIÓN
ii
OBJETIVOS Y ALCANCE
CAPITULO I
VARIADORES DE FRECUENCIA
1.1
Generalidades
1.2
Variadores de frecuencia
1.3
Características del variador de frecuencia Mitsubishi
1.3.1
Entradas y salidas del variador Mitsubishi
1.3.2
Parámetros de programación
1.3.3
Características técnicas para la selección de un variador de
frecuencia.
CAPITULO II
CONTROLADORES
LÓGICOS PROGRAMARLES
2.1
Automatización industrial
2.2
Controlador lógico programable (PLC)
2.2.1
Definición
2.2.2
Características
2.2.3
Componentes de un controlador lógico programable
2.2.4
Lenguaje de programación
2.2.4.1
Instrucciones básicas de programación para el PLC
Mitsubishi FX
2.2.5
Principio de funcionamiento de un controlador programable
2.2.6
Especificaciones técnicas para la selección de un PLC
2.2.7.
Ventajas del uso de PLCs.
2.2.8
CAPITULO III
SISTEMAS
DE
BOMBEO
DE
AGUA
3.1
Bombas de agua
3.2
Bombas centrífugas y parámetros hidráulicos
3.3
Control de presión en sistemas de distribución de agua
3.3.1
Sistema por tanque elevado (control por detectores de
nivel)
3.3.2
Sistema por tanque hidroneumático (control por presostato)
3.3.3
Sistema de unidad motriz de velocidad ajustable
3.4
Selección del control del sistema de bombeo ( sensores de
presión o detectores de nivel)
CAPITULO IV
DE
BOMBEO
EJEMPLO DE APLICACIÓN DE UN SISTEMA
DE
AGUA
MEDIANTEVARIADOR
DE
VELOCIDAD Y PLC.
4.1
Descripción del sistema de bombeo de agua para las
cooperativas del nor-occidente de Santo Domingo de los
Colorados.
4.1.1
Antecedentes
4.1.2
Origen de las fuentes de suministro
4.2
Parámetros de diseño. Condiciones de operación.
4.3
Sistema de control y regulación.
4.3.1
Funcionamiento del sistema
4.3.2
Diseño del sistema
4.3.3
Programación del variador de velocidad
4.3.3.1
Funcionamiento del variador de velocidad
4.3.3.2
Ajuste de rangos y parámetros de funcionamiento
4.3.4
Programación del P.L.C.
4.3.5
Calibración de sensores de presión y caudal.
4.4
Esquemas eléctricos de control y fuerza.
4.5
Análisis costo - beneficio.
CAPITULO V
BIBLIOGRAFÍA
ANEXOS
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
INTRODUCCIÓN
Cada día en la industria o en las aplicaciones más comunes, los sistemas
tradicionales
están
siendo remplazados
o sustituidos
por los"
controladores lógicos programables, obteniéndose una optimización en
el proceso y un mejor aprovechamiento de los recursos. Si a estos
controladores se añaden variadores de frecuencia, se puede satisfacer
una de las preocupaciones más comunes en el campo industrial; que es
el control de la velocidad de los motores eléctricos,
manteniendo
características de torque requeridos.
El siguiente trabajo de tesis empleará las bondades de estos equipos y su
combinación serán aprovechadas en un sistema de bombeo de agua
potable. El control por velocidad variable proporciona los medios más
eficientes y rentables para regular el caudal de agua, ahorrando energía y
costos; reservando de esta forma, capital para realizar mejoras en el
sistema.
Las ventajas del control de un motor por variadores de frecuencia
aplicados a un sistema de bombeo son numerosas; entre las que se
pueden mencionar:
*
Alto rendimiento de bombeo, las bombas funcionan únicamente a
las necesidades del usuario y lógicamente a un consumo de potencia
variable, lo que no sucede en bombas de velocidad constante.
*
^_
Arranque suave, evitando picos de presión que forzan las tuberías
de suministro de agua; reduciendo así el riesgo de rotura de lasTuberías
y cortes en el suministro. Una parada gradual mediante rampa de
descenso controlada, en lugar de una detención abrupta, evita también
golpes de ariete igualmente perjudiciales. Así mismo se reducen
significativamente los desgastes en los rodamientos y cuerpos de las
bombas.
*
Alto factor de potencia, que contribuye a reducir el costo de la
energía eléctrica, disminuyendo las tarifas extras pagadas por consumo
de electricidad con un factor de potencia bajo.
*
Eliminación de los picos de alta intensidad de arranque, lo que
hace innecesarios los cables eléctricos sobredimensionados, reduce otros
costos de instalación y evita perturbaciones en el suministro eléctrico
que podrían perjudicar a otros consumidores.
*
construcción modular, diseñada para un montaje fácil en un panel
de mandos.
La tesis en su capitulo I y II, describe a los variadores de frecuencia y a
los PLCs en forma general, pero deteniéndose principalmente en los
parámetros más importantes que llevan al objetivo y alcance de este
trabajo.
En el capitulo III se realiza una descripción de los sistemas de bombeo y
sus alternativas de control y regulación, realizando un análisis en el
remplazo de los sistemas por detectores de nivel, a un sistema por
variadores de frecuencia; se describen además los sensores de presión y
caudal más aconsejables a aplicarse.
/
En el capitulo IV se realiza el estudio de un proyecto realizado en el
Municipio de Santo Domingo, que considera aspectos técnicos y un
análisis de costo - beneficio; siendo este de gran interés para proyectos
futuros en la toma de decisiones . Se realiza el diseño del sistema, la
programación del variador de frecuencia y del PLC; y los esquemas
eléctricos de control y fuerza.
10
OBJETIVOS Y ALCANCE
OBJETIVO:
Analizar las diferentes alternativas de control y
regulación para un sistema de bombeo de agua.
Diseñar un sistema conformado de bombas con
regulación automática de la presión, mediante la
utilización de variadores de velocidad y PLCs.
ALCANCE :
Realizar un breve análisis de los
sistemas de control
y
regulación
tradicionales
utilizados
en
sistemas de bombeo de agua.
Análisis técnico entre sistemas con detectores de
nivel y por variadores de velocidad.
Diseñar el sistema de control y regulación automática
mediante la utilización de variadores de velocidad y
PLCs
Análisis de costo - beneficio.
Esquemas eléctricos del sistema de agua potable para
el Municipio de Santo Domingo en la cindadela Che
Guevara.
12
CAPITULO I
VARIADORES DE
FRECUENCIA
13
1.
VAREADORES DE FRECUENCIA
1.1
GENERALIDADES.
En muchas aplicaciones industriales o de la vida cotidiana la variación
de la velocidad en los motores es un factor importante en los resultados
obtenidos. La velocidad de los motores puede ser controlada por la
variación apropiada de las entradas eléctricas.
Para los fines de este trabajo nos interesa los motores AC y los
inversores correspondientes que van a realizar la variación de la
velocidad..
Los motores sincrónicos obtienen su nombre del hecho de que su
velocidad angular es constante y se llama velocidad angular sincrónica.
La velocidad angular de los motores asincronos es variable y menor que
la velocidad sincrónica.
Independientemente de su clasificación estos motores se encuentran
estructuralmente constituidos del rotor y estator.
El estator esta hecho de láminas circulares con ranuras a lo largo de toda
su periferia interior. Los lados de las bobinas se localizan en estas
ranuras.
14
El rotor de un motor puede ser bobinado y tipo jaula de ardilla; siendo
este último el más utilizado por sus características mecánicas.
El rotor de jaula de ardilla consiste de barras conductoras colocadas en
ranuras y distribuidas a lo largo de la periferia del rotor; y cuyos
extremos se cortocircuitan por medio de anillos metálicos terminales.
Los motores trifásicos de inducción asincrónicos de rotor de jaula de
ardilla, son aquellos que interesan para este estudio, puesto que
constituyen el mayor porcentaje del parque motorizado industrial y la
mayor parte de inversores son trifásicos.
Formas de controlar la velocidad de un motor
Algunas de las formas que existen para controlar la velocidad de un
motor
de inducción con rotor de jaula de ardilla se mencionan a
continuación:
A)
Mecánicas.
- Motorreductores: variación de la velocidad por sistemas
de engranajes.
- Sistemas de clutch: por medio de embrajes.
- Sistemas de poleas, etc
15
B)
Eléctricas.
- Variación del número de polos
- Variación de la amplitud del voltaje de entrada.
- Inversores o variadores de frecuencia.
Y que responden a las siguientes relaciones:
S = ( Ns - Nm) / Ns
Nm = (120f/P)*(l -S)
Donde:
Ns = Velocidad del campo magnético giratorio.
Nm = Velocidad mecánica del rotor.
S = Deslizamiento.
P = número de polos
La variación de los polos requiere motores especiales, proyectados para
cambiar los polos por medio de conexiones, en las que los devanados se
conectan en serie o en paralelo. Se dispone de motores de inducción de
2 y 4 velocidades conmutables, pero estas propiedades de cambio de
velocidad están limitadas a los motores de inducción polifásicos mas
pequeños.
16
Con el método de la reducción del voltaje aplicado, se debe tener en
cuenta la siguiente ecuación:
Tmax = KVP2 / 2(SbXlr)2
Donde:
Tmax = par máximo
Sb
= deslizamiento
Vp
= voltaje aplicado
De acuerdo a esta ecuación se puede observar que la reducción del
voltaje aplicado al estator, reduce el par máximo y el nominal en forma
cuadrática. Aunque este método es aplicado a los motores de inducción
monofásicos, no es aplicable a los motores polifásicos por dos razones:
1) El voltaje aplicado debe reducirse considerablemente a fin de
producir una significativa reducción de la velocidad. Esto determina por
un lado, una ostensible reducción del par; y por otro, que la regulación
de velocidad del motor sea muy deficiente e incluso algo inestable con
las variaciones de carga.
2) Las corrientes del rotor y el estator del motor en operación, aumentan
al disminuir el voltaje, para efectos de mantener el par requerido por la
carga.
17
Los inversores o variadores de frecuencia constituyen el método más
útil y eficiente de variar la velocidad de un motor trifásico de inducción,
ya que involucra la variación de la frecuencia y del voltaje aplicado al
estator. La variación de estos parámetros en forma simultánea hace que
este método sea aplicado en cualquier tipo de motor.
1.2
VARIADORES DE FRECUENCIA
Estructura
Un variador de frecuencia está constituido por dos bloques principales,
un rectificador de diodos y un inversor; y al ser este último bloque el
que realiza la variación de frecuencia, se suelen denominar inversores a
los variadores de frecuencia.
Un variador de frecuencia recibe a su entrada una señal de CA, la
convierte a una señal de CC y la convierte de nuevo a una señal de CA.
En principio, los variadores de frecuencia se construían únicamente en
base a SCRs de alta potencia que eran disparados por circuitos
transistorizados. En el caso de los inversores de tres fases existían tres
pares de SCRs que se encargaban, por medio de circuitos resonantes LC>
de proveer la señal alterna con el defasamiento correcto entre cada fase.
18
Con la utilización de los SCRs existía un inconveniente, la señal de
salida del inversor tenía muy poco parecido respecto a la señal senoidal
de entrada, siendo más bien una senoide formada en base a pulsos de
ondas cuadradas. Esto provocaba en el motor gran cantidad de ruido y
vibración; aunque con sistemas eficientes de filtrado era posible llegar a
tener una señal que se aproximaba a una senoide.
En la actualidad los inversores utilizan el mismo principio, con la
diferencia de que éstos no trabajan mediante SCRs, sino que a la salida
tienen amplificadores de alta ganancia en corriente y baja impedancia de
salida (Darlington) .
Los inversores actuales basan su funcionamiento en un sistema de
modulación de ancho de pulso (PWM) , mediante el cual se consigue a
la salida una senoide bastante definida, sin necesidad de ningún tipo
extra de filtros ni circuitos de defasamiento.
Esto redunda en
disminución de costos y en aumento de eficiencia.
En la figura # 1 y mediante un diagrama de bloques, se muestra la
estructura de un variador de frecuencia.
19
Paso de
potencia
Motor de ca
/
/
Par Y
ddad en salida
Controlador de
velocidad del motor
Sensor remoto o
señal de 4 a 20 mA
CONTROLADOR DE CA DE FRECUENCIA VARIABLE
Rectificador
de diodos
Inversor
Barra para ce fija
Entrada
de ca
T
^ ^
_L
T
Forma
de onda
de PWM
Modulación de anchura de impulsos (PWM)
Voltaje
(línea-neutro)'
Voltaje (linea)
Figura 1. Diagrama de bloques de un variador de frecuencia
Principio de operación
Los componentes básicos del variador de frecuencia son: el conversor
de comente, el inversor de corriente, el regulador y la sección de
referencia ( Fig. 1) . El conversor de corriente convierte la CA de la
línea en CC. El inversor de comente invierte la CC a CA de voltaje y
frecuencia variables. El regulador controla las funciones y respuestas
del conversor y el inversor. La sección de referencia es un
20
potenciómetro e interruptor que envían al variador señales para encender
y apagar, y para indicar cual es la velocidad requerida.
Cuando la señal de entrada llega al variador se rectifica cada fase por
medio de un puente individual. A continuación, se filtra por medio de
capacitores de muy alto valor, con lo que se establece un BUS de
corriente directa que va a servir para polarizar al amplificador de salida.
Este amplificador es de alta eficiencia, la señal que este amplificador
recibe es proveniente del microprocesador y se amplificará a un valor de
comente suficientemente grande de tal manera que pueda manejar al
motor.
Cada una de las operaciones del variador de frecuencia es controlada por
medio de un microprocesador. Por ejemplo, la corriente de salida se
detecta y si ésta rebasa un valor establecido en el microprocesador, éste
manda a cortar el suministro y activa simultáneamente una alarma. En
el caso del voltaje, éste se monitorea constantemente y si el voltaje en el
BUS rebasa un valor ya establecido, se activa el transistor de la unidad
de frenado.
Estas son unas de las múltiples características que se
encontrarán detalladas más adelante.
21
1.3
CARACTERÍSTICAS DEL VARIADOR DE FRECUENCIA
MITSUBISHI
Los variadores de frecuencia Mitsubishi tanto de la serie Z5 A, FR-A
tienen características de operación de muy alto nivel, con la ventaja
adicional de su sencillez de operación y de su amplia gama de
funciones.
Tienen la capacidad de monitorear la velocidad (Hertz, RPM, etc.),
comente y voltaje, que se entregan al motor. Esto se puede realizar por
medio de la unidad de parámetros UP (ver anexo 1). Otra operación de
importancia que se puede realizar con la UP es el despliegue de alarmas,
la cual anuncia la falla y de que tipo fue ésta.
El rango de frecuencia a la que los variadores operan está entre O.OlHz a
400 Hz. Sin embargo, para operar un motor a muy altas o muy bajas
velocidades, es necesario tomar en cuenta las características del mismo,
ya que operar un motor en condiciones extremas pueden provocarle
daños y en algunas ocasiones incluso destruirlo definitivamente.
El variador de frecuencia Mitsubishi puede operar por medio de la
unidad de parámetros o bien por medio de señales de control externas.
22
Estas señales pueden provenir de alguna botonera externa, de un PLC ,
de una computadora, etc.
Una de las operaciones externas de gran
utilidad es el manejo de la velocidad por medio de un potenciómetro o
por medio de señales analógicas provenientes de diferentes sensores.
Cuando se mueven cargas de alta inercia, ésta puede llegar a arrastrar al
ocasionando que el BUS de comente directa del inversor incremente su
valor. Este valor extra de voltaje se atenúa por medio de las resistencias
de frenado dinámico.
1.3.1 Entradas y Salidas del variador Mitsubishi
La identificación de entradas y salidas es un punto básico para evitar
graves daños
en el inversor debido a una mala conexión. Entre los
terminales de entrada y salida hay que distinguir dos tipos de circuitos,
el circuito de potencia y el de control.
Circuito de Potencia
Este circuito es el encargado de manejar los grandes valores de potencia
que el variador de frecuencia requiere. El bloque de terminales de
23
potencia se distinguen de los de control por ser más robustos y por
poseer tres terminales de entrada y tres de salida. Se debe tener extremo
cuidado en la conexión de la alimentación, ya que al conectarla por el
lado de las salidas puede resultar extremadamente dañino.
Por lo general los terminales se encuentran distribuidos como se indica
en el diagrama de la figura N° 2:
VAAAAAA-U
rrnronm
DISYUNTOR
CONTACTOR
REACTOR AC
INCREMENTA EL FACTOR DE POTENCIA
FRENO RESISTIVO
Figura 2 Circuito de potencia
R, S y T son los terminales de la fuente de alimentación, se encuentran
generalmente en la parte izquierda del bloque de terminales.
24
Rl y SI son terminales de entrada que se usan para alimentar en forma
independiente el circuito de control, esto ayuda en el momento que se
necesite respaldo para activar alguna alarma.
P y PR se utilizan para conectar la resistencia de frenado regenerativo
con el inversor.
Esta nomenclatura ha sido tomada de los variadores de frecuencia
Mitsubishi.
Circuito de Control
El circuito de control es la parte del variador que controla todas las
funciones que este puede realizar, se encarga además de recibir y de
enviar todas las señales de control que el variador puede manejar. Este
circuito no es tan crítico en lo que errores a conexión se refiere, pero, si
es fundamental para la operación correcta del variador
Los terminales más comunes del circuito de control se muestran a
continuación:
(ver figura # 3)
Figura 3. Diagrama de conexión
26
Los terminales de entrada son los encargados de recibir las señales de
control provenientes de los dispositivos extemos, como los que se
nombraron anteriormente. Los terminales de salida se usan para manejar
algún dispositivo de señalización o de control.
La función que cada terminal tiene se describe a continuación, aunque
algunas de éstas se verán más claramente cuando se hable de las
funciones y de los parámetros.
•
STF:
Manteniendo conectadas STF y SD el motor corre hacia
adelante, para detenerlo hay que romper el contacto entre ambos
terminales.
•
STR:
Conectando los terminales STR y SD se logra que el motor
corra en reversa, para detenerlo hay que romper el contacto entre
ambos terminales.
•
STOP:
Conectando un contacto N.C. (pulsador de parada) entre los
terminales STOP y SD se puede tener un control por pulsadores de
STF y STR.
•
RH, RM, RL:
Estos terminales se usan para seleccionar siete
diferentes velocidades que son programadas desde la unidad de
parámetros.
27
JOG/OH:
Con este terminal conectado con SD se puede realizar
operaciones de arranque
pausado
previamente colocados en la
con
valores
de
frecuencia
unidad de parámetros, es activado
con STF y STR. Este terminal también
puede ser usado para parar
el inversor mediante la señal de entrada de un contacto de un relé
térmico externo.
•
RT:
Manteniendo conectados este terminal y SD se puede
conseguir un segundo tiempo de aceleración y desaceleración que ha
sido previamente programado desde la unidad de parámetros.
MRS:
Mediante la conexión de los terminales MRS y SD se logra
que el inversor corte la señal de salida del motor por medio de una
señal proveniente de algún dispositivo externo, por ejemplo un freno
magnético.
RES:
Conectando RES y SD se restablece el inversor. Por
ejemplo después de activarse alguna alarma.
SD:
Terminal de conexión común.
10:
El terminal 10 es terminal positivo de una fuente de 10VDC
o de 5VDC, configurable mediante un conector interno, Se usa para
controlar la velocidad por medio de un potenciómetro.
28
2:
En este terminal se conecta el voltaje de referencia para
control de la velocidad, es decir se conecta el
cursor del
potenciómetro.
5:
Este terminal es el común de las señales de variación de
frecuencia.
1K:
Con este terminal se consigue un control de velocidad por
medio de variación de un voltaje de entrada (O a 10 o -10 VDC).
1E:
Tiene similar función a la del terminal anterior, pero con
diferente señal de referencia (O a 5 o -5 VDC)
4:
Este terminal tiene la misma función que las dos anteriores,
pero toma como referencia señales de corriente (4 a 20mA).
A} B, C: Con estos terminales se puede activar algún tipo de
dispositivo externo que alerte que la salida del inversor ha sido
cortada.
RUN:
Con este terminal, al igual que el anterior, es posible
controlar algún dispositivo de señalización. La salida es de colector
abierto y cierra cuando el inversor opera a la frecuencia de arranque
o arriba de ésta.
SU:
Mediante este terminal es posible indicar que el inversor se
encuentra operando a la frecuencia máxima programada.
29
OL:
Usando este terminal como dispositivo de salida, es posible
indicar cuando el motor sobrepasa el límite de comente.
IPF:
Se activa cuando una falla de alimentación ocurre.
FU:
Este terminal se activa cuando la frecuencia de salida
sobrepasa el límite fijado por el usuario. Salida de colector abierto. -
SE:
Terminal común para salidas de colector abierto.
FM:
En este terminal es posible conectar un contador externo de
pulsos o un frecuencímetro con el fin de tener un dispositivo de
medición externo.
1.3.2
Parámetros de programación
De acuerdo a la aplicación varios son los parámetros necesarios que se
deben fijar para su mejor funcionamiento. A continuación se hace una
descripción de los- parámetros más importantes que deben ser
mencionados y ajustados para la correcta aplicación del variador de
frecuencia. (Ver Anexo 1 Parámetros de programación de variador de
frecuencia Mitsubishi FRA).
30
Ajuste del torque
Los variadores de frecuencia tienen su característica de variar la
frecuencia y el voltaje de salida, obteniendo como resultado un torque
constante al variar su velocidad. Además de esta característica, el voltaje
de salida puede ser ajustado desde su arranque, originando varias curvas
de torque de acuerdo a las diferentes aplicaciones.
Este parámetro es de gran importancia en el ahorro de energía, ya que su
ajuste adecuado, que está directamente relacionado al nivel de voltaje
requerido a los diferentes valores de frecuencia y velocidad, logre
disminuir considerablemente el consumo de energía y consecuentemente
el pago de tarifas eléctricas.
Adicionalmente el voltaje de salida del inversor puede ser ajustado,
originando varias curvas de torque, de acuerdo a los requerimientos de
la carga.
El voltaje de salida en la mayoría de inversores puede variar hasta un
30% del voltaje total de salida, esto es aprovechado en el rango de bajas
frecuencias, ya que todas estas curvas convergen a la frecuencia base
como se indica en la figura # 4
31
100%
VOLTAJE DE SALIDA
RANGO DE AJUSTE
FRECUENCIA DE SALIDAD (HZ)
Figura 4 Ajuste de torque
Ajuste del límite de frecuencia mínima y máxima
Sin embargo de que la mayor parte de inversores permiten trabajar en
frecuencias de hasta 400 Hz , la mayoría de motores utilizados a nivel
industrial, trabajan entre frecuencias nominales de 50 y 60 Hz ; siendo
necesario la fijación de frecuencias limites de utilización, para proteger
de esta manera al motor y carga acoplada. En otros casos el ajuste de
estos límites es muy importante cuando el proceso en el que va a ser
utilizado
no
debe
sobrepasar
ciertos
límites
de
velocidad
,
principalmente en aquellos que se reemplazan a motorreductores o que
involucran partes mecánicas.
En la figura # 5 se puede observar como los limites de frecuencia son
colocados, y pueden ser fijados mediante señales de voltaje y corriente.
32
100%
FRECUENCIA MÁXIMA
FRECUENCIA DE SALIDA
FRECUENCIA MÍNIMA
SEÑAL DE FRECUENCIA
5V
(10 V)
(4-20mA)
Figura 5. Ajuste de limite de frecuencia mínima y máxima
Este parámetro debe ser fijado antes de realizar cualquier aplicación
Ajuste del voltaje y frecuencia bases
De acuerdo a la placa del motor se debe tomar los datos de frecuencia y
voltaje. Con esto se formará la rampa de voltaje / frecuencia [Volts /
Hz] para un correcto funcionamiento. Un incorrecto seteo de estos
parámetros puede llevar a calentamientos excesivos y sobrevoltajes en el
motor.
En la figura # 6 se puede ver como la fijación de estos parámetros
influye en el funcionamiento del motor:
33
1v
Fijación rango de frecuencia base __
100%
VOLTAJE DE SALIDA
FRECUENCIA BASE
FRECUENCIA BASE
400 HZ
Figura 6 Ajuste de voltaje y frecuencia bases
Los datos de placa del motor se asumen como óptimos en el
funcionamiento del mismo. En la curva anterior podemos fijarnos que si
colocamos el valor de frecuencia base en un valor menor, podríamos
provocar un sobre calentamiento del motor, ya que el motor funcionaría
a revoluciones bajas con el índice de voltaje mayor en cada punto de
funcionamiento sin una adecuada ventilación; para el caso contrario, si
colocamos una frecuencia base demasiado grande, se obtendrá un torque
demasiado
pequeño
lo
que
origina muchas
confusiones en el momento de calibrar el inversor.
Ajuste de rampas de aceleración y desaceleración
34
complicaciones
y
El tiempo con el que un motor llega desde el reposo a su velocidad
máxima previamente fijada, o viceversa, es de gran utilidad y de suma
importancia en varias aplicaciones industriales.
Los tiempos de aceleración y desaceleración son independientes uno del
otro, pero las diferentes curvas como es la tipo lineal, parabólica y S son
similares , cada una de ellas son usadas de acuerdo a la aplicación o
tipo de motor que se disponga. En las figuras # 7, 8 y 9
se puede
observar las características de frecuencia vs tiempo para el arranque y el
paro
fm
FRECUENCIA (HZ)
TIEMPO
Figura # 7
Tipo: LINEAL (aceleración y desaceleración)
35
FRECUENCIA (HZ)
TIEMPO
FIGURA # 8
Tipo: S - A (aceleración y desaceleración)
FRECUENCIA (HZ)
TIEMPO
FIGURA # 9
Tipo: S - B (aceleración y desaceleración)
Los valores de tiempo de aceleración y desaceleración en la mayoría de
inversores van desde 0.1 seg. hasta 3600 seg. Se debe tener mucho
cuidado el momento que se ajuste estos valores, ya que un arranque o
una parada demasiada brusca puede provocar daños irreversibles en el
motor o en la carga debido a la inercia que involucra.
36
Ajuste del freno DC interno
El freno de comente directa aplicado directamente al estator del motor,
tiene tres parámetros que fijan su uso, la frecuencia, el tiempo de
duración y el voltaje DC que se va aplicar.
v
FRECUENCIA
DE SALIDA
^,
i
L
i
FRENO DE '
INYECCIÓN
VOLTAJE DC
¡
1 FRECUENCIA
y DE OPERACIÓN
TIEMPO
VOLTAJE DE 1
OPERACIÓN y
TIEMPO
Figura #10
curva va a llegar a la frecuencia fijada en la unidad de parámetros, este
instante el voltaje DC es aplicado durante cierto tiempo (0.1 - 10 seg).
El voltaje DC es directamente aplicado al estator del motor, el mismo
que es un porcentaje del voltaje nominal de entrada (O - 30 % Vn).
Ajuste del valor térmico electrónico
37
El valor de comente fijado es usado como el valor de protección del
motor a un sobrecalentamiento. Generalmente este parámetro es fijado a
la corriente nominal del motor. Este parámetro puede también ser
reducido cuando se utilice en bajas velocidades.
Selección del modo de operación
El modo de operación de un inversor puede ser realizado por señales
externas o por la unidad de parámetros.
La determinación de los diferentes modos de operación son esenciales
en la aplicación, estos pueden ser:
Operación únicamente con la unidad de parámetros
Operación únicamente con señales externas
Fijación de la frecuencia: unidad de parámetros
Señal de arranque: entrada por señales externas.
Operación de la frecuencia: señales externas
Señal de arranque: unidad de parámetros.
Ajuste de la señal de frecuencia "GAIN" y "BIAS"
38
Se puede fijar los niveles de salida de frecuencia con valores de entrada
de voltaje o de corriente (O a 5 VDC, o O a 10 VDC,o 4 a 20 mA)
60 HZ
FRECUENCIA DE SALIDA
GAIN
BIAS
SEÑAL DE FRECUENCIA
5V
(10V>
(4-20mA)
Figura 11. Señal de frecuencia GAIN y BIAS
1.3.3 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS PARA LA SELECCIÓN
DE UN VARIADOR DE FRECUENCIA.
En la selección de un variador de frecuencia se deben tener en cuenta los
siguientes aspectos:
Tipo de inversor:
Monofásico
Trifásico
Aunque la mayoría de las aplicaciones se realiza en motores trifásicos,
también
existen modelos de variadores de frecuencia para motores
monofásicos, pero en potencias menores .
39
*
Potencia del inversor :
De acuerdo al motor o motores que se encuentren conectados al variador
de frecuencia, éste debe ser de la capacidad de los mismos. Un variador
con menor capacidad que el motor que va a manejar, simplemente no
arrancará y si arranca inmediatamente se activara su relé electrónico de
sobrecorriente. La gran ventaja de los variadores es que vienen
protegidos para cualquier percance de sobrecorriente o sobrecarga tanto
para el inversor corno para el motor. En variadores trifásicos las
potencias van desde 1/2 HP hasta 400 HP.
Entradas y salidas:
Las entradas y salidas de potencia son idénticas en todos los variadores,
pero las E/S de control son las que establecen la diferencia. Un variador
que disponga de E/S de alarmas, multivelocidades, fijación de
frecuencia por entradas analógicas de voltaje o corriente, es un índice de
funcionalidad de un inversor a ser utilizado.
Parámetros de programación:
40
Muchos de los fabricantes prefieren realizar los variadores con
parámetros básicos, como es la rampa de aceleración, desaceleración y
no se preocupan por ejemplo de limites de frecuencia, diferentes tipos
de arranque, variación de torque, etc.
A pesar que en la mayoría de las aplicaciones los parámetros utilizados
en un variador de alta calidad no sobrepasa el 40% de ellos, ésto no
implica que se encuentren sobredimensionados, porque en cualquier
momento la aplicación varía o el variador es desplazado a otro uso. Esto
permite que en cualquier momento los parámetros utilizados sean
diferentes y de cambio imprevisto.
Otras consideraciones importantes para la selección son:
El tamaño
El costo del variador de frecuencia
Gastos de instalación
Rapidez de programación de parámetros.
41
CAPITULO II
CONTROLADORES
LÓGICOS PROGRAMABLES
42
2.
CONTROLADORES LÓGICOS
PROGRAMABLES.
2.1
En
AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL.
el
desarrollo
tecnológico
actual,
existen
dos
conceptos
fundamentales en base a los cuales gira toda la técnica de producción,
estos son CONFIABILIDAD Y EFICIENCIA. En la medida en que un
proceso de producción sea confiable y eficiente, se garantiza el éxito en
cumplir las denominadas metas de producción rentable.
En un sistema la confiabilidad es evaluada básicamente en el periodo de
tiempo que transcurre entre dos funcionamientos fuera del régimen
normal del trabajo; y por la respuesta adecuada del sistema ante
perturbaciones a su modo de funcionamiento normal, esto es, por su
capacidad de autoadaptación para mantener los parámetros prefijados.
Un sistema que ocupe un mínimo de componentes y que su
funcionamiento sea óptimo, se lo puede considerar eficiente.
La automatización industrial persigue conseguir sistemas de producción
con alto grado de confiabilidad y elevados niveles de eficiencia, y para
conseguir este fin se basa en los siguientes criterios:
43
L-
Cuando un sistema tenga más componentes interconectados, las
posibilidades de falla son mayores.
2.-'
Cada uno de los componentes de un sistema tiene características
propias, lo que significa que el comportamiento anormal de uno
de ellos afecta
significativamente
al
comportamiento
dinámico de todo el sistema.
3.-
La
simplicidad y rápida readaptación de un
perturbaciones
sistema
a
presentadas, se refleja en la eficiencia de la
producción.
Bajo la óptica de estos tres criterios fundamentales, nace la idea de la
automatización industrial con el propósito de:
•
Minimizar el numero de fallas de un sistema.
•
Minimizar el número de componentes interconectados de un sistema.
•
Minimizar el tiempo de operación del sistema para los mismos
niveles de producción.
•
Obtener la flexibilidad en el funcionamiento del sistema para los
mismos niveles de producción.
•
Incrementar los niveles de rentabilidad de un proceso.
44
Para poder conseguir estos objetivos la técnica ha evolucionado
continuamente desde los sistemas electromecánicos de control hasta los
sofisticados sistemas de control distribuido de procesos por computador,
convirtiéndose este último en ingrediente fundamental en las modernas
tecnologías de automatización industrial.
2.2
CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE (P.L.C.)
2.2.1
DEFINICIÓN
Un sistema que pueda ser programado y reprogramado con facilidad,
cuyo funcionamiento externo dependa básicamente de su información
interna y sea independiente de su configuración periférica, se conoce
como CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMABLE.
Un
controlador
lógico
programable
de
acuerdo
a
normas
internacionales puede ser considerado de la siguiente manera, "un
dispositivo electrónico con memoria interconstruida, para almacenar
instrucciones programables para el control de una gran variedad de tipos
de máquinas, considerando estas últimas como unidades de entrada y
salidas"
2.2.2
CARACTERÍSTICAS
45
Dentro de las varias características que identifican un PLC se encuentran
las siguientes:
•
Poseen un tamaño menor a los que están siendo controlados por
relevadores.
• Gran flexibilidad para efectuar modificaciones y actualizaciones.
• Es sumamente sencillo detectar y corregir fallas.
•
Resulta más económico en sistemas mayores de 10 E/S.
•
Capacidades adicionales
Comunicación
Control de servomotores
Variables analógicas
•
Programación desde una computadora personal.
Los PLCs han sido ampliamente utilizados como dispositivos centrales
en la automatización de procesos industriales. Son esenciales para el
ahorro de trabajo, seguridad en su operación, avalamiento y alto
rendimiento
en los costos de producción y definitivamente
un
mejoramiento en la calidad del producto final. Los PLCs pueden ser
usados en una amplia gama de configuraciones, desde el control
46
sistemático de una planta de producción, hasta incluso configuraciones
aisladas de máquinas de control individual.
2.2.3
COMPONENTES DE UN CONTROLADOR LÓGICO
PROGRAMABLE
2.2.4
Los componentes de un controlador programable se
muestran en el siguiente esquema: (Figura 12)
TERMINAL DE
PROGRAMACIÓN
CPU
PROCESADO
R
MEMORIA DE
PROGRAiMACION
DE DATOS
FUENTE DE PODER
INTERNA
SISTEMA DE
ENTRADAS Y SALIDAS
DISP. DE ENTRADA
EXT.
Pulsadores
Int. de límite
Int. de nivel
Sensores fotoeléctricos
Llaves selectoras
Transductores
DISP. DE SALIDA EXT.
Relés
Con tacto res
Arrancadores
Solenoides
Luces piloto
Displays
Figura 12. Componentes de un PLC
47
La unidad central de procesamiento (CPU)
El procesador o CPU (Central Processing Unit) de un PLC, es el centro
lógico donde se realizan todas las operaciones e instrucciones
programadas en el PLC, así mismo en la CPU se almacenan los datos
intermedios y las variables del proceso, así como las señales de entrada
y salida, se puede decir que es la CPU la que organiza el PLC.
Esta
configuración básica
consta
de
una
unidad
de
control
microprocesada que se comunica con una zona de memoria interna para
manejar los datos de entrada y salida y también para ejecutar las
instrucciones del sistema operativo.
El procesador
El procesador verifica el programa en forma secuencial y repite esta
operación
repetidamente,
cada uno
de
estos
ciclos
se
llama
"PROCESSING CYCLE TIME or SCAN Time" o "TIEMPO DE
RASTREO", de acuerdo al tipo de procesador, tamaño de memoria y el
número de entradas y salidas este ciclo varia entre 2.5 a 20 mS por
KWords.
Basado en cada inspección, el procesador puede iniciar una o más
acciones de control, dependiendo de las condiciones de las entradas y
48
salidas. Las inspecciones tienen por objeto establecer si las entradas y
salidas han actuado. Estas acciones establecen un lazo de control entre
las señales de entrada tales como: interruptores, finales de carrera,
pulsantes, sensores, y las salidas: relés, transistores, triacs, etc.
Generalmente la exploración del proceso puede dividirse en dos partes:
* Exploración de entradas y salidas
* Exploración del programa en memoria
•La exploración de entradas y salidas implica la lectura de todas las
entradas y la actualización de todas las salidas. La exploración del
programa en memoria implica la ejecución, paso a paso, de todas las
instrucciones dadas en el programa del usuario y en el orden que éstas
han sido ingresadas.
Memoria
El sistema de memoria de un PLC es básicamente un arreglo de bits
accesibles aleatoriamente, cada uno de los cuales es identificado por una
única dirección. El módulo de memoria contiene el programa del
usuario y la tabla de datos de cada una de las instrucciones ingresadas en
dicho programa.
49
Cada palabra de memoria usada en el programa de control debe contener
la dirección y el código de operación.
La cantidad de memoria requerida para una aplicación es una función de
la longitud del programa y del número de entradas y salidas
involucradas. En forma aproximada, la cantidad de memoria requerida
se obtiene, multiplicando el numero de instrucciones por el numero de
palabras usadas por cada instrucción.
Una palabra puede
tener
diferente significado
para
diferentes
procesadores. Los PLCs. antiguos usaban palabras de 8 bits, en cambio
las maquinas nuevas usan 16 bits y algunas 24 o 32 bits. Los bits son
usados para determinar el tamaño de la memoria. Para referencia se
aplican los siguientes términos:
- 8 bits = 1 byte
- 16 bits = 1 W o r d ( 2 b y t e s )
El tamaño de la memoria es asnalmente especificado en bytes o Words;
y puede variar en tamaño desde 256 bytes hasta 148 K Words.
Las memorias son dispositivos que almacenan información en forma
binaria, que es utilizada en la ejecución del programa. Los tipos de
memoria que se encuentran en los PLCs pueden ser:
50
Memorias ROM :
Acrónimo de read-only memory [memoria de
sólo lectura]. Sistema de memoria basado en un semiconductor, el
cual almacena permanentemente la información, reteniendo
su
contenido aún después de que la comente se desconecta. Las
memorias de sólo lectura [read-only memory (ROMs)] se utilizan en
el fírmware tal como el BIOS (Basic Input/Output System) de las
computadoras personales. En algunas computadoras portátiles, los
programas de aplicación, incluso el sistema operativo, se almacenan
en una memoria de sólo lectura.
Memorias RAM:
Acrónimo
de
random
access
memory
[memoria de acceso aleatorio]. Memoria del sistema principal de la
computadora, utilizada por el sistema operativo, los programas de
aplicación y los datos. La obtención del dato o la puesta del mismo
dentro de la memoria, es independiente de la localización del último
dato obtenido o guardado. Este tipo de memorias pueden ser
dinámicas o estáticas, Cuando son estáticas son hechas a base de
flip-flops, mientras que las dinámicas o volátiles, necesitan de un
flujo continuo de energía para mantener la información.
Memoria PROM: Acrónimo de programniable read-only memory
[memoria programable de sólo lectura]. Chip utilizado cuando se
desarrolla el fírmware. Una memoria programable de sólo lectura,
que se puede programar y probar en el laboratorio; y cuando esté
terminado el firmware, se puede transferir a una memoria de sólo
lectura [read-only memory (ROM)] para su fabricación.
Memoria EPROM :
Acrónimo de Erasable Programniable Read-
Only Memory [memoria de sólo lectura borrable y programable].
Chip de memoria que conserva su contenido aún en la ausencia de
corriente eléctrica, y cuyo contenido puede ser borrado
y
reprogramado retirando una cubierta protectora y exponiendo el chip
a la luz ultravioleta.
Memoria EEPROM : Acrónimo
de
Electrically
Erasable
Programniable Read-Only Memory [Memoria de sólo lectura
borrable y programable eléctricamente]. Chip de memoria que
conserva su contenido aún sin corriente eléctrica, y cuyo contenido
puede ser borrado y reprogramado bien sea dentro de la computadora
o desde una fuente externa. La memoria de sólo lectura borrable y
52
programable eléctricamente se usa donde la aplicación requiere de un
medio de almacenamiento estable, sin que exista corriente, pero
donde puede ocurrir que el chip tenga que ser reprogramado.
FIRMWARE : Cualquier software almacenado como memoria de
sólo lectura [read-only memory] ROM; EPROM, o EEPROM, la cual
mantiene su contenido aun después de que la corriente le ha sido
cortada. Los sistemas básicos de entrada/salida o BIOS [Basic
Input/Output System]) utilizados en las computadoras compatibles
con las fabricadas por IBM son un ejemplo de firmware.
Periféricos
Todos los circuitos que no pertenecen a los circuitos internos, como
terminales de programación, displays, impresoras, etc. se denominan
periféricos.
Un
terminal
de
programación
es
un
dispositivo
conectado
temporariamente al sistema PLC con el propósito de introducir el
programa del usuario, transformando un hardware patrón en un sistema
de control proyectado e|pecíficamente para una aplicación industrial. El
terminal de programación se utiliza también para verificación de
53
programas ya introducidos; para efectuar modificaciones en programas o
para permitir al personal de mantenimiento un monitoreo dinámico del
sistema de control. Es posible pues, mediante este dispositivo, verificar
una operación propia o impropia de cualquier parte del sistema de
control, comprobando todos los pasos del programa, en el tiempo real
("on line"), forzando la ocurrencia de una acción específica; para este
caso, el programador debe operar permanentemente conectado al
•controlador, lo que resultaría una aparente desventaja; entre tanto, una
ventaja de una ligazón temporaria reside en el hecho de que un único
terminal de programación puede servir a varios PLCs.
En la mayoría de los casos las opciones de programación son las
siguientes:
Hand-held Programmer, es un terminal de programación manual,
con un panel que incluye un menú de estilo de selección de funciones,
generalmente disponen de una pantalla LCD, armazón y teclas de goma,
memoria de seguridad de datos y paquete de memoria incluido.
Un software que puede ser instalado en una computadora
personal, con una interface de conexión entre computadora y PLC tipo
RS232CoRS485.
54
En
la
mayoría
son
totalmente
gráficos,
poseen
comentarios,
administración de proyectos, utilerías de transferencia de y hacia el
PLC, documentación de cada programa, monitoreo en tiempo real,
forzamiento de E/S del PLC.
Un computador dedicado exclusivamente a la programación y
monitoreo de PLCs, muy similar a un computador personal portátil con
la diferencia en su grado de protección IP que es muy alto, su sistema
operativo acepta incluso software compatibles y su diseño de hardware
y software es exclusivo de cada fabricante. En la actualidad se
encuentran descontinuados y su uso se emplea estrictamente en
aplicaciones especiales o por la severidad del proceso en el que se
encuentre.
Características sobresalientes:
De uso en ambiente rudo industrial
Capacidad de detección de errores
Configuración de memoria
Almacenamiento de programas en disketts de 3 1/2"
Sistema de entradas y salidas (E/S)
El sistema de entradas y salidas (E/S) es la parte que adapta las señales
lógicas provenientes de la CPU en señales compatibles con el proceso y
viceversa. Su función es filtrar las diferentes señales recibidas o
enviadas desde o hacia los componentes externos del sistema de control.
Estos dispositivos externos podrían ser:
ENTRADAS:
Pulsadores, interruptores finales de carrera,
contactos de relés, sensores analógicos, llaves
de selección, interruptores
de presión, temperatura, etc.
SALIDAS:
Bobinas
de
relés
y
contactores,
selenoides, lámparas de señalización,
displays de leds, electroválvulas, etc.
Una estructura modular para el sistema de entradas y salidas, facilita.la
configuración del sistema para cada aplicación.
Los módulos de entrada/salida pueden ser:
A:
DISCRETOS O DIGITALES
B:
ANALÓGICOS
C:
ESPECIALES
Módulos de entradas y salidas discretas
56
Un circuito discreto o digital solo puede reconocer dos situaciones:
Presencia de señal = ON (1)
Ausencia de señal = OFF(O)
Estos dispositivos ON-OFF se encuentran como pulsantes, finales de
carrera, switches de presión, temperatura, etc estos para el caso de
entradas y para las salidas podemos encontrarles como electroválvulas,
contactores, relés auxiliares, etc.
Las salidas en unidades base, bloques y unidades de extensión en
sistemas discretos están constituidos por relés, transistores o triacs.
Los
E/S son típicamente ofrecidas por los fabricantes de PLCs en
módulos de 4, 8 o 16 circuitos (puntos).
En los módulos de entrada/salida cabe distinguir dos partes: una placa
de circuito impreso, que contiene todo el circuito electrónico necesario
para la interface entre la CPU y los dispositivos de campo y para
proveer el aislamiento adecuado para cada caso; y un panel frontal, que
contiene un conector de potencia, que permite la interconexión con los
dispositivos de campo.
La alimentación para los dispositivos de aplicación debe ser abastecida
externamente al PLC, toda vez que la fuente de alimentación interna del
PLC está proyectada para operar solamente una parte interna de la
57
estructura de E/S y no para los dispositivos extemos. Normalmente
existe una gran variedad de módulos de E/S de acuerdo al nivel de
tensión, capacidad de corriente y tipos. Debido al acoplamiento óptico
existente en el sistema E/S, la alimentación de la parte de potencia de
cada módulo es independiente, permitiendo la utilización de módulos de
diferentes tipos de tensión para un mismo controlador programable.
Módulos de entradas y salidas analógicos
Estos módulos convierten las señales de corriente o voltaje provenientes
de procesos continuos, en un valor numérico, para ser utilizados
numéricamente por la CPU. Estos módulos se caracterizan por el
número de canales de entrada o salida disponibles.
Las señales análogas de entrada generalmente son: 1-5, 0-5,0-10 Vdc.
Este es el voltaje medido en los terminales de entrada analógica. Si el
proceso transmite señales de corriente (típicamente de 4-20 ma)5 esta
señal
es convertida de
1-5 Vdc
correspondientemente,
usando
resistencias escalonadas conectadas a través de los terminales de entrada
del módulo analógico.
58
La señal análoga es convertida en la correspondiente señal digital
mediante el uso de convertidores A/D. Los módulos de entrada
analógicos son disponibles de 8 hasta 16 bits de resolución.
Módulos especiales
Muchos fabricantes de PLCs. ofrecen adicionalmente, ciertos módulos
especiales para:
Comunicaciones
Transductores de posición
Termo pares
Visualizadores, etc.
Fuente de alimentación
La fuente de alimentación es la que provee la energía al CPU y al
sistema de E/S. La selección y capacidad de la fuente está directamente
relacionada con la configuración del sistema PLC y este a su vez con la
aplicación. En los sistemas modulares que permiten racks de expansión,
se requiere una fuente por cada rack.
59
2.2.4 LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN
En la mayoría
de consoladores programables, el lenguaje de
progrmación para programas de usuario, está concebido en forma de
lenguaje de relés o diagrama de contactos ("ladder diagram"), que
consiste en la representación gráfica de las tareas de automatización,
mediante símbolos de circuitos eléctricos.
Este tipo de programación es relativamente simple. Su funcionalidad le
permite al usuario programar en forma de diagrama escalonado PLC
directamente a partir de un diagrama escalonado de relés o de
ecuaciones de Boole.
Un programa de escalera está constituido de escalones (Rungs)
individuales,
cada
uno
de
los
cuales
contiene
elementos
de
programación: Instrucciones y operandos.
Otros fabricantes sin embargo, ofrecen
otras opciones para
programación: Lista de instrucciones, diagramas de funciones, etc.
60
la
xlo
xlc
DIF
1:1/0
1:1/1
0:2/0
0:2/0
xlc
Figura # 13. Ejemplo de programa en escalera
El diagrama de escalera de este ejemplo, es muy similar a un diagrama
escalonado de contactos ( Norma NEMA), muestra en circuito de
autoalimentación de un relé, formado por tres instrucciones de entrada
(1 contacto NC y 2 contactos NA) y una instrucción de salida (bobina).
Nótese que cada instrucción en el diagrama tiene un operando o tipo de
archivo (1,0) y una dirección (1/0,1/1,2/0,2/0). Esta dirección identifica
una localización de memoria en el archivo de datos del procesador,
donde el estado ("1" o t£ 0") de cada instrucción es indicado. El formato
de representación del operando y su dirección difiere de un fabricante a
otro.
En este ejemplo la instrucción de entrada XIC podría representar un
pulsador de marcha, la instrucción de entrada XIO un pulsador de paro,
61
la instrucción de salida OTE la bobina del relé y la rama paralela con la
instrucción XIC el contacto abierto del relé para autoalimentación. Las
siglas XIC, XIO y OTE son los nombres nemónicos de las instrucciones
simbólicas mostradas.
62
RS422
to
RS232C
Converter
Figura 14. Interfaces
63
2.2.4.1
PARA EL PLC MITSUBISHI FX
El PLC es una colección de relevadores, timers, contadores alambrados
internamente, de modo que, estos podían ser conectados de acuerdo a las
necesidades de cada uno de los procesos, colocados y fijados cada uno
de sus parámetros por medio de un programador .
Algunas instrucciones están constituidas de varios elementos, algunas
otras solo de una palabra. En consecuencia es importante familiarizarnos
con las instrucciones para lograr una programación ESCALERA, STEP
LADDER o DIAGRAM LADDER.
(Ver Cuadro 1 Set de instrucciones básicas en PLC Mitsubishi Fx)
2.2.5
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UN
CONTROLADOR PROGRAMABLE
Un Controlador Programable realiza continuamente un ciclo de barrido
o exploración, que consiste en:
Lectura de entradas
Ejecución del programa, que consiste en calcular
nuevas salidas en función de las entradas y de
acuerdo a la secuencia de instrucciones.
64
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Cuadro # 1. Set de instrucciones PLC Mitsubishi FX
65
Actualización de las salidas
La figura N° muestra un ciclo básico de barrido que se ejecuta en un
PLC. El ciclo de operación consta de dos partes. Existe el "Sean" del
programa y un "Sean" de las entradas y salidas (I/O sean). En el I/O
sean, los datos asociados con salidas externas son transferidos del
archivo de datos de salida (estos datos fueron actualizados en el sean
del programa precedente). Adicionalmente, los terminales de entrada
son examinados; y el estado de los bits asociados en el archivo de datos
de entrada son cambiados concordantemente.
El I/O sean y el sean del programa son separados y funcionan
independientemente. Entonces , cualquier cambio de estado que ocurra
en los dispositivos de entrada externos durante el sean del programa, no
son considerados sino hasta la próxima ejecución. Similarmente; el
cambio de datos asociados con las salidas externas no son transferidos a
las salidas sino hasta el próximo I/O sean; existiendo desde luego,
excepciones para ciertas instrucciones. La figura N° muestra el principio
de ejecución de un programa en el PLC.
65
2.2.5
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS PARA LA
SELECCIÓN DE UN PLC
Para la selección de un PLC se debe tener en cuenta los siguientes
aspectos:
• Memoria principal para programas y datos ( RAM/EPROM/EEPROM)
• Tiempo de procesamiento para instrucciones binarias.
• Temporizadores/contadores (cantidad, margen de tiempos y contaje)
• Funciones aritméticas.
• Entradas y salidas digitales (capacidad de voltaje e intensidad)
• Entradas y salidas analógicas (rango de voltaje e intensidad)
• Módulos de expansión de entradas y salidas
• Tipo de alimentación .
• Grado de protección IP (temp. ambiente, choque, resistencia, humedad,
vibraciones, altitud)
Ver anexo N° 2, características técnicas para PLCs MITSUBISHI.
2.2.7
VENTAJAS DEL USO DE PLCs
A continuación se mencionan algunas consideraciones a favor de la
utilización de PLCs en vez de contactores y relés para mandos de
pequeño de volumen.
66
Gastos de cableado menores: La lógica de la tarea se programa una
vez y no esta hecha mediante un cableado.
Flexibilidad mayor: Cualquier modificación de la lógica del mando
puede hacerse con una simple reprogramación en vez de obligar a
variaciones en el cableado o cambio de componentes, las cuales
exigen mucho tiempo.
Necesidades de espacio más reducidas.
Volumen de funciones más extenso: Incluso los PLCs mas pequeños
pueden hacer mas que un mando; por ejemplo procesamiento de
alarmas y de valores analógicos temporizaciones, y como ampliación
a todo ello, regulación, posicionamiento y comunicaciones.
Velocidad superior: Son capaces de procesar mas de 1000
instrucciones binarias en 2 ms.
Consumo insignificante: Tienen un promedio de consumo de 100
mA en el tipo de miniautómatas o PLCs compactos.
Sencillo de Montar: La mayoría de PLCs compactos se enganchan en
perfil soporte normalizado de 35 mm (RIEL DIN) aunque además
pueden ser enganchados con tornillos a la pared.
Configuración modular: Todos los PLCs crecen de acuerdo a la tarea
y pueden ampliarse modularmente.
67
Un precio muy atractivo: El salto a la automatización (lógica
programada) ha dejado de suponer grandes inversiones.
68
CAPITULO III
SISTEMAS DE BOMBEO DE
AGUA
69
3.
3.1
SISTEMAS DE BOMBEO DE AGUA
BOMBAS DE AGUA
De acuerdo a la aplicación especifica en la que se va a utilizar una
bomba, se debe realizar su selección. La selección de la bomba
adecuada para cualquier aplicación entre la diversidad de estilos, tipos y
tamaños puede ser difícil para el usuario o para el contratista de
construcción. Por esta razón recalcaremos que la aplicación especifica
de este trabajo es la distribución de agua en zonas urbanas, cuyo control
de presión se realizará mediante la variación de la velocidad del sistema
motriz.
Para una mejor selección del tipo de bomba se explicará a continuación
los tipos y clases más comunes encontradas en el mercado; explicación
que se dirigirá en su mayor parte al caso especifico de este trabajo.
Clases y tipos
De acuerdo a las características del movimiento las bombas pueden
clasificarse de la siguiente manera:
70
Voluta
Difusor
Centrífuga
Turbina regenerativas
Un soto paso
Turbina vertical
Pasos múltiples
Flujo mixto
Flujo axial (impulsor)
Engrane
Alabe
Leva y pistón
Rotatoria
Tornillo
Lóbulo
Btoque de vaivén
Reciprocante
Acción directa
Simple
Potencia (incluyendo manivela y
Dúplex
volante)
Triplex
Diafragma
Quadruplex
Rotatoria -pistón
Quintuplex
Etc.
71
Centrifuga
voluta y
Difusor
Tipo de descarga continuo
4.5
máxima
elevación de
succión nits
Flujo
axial
Rotatoria
Reciprocante
Vapor
de
acTornillo y
Doble acción
engrane
ción directa
continuo
4.5
continuo
6.6
pulsante
6.6
pulsante
6.6
Triplex
pulsante
6.6
líquidos que
maneja
limpio, claro,
sucio, abrasivo,
líquidos con alto
contenido de
limpio,
claro, sucio,
abrasivo,
liquido con
viscoso no
abrasivo
limpio y claro
limpio y claro
Variación de la
presión de
descarga
Baja a alta
baja a alta
Medía
Pequeña a la
máxima que se
produce
pequeña ala máxima que pequeña a la
se produce
máxima que
se produce
Región de
capacidad
habitual
Pequeña a la
mayor obtenible
pequeña ala
mayor
obtenible
pequeña a
media
relativamente
pequeña
relativamente pequeña
relativamen
te pequeña
Disminuye
Depende de la
velocidad
especifica
Disminuye
Nada
Depende de la Aumenta
velocidad
especifica
Disminuye
Aumenta
Nada
Aumenta
Nada
Aumenta
Capacidad
Demanda de la
Potencia
Aumenta
Depende de la
velocidad
especifica
Aumenta
Nada
Depende de la Disminuye
velocidad
especifica
Pequeño aumento Nada
Disminuye
Disminuye
REF.
"BOMBAS" TYLER
Como una
columna
au mentada
Capacidaü
Potencia de
entrada
limpio y
claro
Como afecta una
columna
disminuida
Nada
Disminuye
G. HICKS TABLA 1.1 P.P 22
Hay que recordar que la columna de succión no debe exceder el límite
máximo recomendado. La capacidad en litros por minuto (Ipm),
determina el tamaño de la bomba y afecta la elección de la clase de
72
unidad. La naturaleza del fluido es también importante en la
construcción de la bomba.
En la tabla anterior se encuentra un dato muy importante y de mucha
utilidad para nuestra aplicación; y es el referente a la potencia de
entrada, que para el caso de una
bomba centrífuga5 depende de la
velocidad especifica de la misma. Este dato nos conduce a seleccionar
una bomba en este tipo, pero sin dejar a un lado un análisis previo que
justifique esta decisión.
Curvas características altura H vs caudal Q3 con velocidad
variable.-
Carga H
Carga H
3arga-capac¡dad a íoda velocidad N1
•
—_
Curva de carga
de! sistema
I Rango de
^velocidades
I Presión constante
;arga-capacidad velocidad N2
;arga-capacidad ve1ock3acTN3- —
Presión o carga estática
Capacidad Q
Q1
Q2
Q3
Capacidad Q
Figura 19
Q1
Q2
Q3
Q4
Figura 20
Curvas caracteristicas H vs Q, bomba centrifuga
Si se realiza un cambio de la velocidad Vn y a la vez se desea mantener
una presión o columna constante H, la bomba que satisface este tipo de
73
requisitos es la centrífuga; el rango de velocidades no es muy amplio
pero permite realizar este control con una muy buena eficiencia. En las
bombas rotatorias y reciprocantes la relación H vs Q a diferentes
velocidades se mantiene relativamente constante, como se ve en la
Fig. 19 y 20, lo que no permite que se realice un control de presión. La
convergencia de las curvas con la constante de presión proporcionan un
rango prácticamente nulo, lo que obliga a descartar estas dos clases de
bombas y dirigir nuestro estudio prácticamente a la bomba centrífuga.
3.2
BOMBAS CENTRIFUGAS Y PARÁMETROS
HIDRÁULICOS
La producción mundial de bombas centrifugas se encuentra alrededor
del 80% respecto a los otras clases, por ser la más idónea para diferentes
trabajos de conducción de líquidos o transferencia de un valor de
presión o de energía estática a otro. Por esta razón es importante conocer
los parámetros hidráulicos del sistema para entender mejor su
funcionamiento- y realizar una mejor aplicación.
Carga y curvas de carga del sistema
74
La aplicación básica de las bombas es la conducción de líquidos de un
punto a otro, que implica una velocidad, distancia y altura recorrida. En
el mundo físico éstos son parámetros de energía cinética y potencial. El
trabajo que realiza las bombas al conducir líquidos por tuberías
y/o
subirlo a más altura, es producto de la combinación de estas dos
energías.
Una bomba centrífuga transforma la energía mecánica de un impulsor
rotatorio en la energía cinética y potencial requeridas. La fuerza
centrífuga depende de la velocidad que se encuentra en la punta de los
alabes y de la densidad del liquido, en cambio la cantidad de energía que
se aplica por libra de liquido es independiente de su densidad. Por tanto,
una bomba que funcione a cierta velocidad y que maneje un volumen
definido de líquido, la energía que se aplica y transfiere a éste, es la
misma para cualquier líquido sin importar su densidad; de ahí, la carga o
energía de la bomba en ft-Ib/Ib se debe expresar en pies (ft).
Una columna de agua fría de 2.31 ft de altura producirá una presión de 1
psi en su base. Para el caso del agua a temperatura ambiente, cualquier
presión calculada en libras por pulgada cuadrada (psi) se puede
convertir a una carga equivalente en pies de agua al multiplicarla por
75
2.31. Para líquidos diferentes del agua fría, la columna de liquido
equivalente a una presión de 1 psi se puede calcular al dividir 2.31 entre
la densidad relativa del líquido.( ver Figura 21)
Gasolina
Densidad relativa = 0.75
Agua fría
Densidad relativa -1.0
3080 ft
(938.7 m}
2310 f¡
(704 m)
Agua caliente (450°F - 323°Q
Densidad relativa = 0.822
Mercurio
Densidad relativa = 13.6
Figura 21. Ejemplo de presiones de líquidos
76
Carga del sistema
Una bomba para funcionar en un sistema debe aplicar al liquido una
energía formada por los siguientes componentes:
Carga estática
Diferencia de presiones entre las superficies de los líquidos
Carga de fricción
Perdida en la entrada y la salida.
Carga estática
La diferencia entre niveles es lo que determina la carga estática.
Referente a las bombas, el nivel de descarga y el de succión fijan la
carga estática total aplicada.
La carga estática de descarga es la diferencia entre el nivel del líquido y
la línea de centros de la bomba. Si la carga estática de succión posee un
valor negativo, es debido a que el nivel de agua de succión se encuentra
por debajo de la línea de centro de la bomba.
77
Si el nivel de líquido de succión o de descarga , está sometido a una
presión que no sea la atmosférica, esta se puede considerar como parte
de la carga estática o como una adición por separado a la carga estática,
como se puede ver en la figura 22.
78
Presión atmosférica
L.U..Í.
a. Nivel de succión debajo de la línea de
centros de la bomba
Presión atmosférica
&
f t.U
Carga
estática
total
Carga
estática de
de* :arga
Presión atmosférica
1 j \
Slt
f Ca
-'estát
suc
i-í-V/'':' ir'-'-*.:',
y^"'
b. Nivel da succión encima de la línea
de centros de la bomba
P«
_
Carga
estática de
descarga
Carga
estática da
succión
c. Niveles de succión y descarga, bajo presión
Fíg, 3
La carga estática total en un sistema
con bomba centrífuga depende de las
condiciones de succión y descarga
Figura 22. Carga estática
^Ü
79
Carga de fricción
La fricción ocasionada por la tubería, válvulas y otros accesorios en el
flujo del líquido obliga a que se realice un bombeo extra de no existir
éste. La carga de fricción se expresa en pies del líquido que se bombea
y esta pérdida varía proporcionalmente al cuadrado del flujo en el
sistema.
Al calcular las pérdidas por fricción se debe tener en cuenta que éstas
aumentan conforme la tubería se deteriora con el tiempo. Un promedio
de vida de las tuberías en uso es de 10 a 15 años.
Carga H
;arga-capacidad a (oda velocidad N1
Curva de carga
del sistema
;arga-capacidad velocidad N2
;arga-capac¡dad velocIHacTN'* —
Perdidas
por fricción
Presión o carga estática
a. Cambíese la velocidad
Capacidad O
Carga H
Carga-capacidad a
velocidad constante
Curva de carga
del sistema
Curvas de a del
sistema con válvula
de estrangulación
L Perdidas
J_pgr fricción
Presión o carga estática
b. Estrangúlese
Capacidad Q
Figura 23 Carga de fricción
80
Pérdidas en la entrada y en la salida
La magnitud de las pérdidas depende del diseño de la entrada al tubo.
Una boca acampanada bien diseñada y construida produce la mínima
pérdida; esto es en el punto de succión. En el lado de descarga, cuando
el tubo termina en algún cuerpo de líquido, se pierde por completo la
carga de velocidad del líquido y se debe considerar como parte de las
pérdidas totales por fricción en el sistema.
Velocidad específica
La velocidad específica es un indicador útil para tener una idea general
del tipo de bomba que se debe seleccionar. El principio de la similitud
dinámica, cuando se aplica a una bomba centrifuga, indica que dos
bombas de configuración similar tendrán características semejantes de
funcionamiento.
La relación entre las características de rendimiento, capacidad, carga y
velocidad de rotación determinan lo que se denomina 'Velocidad
especifica", y se define como sigue:
Ns = (N
Q)/HA(3/4)
en donde N es la velocidad en rpm, Q es la capacidad o caudal (gpm) y
H es la carga (ft). (ver figura 24 )
81
Eficiencia
ns
OJ
U
Capacidad
ra
e
Eficiencia
S>
co
U
r Eficiencia
Potencia
ro
O
Capacidad
Capacidad
-Velocidad específica: A/s *
ünkiad» inglesas MJ.S.) n * rpm; O = gpm; H - ft
Unidades métricas p •*» rpm; Q = m 3 /s; H ~ m
' ^u s í/kl*§
1
1
CM
co
Velocidad específica,
l
i
l
i
o
10
Flujo mixto
Figura 24. Velocidad específica
82
o
Héliee
Carga neta positiva de succión
Todas las bombas requieren determinada carga neta positiva de succión
NPSH, para permitir que el líquido fluya a la carcaza de la bomba. Este
valor lo determina el diseñador de bombas y se basa en la velocidad de
rotación, la superficie de admisión o del ojo del impulsor en una bomba
centrifuga, el tipo y número de alabes en el impulsor, etc.
La carga neta positiva de succión se clasifica en disponible y requerida y
éstas varían con la capacidad, corno se indica en la siguiente figura:
Capacidad
V « 37.S psig
f noción,""* "H
hf = 2 f t
f/w*r«i
(A'ffS/fJ^
P,
Pv
Z
hp
n-butano a 10O°F
Pv => 52.2 psia
1
densidad reí. =• O .56 \s
•- 2-31
"V-'V' +. •~
/,
^.gK
?~" "F
= presión sobra la superficie d«l liquido, psfa
— presión de vapor del liquido, psía
« carga estática, ft
* pérdidas por fricción, ft
10—2-aon
c. SucctÓn con Ifqutdo a su punto de ebullición
Figura 25 Carga neta positiva de succión NPSH
83
La NPSH requerida representa la diferencia entre la carga absoluta de
succión existente y la presión de vapor a la temperatura prevaleciente.
La NPSH requerida es en función del diseño de la bomba, y representa
el margen mínimo requerido entre la carga de succión y la presión de
vapor.
Cuando se bombea líquidos, nunca se debe permitir que la presión en
cualquier punto dentro de la bomba caiga a menos de la presión de
vapor del líquido a la temperatura de bombeo. Siempre se debe tener
suficiente energía disponible en la succión de la bomba para hacer que
el líquido llegue al impulsor y contrarreste las perdidas entre la boquilla
de succión y la entrada al impulsor de la bomba.
Cavitación
La cavitación ocurre cuando la presión absoluta dentro de un impulsor
cae por abajo de la presión de vapor del liquido y se forman burbujas de
vapor. Estas se contraen mas adelante en los alabes del impulsor cuando
llegan a una región de presión más alta.
La coordinación con la NPSH requerida mínima, la cual se define como
la diferencia entre la carga absoluta de succión y la presión de vapor del
liquido bombeado a la temperatura de bombeo, evitan la cavitación.
84
La cavitación se nota cuando hay una o más de las siguientes señales:
ruido, vibración, caída en las curvas de capacidad de carga y eficiencia.
3.3
CONTROL DE PRESIÓN EN SISTEMAS DE
DISTRIBUCIÓN DE AGUA.
La calidad en el servicio es el objetivo primordial en un sistema de
distribución de agua. El hombre a lo largo de los años se ha ingeniado la
forma de satisfacer esta necesidad implementando los más diversos
sistemas para llevar el flujo a todos los consumidores y en condiciones
muy similares. Como se mencionó anteriormente dependerá mucho de la
aplicación a la que va a ser expuesto.
Para el caso particular de un sistema de distribución de agua potable en
zonas urbanas, objeto de este trabajo, los tipos de control más utilizados
son:
Sistema por tanque elevado (control por detectores de nivel)
Sistema por tanque neumático (control por presostatos, rango de
presión)
Sistema mixto (tanque neumático y elevado, control por presostato y
detector de nivel)
Sistema de unidad motriz de velocidad ajustable
85
3.3.1 Sistema por tanque elevado (control por detectores de nivel)
El sistema por tanque elevado como su nombre lo dice, consiste en
llevar el agua a un tanque de almacenamiento ubicado a una altura
superior que la del consumidor más alto desde el punto de referencia; y
desde aquí, se envía el agua al sistema de distribución por gravedad.
DH20
B1
B2
ON/OF
0N/OF
AUTOMÁTICO
SENSORES DE NIVEL
Figura 26. Tanque elevado
86
Este sistema es muy utilizado en edificios y ciudades. En edificios, el
tanque siempre se. encuentra en la terraza , en la toma de agua se
encuentra una cisterna desde la cual la bomba envía el fluido hacia, el
tanque elevado. El llenado de este es controlado por detectores de nivel
mínimo y máximo, que produce una columna variable de agua durante
el consumo; y consecuentemente, una variación de la presión en cada
uno de los consumidores. Normalmente esto se traduce en molestia para
los usuarios, como es el no llenado en cisternas de baño, corte continuo
en duchas, falta de presión en lavado, entre otros.
Detectores de nivel
El control de una bomba en un tanque elevado se encuentra gobernado
de acuerdo al nivel de agua que se encuentre en éste, si el nivel se
encuentra en un mínimo ajustado, se da la orden de encendido de la
bomba hasta llegar a un nivel prefijado como máximo, donde se detiene
la bomba.
Este sistema consiste en tres electrodos (Es=superiorJ Ei=inferior,
Er^referencia) que controlan el nivel de agua. El electrodo de referencia
"Er" debe estar instalado bajo el nivel mínimo o colado en la carcaza del
87
reservorio si éste fuese de metal o estuviere aterrado. Jamás debe
utilizarse el mismo electrodo para el control de dos aparatos o más.
Aplicando tensión entre "Er" y "Ei" cuando existe un liquido entre ellos,
circula una comente de acuerdo a la conductividad del liquido, ésta
activa el control para que exista un bombeo de liquido y cuando el nivel
de liquido llega al nivel "Es35 circula una comente entre "Er" y "Es"
eliminando el control de bombeo.
Los electrodos mas comunes son los tipos asta y péndulo:
Electrodo tipo asta
Poseen una rosca de fijación (3/4" BSP) y se encuentra aislado con
teflon, revestido en acero inoxidable 303/304 , se encuentra alrededor de
300mm, su montaje se lo realiza en la parte inferior y superior del
tanque.
Figura 27. Electrodo tipo asta
89
Electrodo tipo péndulo
Este electrodo se encuentra constituido de un bastajo metálico revestido
de acero inoxidable 303/304 al igual que una carcaza de ABS que
permite el aislamiento eléctrico. El electrodo permanece pendulado dentro
del reservorio. Se recomienda colocarlo dentro de un tubo e PVC para
evitar perturbaciones del líquido o turbulencia.
Figura 28. Electrodo tipo péndulo
90
3.3.2 Sistema por tanque hidroneumático ( control por presostatos)
El tanque hidroneumático recepta el líquido a presión dentro de su
cámara, que lo mantiene dentro del mismo y lo desaloja de acuerdo al
consumo. En forma similar que el sistema anterior por detectores de
nivel, este sistema basa su control entre 2 puntos, mínimo y máximo,
que en este caso es de presión de llenado del tanque hidroneumático. En
este caso la bomba de agua obedece a la señal de mínima presión que
envía el presostato y es desactivada el momento que llega a la presión
máxima prefijada.
La aplicación de los tanques hidroneumáticos se encuentra restringido a
zonas de abastecimiento relativamente pequeñas como son en casas y
edificios medianos .
Presostatos
Son dispositivos accionados mecánicamente por muelles (resortes)
calibrados a diferentes presiones de entrada, presión mínima y presión
máxima y adicionalmente poseen un bloque de contactos auxiliares que
responden a dicha señal de presión enviada por los muelles, (ver fig. 29)
Descripción
7
I Contacto eléctrico de ruptura brusca
2 Resorte de regulación del punto alto
3 Resorte de regulación del punto bajo
4 Palanca del punto alto
5 Palanca de! punió bajo
6 Captador (membrana, pistón o fuelle metálico) que recibe (a presión y transmite el esfuerzo
7 Tomillo de regulación dei punto alto
8 Tomillo de regulación del punto bajo
Figura 29. Presostato
3.3.3
Sistema de unidad motriz de velocidad ajustable
Las bombas convencionales de una velocidad y los sistemas de válvula
de estrangulación, cuando operan a menos de su capacidad de diseño
desperdician energía. Las pérdidas por caída de presión se pueden evitar
si la unidad motriz es de velocidad variable.
En el pasado, en las plantas de proceso el flujo de líquido se regulaba
por lo general con la estrangulación, en donde se hacía funcionar la
bomba a plena velocidad y se restringía el flujo con una válvula de
control para variarlo; pero esto daba lugar a un gran desperdicio de
92
energía. Este tipo de control se puede comparar como la conducción de
un automóvil con el pedal del acelerador a fondo, y luego ir aplicando el
freno y oprimiendo el embrague a medias para regular la velocidad.
Tipos básicos de unidades motrices de velocidad ajustable.- El
uso
de unidades motrices de velocidad ajustable en los procesos industriales
son muy
amplias.
Muchos
tipos
de bombas
(centrifugas,
de
desplazamiento positivo, de tornillo, etc.) y ventiladores ( enfriamiento
de aire, torres de enfriamiento, calefacción y ventilación, etc) así como
mezcladoras, transportadoras, secadoras, calandrias, trituradores y
ciertos tipos de compresores, sopladores y agitadores, se impulsan
mediante unidades motrices de velocidad ajustable.
Por lo general, las unidades motrices de velocidad variable utilizadas en
la industria de procesos son menores de 500 hp, y se distinguen entre los
principales cinco grupos:
•
c.a. de estado sólido
•
c.c. de estado sólido
•
mecánicas
•
electromecánicas
•
fluidas.
93
Cada uno de estos tipos posee sus características propias de control; sin
embargo, si el objetivo primordial es el ahorro de energía, el control de
la unidad motriz se debe realizar con el sistema de ca ó ce de estado
sólido.
Las unidades motrices mecánicas poseen bandas sencillas y poco
costosas, su funcionamiento es suave y pueden absorber cargas de
choque considerables, además el mantenimiento es sencillo.
En aplicaciones en donde en donde se requieren cambios precisos y
rápidos en la velocidad, son adecuados los embragues electromecánicos.
Al variar el deslizamiento, las unidades motrices electromecánicas
producen control indirecto de algunas variables como son velocidad,
"""a^N
*
posición y potencia.
El motor eléctrico de rotor devanado es similar al de inducción tipo
jaula de ardilla, excepto que el rotor tiene sus devanados conectados a
tres anillos colectores (deslizantes o rozantes). El control externo de las
resistencias en los circuitos de rotor y anillos colectores permite que el
motor funcione como unidad motriz de velocidad variable. Cuando se
aumenta esa resistencia se reduce la velocidad del motor, la corriente
94
enviada a través de los resistores se convierte en calor, que se disipa
como pérdida por deslizamiento.
Las unidades motrices hidroviscosas son ideales para aplicaciones de
funcionamiento continuo y de alto caballaje. Pueden funcionar en
lugares con grandes variaciones de temperatura y en donde hay
partículas abrasivas. Otra ventaja de dichas unidades hidroviscosas y de
todas las fluidas es su seguridad inherente. Debido a que el par se
transmite por el liquido no hay piezas deslizantes que produzcan chispas
y su funcionamiento es muy suave.
Unidad motriz controlada con variador de frecuencia de corriente
alterna
A pesar que los controladores de frecuencia variable son complejos, los
motores de comente alterna jaula de ardilla no lo son; y precisamente
esta sencillez hizo que los diseñadores pudieran mejorar el rendimiento
de esos sistemas de control.
El motor de inducción jaula de ardilla es más ligero, pequeño, fuerte y
menos costoso que sus similares de corriente continua. No tiene
95
escobillas ni conmutador que se gasten y produzcan chispas. Además,
las mejoras en la eficiencia de los últimos años han hecho más deseables
a este tipo de motores deca. Los pequeños funcionan con 90% o más de
eficiencia y los grandes con más del 96%.
Desde hace unos seis o siete años atrás, los controladores de corriente
alterna se han perfeccionado, con la introducción de una nueva
generación basada en transistores de potencias grandes en lugar de los
SCRs, que presentaban ciertos problemas en la conmutación.
Dimensionamiento de los variadores de frecuencia de CA
El factor más importante que se debe tener en cuenta es la corriente de
servicio continuo y de corta duración. Los elevados pares de arranque
requieren corrientes muy altas que pueden exceder la capacidad del
variador: pero éstos al ser relativamente de corta duración son posibles
de soportar. El aspecto clave que se debe conocer para determinar el
tamaño de un variador es la corriente a plena carga a velocidad base, o
sea la corriente necesaria para que el motor del tamaño correcto
funcione en las condiciones previstas de carga.
96
La variación de la frecuencia y del voltaje en los variadores de
velocidad de estado sólido es una de las características primordiales de
estos equipos. El voltaje se varía junto con la frecuencia de modo que la
densidad de flujo en el entrehierro y por tanto, el par producido por el
motor se pueda controlar.
Par
a
(j) entrehierro
entrehierro a
Volts/Hertz
En los últimos tres años se ha perfeccionado el control del vector de
flujo magnético obteniéndose
mejores resultados en cuanto al
establecimiento del-torque a diferentes velocidades. Por.ejemplo, en el
variador de frecuencia de la MITSUBISHI modelo FR-A
se pueden
obtener las siguientes ventajas con el control del vector de flujo
magnético:
Torque constante durante la aceleración y desaceleración en un rango
de frecuencias de IHz a 60Hz . Los tiempos de aceleración y
desaceleración también pueden ser reducidos.
97
• El torque del motor es incrementado durante la operación de baja
velocidad. Torque de 150% en el motor pueden ser obtenidas a
frecuencias de IHz y evitan el problema de tener un bajo torque a
velocidades muy pequeñas.
• Es posible obtener un monitoreo del torque y velocidad actual.
En la fíg. 30 se pueden observar y hacer una comparación entre estos dos
tipos de controles.
General purpose magnelic flux vedar control
Figura 30. control de flujo magnético y V/F
98
La capacidad de mantener el torque constante y mejorar las
características
de
aceleración
y
desaceleración
influye
considerablemente en los sistemas de bombeo.
Una aceleración y desaceleración suave, efectiva y continua conlleva a
mantener los materiales durante más tiempo, las tuberías son expuestas
a menor presión debido a la eliminación del golpe de ariete por paradas
o arranques bruscos inherentes a los controles on-off.
El ahorro de energía obtenido con variadores de frecuencia al no
encender bruscamente a carga nominal, sino entregando la energía
necesaria de acuerdo al consumo, es un factor económico importante en
la decisión final de utilizar uno u otro sistema.
3.4
SELECCIÓN
DEL
CONTROL
DEL
SISTEMA
DE
BOMBEO (SENSORES DE PRESIÓN O DETECTORES
DE NIVEL) .
La selección o remplazo de un sistema de control de bombeo a otro,
lleva a realizar un análisis técnico - económico de ventajas y desventajas
que éstos involucran. Para concretarnos en un ejemplo específico
analizaremos los sistemas de bombeo controlados por variadores de
frecuencia regulados por sensores de presión y los sistemas de bombeo
99
de tanque elevado regulados por detectores de nivel. Los sistemas de
bombeo convencionales ocupan motores de una velocidad y cuando
éstos operan a menos de su capacidad de diseño, desperdician energía.
Las pérdidas por caída de presión se pueden evitar si la unidad motriz es
de velocidad variable.
Imaginemos una estación de bombeo de red municipal de aguas, como
indica la figura 31
AUTOMÁTICO
SENSORES DE NIVEL
Figura 31 Sistema con detectores de nivel
100
Supongamos que la distribución es óptima cuando la altura de agua en el
tanque de almacenamiento es de 20 metros, y que disponemos de 2
bombas como es en la mayoría de casos de la vida real.
Un par de sensores de nivel (on-off) por cada una de las bombas
controla el bombeo en la marcha o paro de los motores eléctricos, la
presión es determinada por la diferencia de altura entre los niveles. Si la
altura de presión óptima es de 20 metros, en el tanque se ajusta un delta
en la altura de •+•/- 4 metros, donde se colocan los detectores de nivel.
Esta variación de alturas provocaría una evidente diferencia de presiones
en el consumidor final, que se traduce en un mal servicio de entrega.
El cálculo del rango de presiones en este tipo de sistemas es muy
sencillo:
Presión máxima: altura de columna de agua máxima
24 metros = 2.4 Kg/cm2
Presión media : altura de columna de agua media
20 metros = 2.0 Kg/cm2
101
Presión minina : altura de columna de agua mínima
16 metros =1.6 Kg/cm2
Al variar la demanda por consiguiente cambia la presión en el tanque.
La rapidez de respuesta depende de la capacidad de las bombas para
llenar el tanque a su nivel óptimo, o a su vez para llegar del nivel
mínimo al máximo determinados por los detectores de nivel.
Los detectores de nivel al poner en marcha y paro los motores de las
bombas originan grandes golpes de ariete, malgastando grandes
cantidades de energía. Al tener los detectores de nivel un control on-off,
las bombas entran a funcionar a su máxima capacidad al igual que a
detenerse con una parada brusca, esto provoca esfuerzos en la tubería y
en la bomba.
Para mantener la altura constante y prevenir el excesivo consumo de los
motores de las bombas, se puede utilizar la regulación por variadores de
frecuencia.
102
En la figura 325 se puede observar como reemplazaría el sistema por
variadores de frecuencia controlado por sensores de presión, al sistema
por detectores de nivel representado en la figura anterior.
20MTS
ALTURA
ÓPTIMA
SENSOR DE PRESIÓN
DISTRIBUCIÓN
Bl: Bomba de velocidad variable
B2; Bomba de apoyo
KS: Contacto auxiliar de detección
de frecuencia del variador
Figura 32. Sistema de variador con dos bombas.
103
El variador de frecuencia de acuerdo a la presión requerida y
previamente fijada, ajusta la velocidad del motor de una de las bombas y
conecta y desconecta automáticamente la otra bomba.
Las bombas mantienen la altura constante sin importar cuanto varíe el
consumo. El accionamiento con un variador de frecuencia nos da un
control completo y preciso del proceso.
Ventajas de la regulación con variador de frecuencia
1.
La presión en la tubería se mantiene constante.- En el sistema
con detectores de nivel y para el caso del ejemplo anterior, entre el nivel
máximo y mínimo existe una variación de 0.8 Kg/cm2; en cambio con el
sistema de variadores de frecuencia la variación entre el nivel máximo y
mínimo que toma la columna de líquido, solo depende de la velocidad
de respuesta del sistema, es decir, de la aceleración o desaceleración de
la unidad motriz; valores que pueden ser ajustados en el variador gracias
a su gran flexibilidad. En el sistema de variadores, la presión de la
columna de salida varía alrededor de un +/-5% del valor óptimo fijado
para distribución, porcentaje que depende del tiempo fijado en la
aceleración y desaceleración del sistema.
104
Respecto a las tuberías de llenado del tanque, en un sistema por
detectores de nivel, al arrancar las bombas bruscamente y al encontrarse
el líquido en el nivel mínimo el caudal entregado por la bomba y
consecuentemente la carga del motor será la nominal; mientras que al
utilizar el variador de frecuencia primeramente se obtendría un arranque
suave con el tiempo de aceleración fijado, las cargas entregadas al
sistema serán menos drásticas que al entrar a funcionar con una
velocidad fija, como se indica en la figura 33.
Carga H
Curva de carga
del sistema
Perdidas
por fricción
Capacidad O
Figura 33
Al obtener un arranque suave y llegar a la capacidad nominal solo si es
necesario, las perdidas por fricción disminuyen y las tuberías no son
expuestas continuamente a la carga y presión total del sistema.
105
2.
El mayor rendimiento de la energía empleada disminuye el
costo de operación.-
Los diferentes caudales que se pueden obtener de una bomba y los
diferentes sistemas de fricción se pueden resumir en la siguiente tabla:
flujo nominal %
100% F
75% F
50% F
25% F
100
21
16
9
3
87,5
38
31
20
12
75
57
47
35
20
50
81
69
55
41
Fuente: Hidrocarbo Proc. Septiembre 1.979
Con la tabla anterior se puede calcular fácilmente los ahorros de energía,
se puede evaluar la rentabilidad de una inversión más elevada en un
sistema de velocidad variable al comparar el costo adicional de ese
equipo con la reducción en los gastos de operación.
Ilustraremos la utilización de esta tabla con un ejemplo:
Una bomba centrifuga de 40 HP de motor a una sola velocidad en un
sistema de fricción de 75% con un carga de 37HP con el caudal de
diseño y un costo de electricidad de 3.5 centavos de dolar por KWh y un
ciclo de trabajo del 100% al 100% del caudal de diseño con horas de
106
operación del 77 % respecto al sistema de variación de velocidad. En
cambio al funcionar con variador de frecuencia presenta un ciclo de
trabajo de la siguiente manera, 25 % al 100% del caudal de diseño,
16.66% al 87.5% , 25% al 75% y el 33.33 % al 50% del caudal de
diseño .
Si hpd son los hp de diseño, op como las horas de funcionamiento, c el
costo de energía y E la eficiencia de la bomba .
Sistema de velocidad fija:
hpd = 37 hp
op = 8760 * 0.77 h/año para sistema de bomba de una sola velocidad
8760 h/año para sistema de velocidad variable
c
=35 centavos de dolar
E
=37/40 = 0.925
Entonces el costo de operación del sistema de velocidad fija es :
$ = (0.746*hpd/E) * op * c
S = (0.746*37 / 0.925) * 6745.2 * 0.035
$ = 7044.6868 dólares al año
Sistema de velociadad variable:
$ = (0.746*hpd/ E ) * op *c * ( %tl*fl + %t2*£2 + ....... +%tn*fh)
107
donde %tn es el porcentaje de tiempo de funcionamiento promedio en
un flujo nominal fn (ver tabla)
$=
(0.746*37/0.925) * 8760*0.035 - (0.746*37/0.925) * 8760*
0,035*(0.25*0.16 + 0.1666*0.31 + 0.25*0.47 +
03333*0.69)
$=
9148.944 - 9148.944 * (0.04+0.05164-1-0.1175+0.229977)
$=
5131.48 dólares al año
Si realizamos la diferencia entre los dos sistemas obtenemos un ahorro
de:
dif. $ = $l-$2 = 7044.6868 - 5131.48
dif. $ = 1913.2 dólares de ahorro al año
Esto nos da un % de ahorro de energía al año de : 27.16 %
3.-
Fácil ajuste de la velocidad del motor para compensar
variaciones en la demanda.-
La facilidad de obtener accceso al variador de frecuencia por una señal
analógica, hace que este sistema responda de acuerdo a la variación de
la
carga en forma continua e inmediata.
108
El tiempo de respuesta solo depende de la inercia del sistema al que está
conectado el variador de frecuencia, en sistemas con alta inercia el
sistema debe responder más lentamente por seguridad del sistema
mecánico.
Mediante un transductor de presión de salida de O a 5 Vdc, o O a 10
Vdc, o 4 - 20 mA colocado a la salida de la tubería de distribución, s.e.
controla el flujo de liquido de acuerdo a la demanda solicitada por los
usuarios.
4.-
Disminuye el costo al ser menor la potencia controlada.- En las
siguientes dos figuras se puede describir como la velocidad variable
puede ahorrar eneregía al ser el caballaje consumido menor en varias
circunstancias de operación.
109
400
800
1200
1600
2000
2400
2 800
3 200
Caudat, gal min
o
§
u. 500
í 400
0)
Ir
760 rpm
400
800
1 200
1 600 2 000 2 400 2 800 3 200
Caudal, gai/min.
Figura 34. Curvas de ahorro de energía en el caballaje
110
En el punto de funcionamiento de diseño de 2400 gal/min a 3560 RPM (
punto A de la figura 1) la eficiencia de la bomba es de 77.5 % y el
caballaje al freno requerido es de 550 hp (punto A fíg. 2) al cambiar el
caudal a 1200 gal/min sin cambiar la velocidad de la bomba se
requerirían 400 hp (punto B fig. 2) y una eficiencia del 63% (punto
fig-1).
Sin embargo si se altera la velocidad de la bomba para obtener esa
reducción en el caudal solo se necesitan 70 hp (punto C fig 2) y la
eficiencia es del 70% (punto C de la fig. 34) . Por tanto la unidad motriz
de velocidad variable permite un ahorro de 330 HP sin perdida de
eficiencia de la bomba.
5.-
Distribución directa .- En sistemas de distribución de agua con
control por detectores de nivel es necesario construir un reservorio de
agua a cierta altura para obtener la presión necesaria, a partir del cual se
distribuirá agua a los usuarios con la diferencia de presión obtenida
entre los dos niveles de lops detectores. Los sistemas de variación de
velocidad, está presión puede ser controlada directamente a la salida de
las bombas de distribución, lo cual evita construir un reservorio elevado
de distribución.
111
CAPITULO IV
EJEMPLO DE APLICACIÓN
DE UN SISTEMA DE
BOMBEO DE AGUA
MEDIANTE VARIADOR DE
FRECUENCIA Y PLC.
112
4.1
Descripción del sistema de bombeo de agua para las
cooperativas del nor-occidente de Santo Domingo de
los Colorados.
4.1.1
ANTECEDENTES
El H. Consejo Provincial de Pichincha, en concordancia con las acciones
formuladas en el Programa de Desarrollo Regional de Santo Domingo
de los Colorados, ha emprendido en la ejecución de obras de
saneamiento básico orientados a dotar de sistemas de agua potable a las
poblaciones tanto del área urbana como rural de esta gran zona
productiva.
La planificación de estas obras y su ejecución permite que la zona
occidental de la provincia de Pichincha en general y el cantón Santo
Domingo de los Colorados en particular, se incorpore al desarrollo del
occidente de la provincia, que es una zona promisoria de grandes
recursos agrícolas y ganaderos.
En concordancia con lo expuesto; el H. Consejo Provincial de Pichincha
contrató la ejecución de los diseños de la red de distribución de agua
potable para las siguientes cooperativas asentadas al nor-occidente de la
ciudad: Che Guevara, Eulogio Pazmiño, Las Acacias, 24 de Septiembre,
113
2 de Mayo, Gran Colombia, El Colorado UCOM, Cindadela Central,
Brisas del Colorado I, Brisas del Colorado II y Trabajadores del HCPP.
(ver Anexo # 3 )
4.1.2
Como parte adicional a los estudios de la red de distribución, el H,.
Consejo Provincial de Pichincha contrató la perforación de dos pozos
profundos.
De las investigaciones hidrogeológicas efectuadas en la zona del
proyecto y luego de las pruebas respectivas de bombeo se determinó que
cada pozo producirá 20 1 / s (litros por segundo).
De conformidad con los análisis físico-químicos, estas aguas presentan
un contenido de Fe que requiere la incorporación de unidades de
tratamiento que eliminen el mencionado elemento, cuya concentración
supera los límites máximos establecidos en las normas.
4.2
Parámetros de diseño. Condiciones de operación.
Las cooperativas en estudio están ubicadas en una zona de clima subtropical húmedo, bajo esta consideración y en concordancia con las
normas, se aplicará en el diseño los siguientes parámetros:
Los parámetros a adoptarse en el diseño del sistema son los siguientes:
• Población de saturación 37766 habitantes
• Horizonte de diseño estimado 20 años.
• Dotación 120 1 / hab dia
• Factor de caudal máximo diario 1.3
• Factor de caudal máximo horario 2.0
• Caudal de incendios 10 1 / s .
•
Caudal de diseño de la conducción, Qmáx diario +5%
• Caudal de diseño de la red, Qmáx. diario
• reserva de regulación, 25% Qmed. diario.
• Volumen incendio, 100*(p) A0,5
p = POBLACIÓN EN MILES .
• volumen de emergencia, 25% del volumen de regulación
• Caudal medio diario requerido al final del periodo de diseño 52.45
1/s
115
• Caudal máximo diario requerido al final del periodo de diseño 68.19
1/s.
• Caudal máximo horario requerido al final del periodo de diseño
105.00 1/s.
•
Población a servirse en primera etapa 26.585,00hab.
Todos estos parámetros son suministrados por el HCPP, los parámetros
mecánicos y eléctricos dependen de estos.
4.3
Sistema de control y regulación.
Hay varias formas de controlar y regular el almacenamiento
y
distribución de agua potable, como se vio en el capitulo III.
En sistemas pequeños son prácticamente factibles todos, pero en
sistemas grandes la topología, la factibilidad de construcción y costos,
son factores importantes que determinan que sistema de regulación y
control es aconsejable aplicar.
En el caso de las zonas pobladas al noroccidente de la ciudad de Santo
Domingo de los Colorados, con un número superior a 26.585 habitantes,
lo lleva a ser considerado y tratado como un sistema grande.
Tres son los sistemas a considerar; por tanque elevado, por tanque
hidroneumático y por unidad motriz variable.
116
El problema común es mantener un nivel de presión considerable en el
sistema de distribución. Las dificultades de cada sistema son los
siguientes:
Sistema por tanque elevado: La mayor dificultad es encontrar un
lugar elevado a la construcción de una o varias torres de altura
superior a la de distribución. En la zona del noroccidente de Santo
Domingo un lugar natural se encuentra a 3.5 Km. en línea recta a la
zona donde se encuentra el pozo, éste es el monte Bamboli. Esto
implica la construcción del tendido de aproximadamente 9 Km. de
tubería tanto de acometida como la de distribución, además un
tanque de 50m3 de concreto reforzado. La presión en el sistema va a
depender de la diferencia de altura entre los detectores de nivel.
Sistema por tanque hidroneumático: La construcción de un tanque
hidroneumático de 50 m3 para abastecer la zona del noroccidente de
Santo Domingo de los Colorados lo hace un sistema demasiado
costoso y de operación no adecuada.
117
Sistema por unidad motriz variable: Este sistema mayor dificultad
no posee ya que el bombeo se realiza de forma directa desde la
cisterna de tratamiento hacia el usuario o para mantener un mejor
nivel de presión se envía a un tanque elevado primero y luego se
realiza la distribución . La calibración de sensores y la coordinación
en el encendido y apagado de las bombas de acuerdo a las señales
recibidas podría significar el mayor problema. El sistema tiene una
respuesta relativamente rápida para mantener un nivel constante de
presión. Por esta razón el sistema por unidad motriz variable es el
más aconsejable en sistemas de bombeo en pequeña y gran escala.
4.3.1
Funcionamiento del Sistema
El suministro de agua proviene de un pozo de 85 metros de profundidad
y una bomba sumergible lleva el líquido hacia una cisterna pasando
primero por unas terrazas de tratamiento de agua. Una vez en la cisterna
el agua es distribuida directamente mediante un sistema de bombeo por
variador de frecuencia (unidad motriz variable).
La bomba sumergible es controlada por sensores de nivel (on-off) tanto
en el pozo como en la cisterna, mientras que el sistema de variador de
frecuencia es controlado de la siguiente manera:
118
Un sistema de 2 bombas centrífugas, donde la una es controlada por un
variador de velocidad, de acuerdo a la presión registrada por un sensor a
la salida común de las 2 bombas y la otra bomba será de apoyo a la
primera. Un sensor de caudal proporcionará la señal de encender o no la
bomba de apoyo, de acuerdo a la demanda. Ver figura #36.
El sistema es el siguiente:
TABLERO ELÉCTRICO
Figura 36
119
4.3.2
Diseño del sistema
De acuerdo a los parámetros de diseño podemos obtener la capacidad de
las bombas requeridas y dimensionar los equipos tanto eléctricos como
mecánicos.
Número de habitantes a dotar de agua = 37.766 habitantes max.
Capacidad promedio 120 Itrs. por habitante al día
Por lo tanto el caudal medio máximo diario es el siguiente.
Qmed max /día = 37.766 hab. x 120 1 x Idía x Ih
día
24 h
=
52.45 1/s
p600seg
De acuerdo a los parámetros proporcionados por el HCPP el factor de
caudal máximo diario es de 1.3 y el factor de caudal máximo horario es
de 2.0. Entonces el caudal max diario es:
Qmax/diario
= Qmed tnax/día x 1.3
=
52.45 P/sx 1.3
=
68.18 P/s
Qmax/horario = Qmed max/díax 2.0
=
52.45 P/s x 2.0
=
104.9 P/s
Estos datos coinciden con los datos proporcionados por el HCPP
Con el dato de caudal promedio máximo diario podemos realizar los
cálculos de las bombas requeridas al final del periodo de diseño.
Por la extensión de la zona y considerando que el bombeo por unidad
motriz variable es directo se construyen 2 estaciones, cada una con 2
bombas, una controlada por variador de frecuencia y otra de apoyo a la
misma.
Por lo tanto el dato de caudal promedio max diario será dividida para 4,
de lo cual obtenemos el siguiente dato:
Qmed max/diario = 52.45 P/s
Por bomba
Qmed max/diario = 13.11 P/s
Este es el dato que debemos buscar en las curvas características a
velocidad nominal (VER ANEXO 4)
En el anexo # 4 encontramos las curvas características de bombas
centrifugas con un rango de O a 240 gpm ó de O a 15.13 1/s y una altura
dinámica de 50 a 140 metros y un caudal de O a 60 m 3 /h.
121
Los parámetros de diseño por bomba van a ser las siguientes:
Capacidad l/s=13.11 P/s
Caudal m 3 / h = 13.11 P x 36005 x Im
S
Ih
= 47.2 m3/h
1000P
Velocidad nominal al eje =3550 RPM
De acuerdo al anexo # 4, encontramos las curvas debidas con los datos
anteriores, (ver fig. 37) y obtenemos la potencia del motor.
Potencia = 33 HP
122
BOMBAS CENTRIFUGAS HALBERG TIPO NOVYA
CURVAS CARACTERÍSTICAS
HÜLPERG
^íc'i"
OCT 1977
'
-O
Figura 37 Curvas caracteristicas de bombas centrifugas Halberg
123
Además obtenemos el rango de variación de velocidad manteniendo una
carga estática de 55 metros ( 75 psi).
Rango de variación de velocidad de 1700 RPM a 3550 RPM para
mantener una presión constante, por lo tanto, en frecuencia el rango de
variación es el siguiente:
Rango de variación de frecuencia de 27 Hz mim a 60 Hz frecuencia
nominal.
Con este rango de variación podemos obtener un funcionamiento a
presión constante dentro de las características eléctricas y mecánicas
proporcionadas por el fabricante. Aunque en realidad el varíador puede
proporcionar frecuencias de 400 Hz un motor normal no lo resistiría.
Pero si soporta sobrevelocidades de hasta un 100% y el sistema
mecánico de acople hasta un 70 % encima de lo normal . En el sistema
de bombeo, la variación de velocidad tiene otro factor limitante que es la
carga neta positiva de succión tanto disponible como requerida para
evitar cavitación en la bomba, NSPHA - NSPHR > O para que la
bomba funcione con seguridad y exenta de vaporización instantánea de
líquido .
NSPHA = nb - pf
nb = columna de agua desde la toma de las bombas hasta el nivel
superior de líquido
pf = presión de pérdidas por fricción en la tubería de entrada.
NSPHA = 4 . 5 m t - 0.15 m t NSPHA =4.35mt
Considerando que NSPHA se mantiene constante y que es igual a
NSPHR
entonces NSPHR = 4.35 mt.
De acuerdo a curvas características de la bomba ( anexo # 4), la carga
neta positiva de succión requerida varia de acuerdo al cuadrado del
caudal, obteniendo a 4.35 mt un caudal de 55.5 m3/h a una frecuencia de
76 Hz .
Por lo tanto el rango de frecuencias es el siguiente:
27 Hz mínimo para mantener una presión de 75 psi en la tubería y 76
Hz máximo para que no exista cavitación.
La bomba sumergible debe tener la capacidad de suministro de 2
bombas de distribución menos un 25% , esto es por la reserva que se
encuentra en el tanque cisterna, entonces:
125
Capacidad de bomba sumergible = 0.75 x 2 x capacidad bomba
distribución
Esto corresponde según las curvas de bombas SIHI a una bomba de las
siguientes características.
Potencia motor ; 40 HP 220V.
Caudal: 320 G.P.M (20L/S)
Altura : 85 mts
^Equipo eléctrico
Arranques :
Bomba de agua sumergible :
BOMBA # 1
Arranque estrella - triángulo
Potencia *= 40 ÍJP
Contatores: In = 65 Amp. AC3
Vn : 220 V.
Relé térmico : 60 - 90 Amp.
In : 78 Amp.
Disyuntor : 100 Amp. 220 v.
Bombas de distribución:
BOMBA # 2 : motor : 34 HP3 220 Vn
Controlada por variador de frecuencia
Variador de frecuencia I corriente nominal = 80 Amp.
126
Variador Mitsubishi :
modelo FRA - 220 E - 22 K
proporciona corriente
I (a torque variable) = 104 Amp.
Disyuntor 100 Amp. 220 V.
BOMBA # 3 ; Arranque estrella - triángulo
Potencia : 34 HP
Contactores: In = 50 Amp. AC3
Vn : 220 V
Relé térmico : 60 - 90 Amp.
In: 66.5 Amp.
Disyuntor: 100 Amp. 220 V
SENSORES:
Control de bomba sumergible : Control de nivel mínimo en pozo y
control de nivel máximo en la cisterna, sensor tipo péndulo, control
on-off.
Control de bombas de distribución :
* Control de nivel mínimo de succión en cisterna. Sensor tipo
péndulo, control on - off
* Control de presión: Sensor analógico, señal de salida 4 - 2 0 mA.
Señal destinada a variar la velocidad de la bomba # 2.Escala O 150 PSI
127
* Sensor de caudal tipo lengüeta, control
on - off , activa o
desactiva las bombas de distribución el momento
que
hay
exigencia o no de líquido.
Sensor de voltaje : Mínimo y máximo voltaje, secuencia y falla de
fases.
Controlador lógico programable : 12 entradas y 8 salidas. 220 VAC
4.3.3
Programación del variador de velocidad
La programación del variador
depende
de la aplicación
y de las
características del motor .
Aplicación: Sistema de bombeo de agua potable a presión constante.
Variador de frecuencia: MARCA: Mitsubishi
MODELO: FRA-2220E-22K
Vn : 220 V.
I (a torque variable) : 104 Amp.
Motor:
POTENCIA: 34 HP
RPM : 3500
In : 66.6 Amp.
Bomba:
MARCA: HALBERG
TIPO : NOWA
128
CAUDAL : 190 GPM ( 12 Lt/SEG )
ALTURA : DINÁMICA : 85 mts.
NPSH REQUERIDO : 4.5 mts.
CURVAS CARACTERÍSTICAS ( ANEXO # 2 )
4.3.3.1
FUNCIONAMIENTO
DEL
VARIADOR
DE
VELOCIDAD
El variador de velocidad funcionará de acuerdo a la señal enviada por el
sensor de presión, de tal forma que se pueda obtener
un rango de
presión deseada a la salida. De acuerdo a las características de la bomba
indicadas en el
Anexo # 4, el rango de velocidad para mantener
constante la presión a 55 metros ( 75 PSI) es el siguiente:
1700 RPM (velocidad mínima ) y 4478 RPM (velocidad máxima de la
bomba). Esto equivale al siguiente rango de frecuencias en el variador
de velocidad, 1700 RPM -«> 27 Hz , 4478 RPM —-> 76 Hz. . (ver
figura 37)
129
BOMBAS CENTRIFUGAS HALBERG TIPO NOWA
CURVAS CARACTERÍSTICAS
HALPERG
OCT
Figura # 37
130
El sensor de presión envía al variador una señal de 4 a 20 mA, la cual se
traduce en señal de salida de frecuencia al motor, de 76 a O Hz
respectivamente.
A baja presión 4 mA -—> 4478 RPM , Alta presión 20 mA —-> O RPM
Como el sensor de presión tiene una escala de O a 150 psis la curva de
presión vs frecuencia debe mantenerse en su promedio de 75 psi y con
una frecuencia de conexión de 60 Hz ; lo que permite una mayor
estabilidad en el sistema el momento que entra la bomba de apoyo, lo
que no sucedería si la curva presión vs frecuencia se la realiza con las
frecuencias nominales de funcionamiento de los motores de las bombas.
Como se puede observar en la figura # 37 la frecuencia de conexión de
la bomba de apoyo a estas condiciones sería a 26 Hz5 llevaría al sistema
a una presión doble de la requerida e inmediatamente se apagaría, ya
que el sensor de presión daría la señal de bajar la frecuencia en la
bomba 1 y de apagar a la bomba 2 (apoyo); y así el sistema empezaría a
oscilar hasta que la presión sea superior a la requerida. Este tiempo de
oscilación se reduce- haciendo conectar a la bomba de apoyo a una
frecuencia cercana a su nominal, tal como se indica en la figura #38.
131
El momento que arranca el sistema, la presión es mínima 4 mA (O PSI)
por lo que el sistema se acelera a su velocidad máxima 4478 RPM como
la presión va ha ser muy baja hasta llenarse las tuberías inmediatamente
se encenderá la bomba de apoyo. Una vez que empiezan a llenarse las
tuberías la presión empieza a subir. El momento que llega a 75 psi con
las dos bombas activadas, se desconecta la bomba de apoyo e
inmediatamente toma carga la bomba de velocidad variable hasta que
la demanda aumente y nuevamente entre en funcionamiento la bomba de
apoyo y estabiliza la presión deseada.
132
4.3.3.2
Ajuste de rangos y parámetros de funcionamiento.
Parámetro # O
Fijación de torque (manual)
Este parámetro se encuentra seteado en el mismo valor de fábrica ya que
con el parámetro 38 y 39 se obtiene un ajuste automático.
set: 3%
Parámetro # 1
Límite de frecuencia máxima: El sistema girará a velocidad nominal 60
Hz- 3550RPM en baja presión finax = 60 Hz. Aunque el sistema lo
requiere se puede aumentar hasta un 30 % más, sin correr riesgo el
sistema mecánico fmax futuro = 78 Hz.de acuerdo a características de
la bomba y modificaciones a realizar en infraestructura de cisterna
(mayor altura de nivel de líquido)
set - 60 Hz (frecuencia max de cavitación)
Parámetro # 2
Límite de frecuencia mínima. OHz. Esta frecuencia se podrá hacer
coincidir con la frecuencia mínima que se obtenga con el sensor
presión.
133
de
set = O Hz
Parámetro # 3
Frecuencia base; Se fija 'en la frecuencia de trabajo del sistema
interconectado ecuatoriano, f base = 60 Hz.
Parámetro # 4, 5 y 6
Frecuencias Prefijadas alta, media y baja: Se encuentran con el seteo de
fábrica. 60, 30 y 10 Hz
respectivamente. Aplicable con funciones
externas
Parámetro # 7
Tiempo de Aceleración: ta= 7 seg
tiempo en ir de tmim a tmax prefijado
tmax prefijado en parámetro # 2 0
Parámetro # 8
Tiempo de desaceleración . td = LO seg.
tiempo en trabajar la velocidad tmax p a tmim
tmax p = fijado en parámetro # 20
134
Parámetro # 9
Relé térmico electrónico.
Ith = 100 Amp. Ithmax variador = 104 Amp. a torque variable
Parámetro #10, 11 y 12
Ajuste de freno DC
Pr # 10= frecuencia de operación del freno DC. se encuentra seteado al
valor de fábrica ya que al no ser necesario, por no tener uno inercia
prolongada el sistema y no necesita que se detenga a cierta frecuencia.
Pr # 11= tiempo de operación del freno, seteo de fábrica 0,5 seg.
Pr # 12= inyección de voltaje al freno: Porcentaje del voltaje de entrada
1%
Parámetro # 13
Fijación de la frecuencia de arranque: Para obtener un arranque suave la
frecuencia debe ser iniciada desde O Hz o coincidiendo con valor de
frecuencia mínima de sensor de presión, 20 mA —> 10 Hz ( ver
parámetro #904 y 905)
Parámetro # 14
135
Selección de la carga aplicada - característica V/F cuando el PR 80 Y 81
es activado el control de vector de flujo, Pr # 14 es ignorado
En el variador Mitsubishi el set del valor se coloca en 1, curva de carga
tipo
parabólica
(arranque suave para
bombas y
ventiladores)
recomendado por el fabricante.
Parámetro # 15 y 16
operación JOG: es una operación por impulsos
El PR # 15 determina la frecuencia a la que va a llegar el impulso y el
Pr # 16 determina el tiempo de aceleración y desaceleración una vez
dado el impulso. En nuestro caso no es necesario, pero se encuentra
seteado en los valores de fábrica. Terminales de conexión STF y STR
para control en forma manual.
Parámetro # 17
Selección de relé térmico externo.
Existen dos puntos de seteb O'(off), 1 (on)
Se encuentra seteado en O ya que no es necesario colocar un relé térmico
externo.
136
Un relé, térmico externo se coloca cuando hay más de un motor
conectado al variador.
Parámetro # 18
Seteo
de
límite
de
frecuencia
a
altas
velocidades
Este parámetro es usado para operación a 120 Hz o más, cuando este
parámetro es seteado el valor del Pr # 1 es automáticamente cambiado a
este valor.
Actualmente se encuentra seteado al mismo valor de Pr # 1.
Parámetro # 19
Seteo de voltaje base, este voltaje es automáticamente seteado por el
modelo del variador en este caso 200 a 230 V
Parámetro # 20 y 21
Seteo de frecuencia e incremento de tiempo en aceleración y
desaceleración
Este parámetro
determina
la frecuencia máxima
de
operación
coincidiendo con parámetro 904 y 905. 4 mA —> 60 Hz . El parámetro
#21 nos da el incremento de tiempo en aceleración y desaceleración.
137
Parámetro # 22, 23 y 66
Seteo del nivel de operación
Pr # 22 :
nivel de límite de corriente, seteo de fábrica 150 % de la In.
puede setearse hasta 200 % de la In. considerando que esta
corriente podrá ser soportada por el variador en tiempos
cortos
Pr # 23 :
Límite de corriente a 400 Hz.
Cuando este Pr. no es seteado se setea automáticamente a
Pr
#22.
Pr # 66 :
Frecuencia que empieza la reducción en el límite de
corriente las características de aceleración del motor para
operación mayor a 60 hZ, el límite de corriente en la banda
de altas frecuencias puede reducirse.
NOTA: Con el parámetro de control del vector de flujo seteado en Pr #
80 y 81 se ignoran los Pr # 23 y 66.
Parámetro # 24, 25, 26, 27 y 28
Seteo de frecuencia de multivelocidades, esto al no ser utilizado se
encuentra con los valores de fábrica.
138
Parámetro # 29
Seteo de curvas de aceleración y desaceleración, para obtener una
aceleración y desaceleración suave se setea el valor en 1 de acuerdo al
siguiente gráfico, es una curva tipo S-A (ver cap. III).
Parámetro # 30 y 70
Seteo de freno regenerativo
Con Pr # 30 ; se selecciona la unidad externa de freno regenerativo
como no es necesario se encuentra seteado en valor de fábrica = O
Con Pr # 70 : se setea el valor de máximo freno regenerativo cuando el
Pr # 30 = O Pr # 70 = no es indicado.
Parámetro #31, 32, 33, 34, 35, 36
Seteo de frecuencias de salto. Esta propiedad no es necesaria y se
encuentra seteada a valor de fábrica
Parámetros # 37
Seteo de la unidad de indicación de velocidad : se puede elegir la unidad
por sistemas rotatorios o por distancias recorridas en sistemas lineales
de rotación. En este caso al ser un sistema directamente acoplado se
139
setea al valor del número de polos y se obtiene la velocidad
directamente en el display ( 3600 RPM)
Parámetro # 38 y 39
Seteo de torque automático: Pr# 38 nos indica
si este sistema se
encuentra cativado, actualmente se encuentra apagado set=0; Pr# 39
nivel de corriente de torque automático al no estar activado el sistema
este valor es ignorado set=0 amp.
Parámetro # 40
Terminales de salida :
Se encuentra seteado con valor de fábrica set = 1234
Terminales activados SU, IPF/UVT, OL, FUI
Parámetros # 41
Ajuste de la sensibilidad de frecuencia alta
set = 10 % , pero no es utilizado este terminal ya que se tienen
frecuencia variables con una señal analógica de 4 a 20 mA.
Parámetro # 42 y 43
140
Detección de la frecuencia de salida
Este valor es muy importante ya que con este valor se envía la señal de
encendido y apagado de la bomba de apoyo.
Pr#42 set=43.0Hz
fp = 43.0 Hz ,
si f > fp entonces bomba de apoyo encendido
si f < fp entonces bomba de apoyo apagado
Pr#43 set= 9999 (no activado)
Parámetro # 44, 45, 46 y 47
Seteo de funciones de control secundario
Activado los terminales RT y SD entra en funcionamiento los tiempos
secundarios de aceleración y desaceleración.
Se encuentran seteados con los valores de fábrica.(no activados)
Parámetro # 48 y 49
Si Pr# 49 no es activado Pr # 48 es ignorado.
Se encuentra seteado con valores de fábrica (no activado)
Parámetro # 50
Detección secundaria de la frecuencia alta de salida
141
Seteo de fabrica 30 Hz ( no activado con parámetro # 40)
Parámetro # 51, 52,53. 54 y 158
Selección de la señal de salida en el monitor y en la unidad de
parámetros PU, además se puede seleccionar la activación de envío de
señales AM y FM para aparatos de medida externa.
Parámetro # 55 y 56
Señales externas para sistemas de medición de magnitudes del variador
(no activado)
Parámetro # 57 y 58
Operación de .reinicio luego de una falla de poder o del disyuntor
principal.
Pr # 57 no activado ya que si hay una falla de poder debe ser verificado
por el operador de la planta por seguridad del equipo .
Pr # 58 se encuentra seteado en 1 seg. por tratarse de un carga sin mucha
inercia.
Parámetro # 59
142
Seteo de función remota ( no activado)
Parámetros # 60
Modo de selección inteligente
set = 4 modo de ahorro de energía recomendado por el fabricante para
sistemas de bombeo
Parámetro # 67, 68 y 69
Funciones de retardo para desactivar alarmas luego de ocurridas.
No se encuentran activadas actualmente.
Parámetro # 71
Solo aplicable cuando las características del torque son constantes
Parámetro # 72
Selección de la frecuencia portadora PWM
Se encuentra seteado de acuerdo a los rangos de fabrica en 14.5 KHz
pero puede ser cambiada la frecuencia portadora PWM desde 2 a 14.5
KHz dependiendo de la frecuencia de resonancia del sistema mecánico o
del motor.
143
Parámetro # 73
Selección del rango de voltaje para comandar la frecuencia
Como nuestra señal de comando es de corriente, esta señal se encuentra
inhabilitada set = 1 de fábrica
Parámetro # 74
Constante de tiempo de filtro de entrada de las señales de voltaje y
corriente, evitando ruido en las señales de mando externos.
Se encuentra seteado en el valor de fábrica set = 1 , set min = O y set
max = 8
Parámetro # 75
Detección de la desconexión de la unidad de parámetros.
Se encuentra seteado en valor cero, en este set el sistema continua
trabajando a pesar de haber desconectado la unidad de parámetros PU
Parámetro # 76
Selección del código de salida de alarma.
144
Se encuentra seteado con el valor de fabrica, set= O con lo cual se
obtiene el mismo seteo de terminales de salida seteados en el parámetro
#40.
Parámetros # 78
Prevención al funcionamiento reversa.
Se pueden seleccionar tres valores O, 1, 2
0 = se puede rotar en ambos sentidos
1 = Rotación reversa desactivada
2 = Rotación delantera desactivada
Se encuentra seteado en : 1
Parámetros # 79
Selección del modo de operación.
Se pueden seleccionar cinco valores 0,1,2,3,4
El inversor puede funcionar con señales externas o con la unidad de
parámetros.
0 - puede operar con la unidad de parámetros y con señal externa
1 = Solo puede funcionar con la unidad de parámetros PU
2 = Solo puede funcionar con señales externas
145
3 = La señal de frecuencia puede ser cambiada solo con la unidad de
parámetros y la señal de rotación solo puede ser dad por señal externa.
4 = La señal de frecuencia puede ser cambiada solo por señal externa y
la señal de rotación puede ser cambiada solo por la unidad de
parámetros PU.
Se encuentra seteado en 0.
Parámetro # 80 y 81
Selección del control de flujo magnético.
Es recomendable aplicar cuando el torque es del tipo variable; aqui se
debe fijar la capacidad del motor y el número de polos.
Se encuentra seteado en 40 Hp y 2 P.
Parámetro # 900
Calibración del terminal de salida FM.
Podemos tener una salida de corriente ( max ImA) o una señal de pulso
(1440 Hz) con esto calibramos equipo de medición.
Parámetro # 901
Calibración del terminal de salida AM.
146
Es una salida analógica de O a 10 VDC para controlar equipo de
medición.
Parámetro # 902, 903, 904, 905.
Pr. # 902 : Bias para señal de voltaje teniendo la frecuencia como
referencia.
Pr. # 903 : Gain para señal de voltaje teniendo la frecuencia como
referencia.
Pr. # 904 : Bias para señal de comente teniendo la frecuencia como
referencia.
Pr. # 905 : Gain para señal de corriente teniendo la frecuencia como
referencia.
La señal de control es de 4-20 mA de tal forma que ocuparemos los
parámetros 904 y 905 de Gain y Bias de corriente.
Se fija una señal que a mayor frecuencia menor la señal de corriente y
viceversa.
La señal de corriente proviene del sensor de presión, como es una curva
lineal y proporcional tratamos de acoplarnos al sistema tanto de los
equipos mecánicos y eléctricos, obteniendo la frecuencia de switcheo a
la presión deseada.
~&
Como la presión deseada es 75 psi, esta es la escala media del sensor por
lo tanto el sensor de presión debe ser de escala de O -150 psi, debemos
acoplar la curva presión - frecuencia a este rango .
Para mantener la presión promedio a 75 psi deberíamos tener una
^~
frecuencia
mínima de trabajo de 27 Hz si es que el consumo fuera
continuo, esto es por que de acuerdo al anexo # 2 la bomba no puede
proporcionar dicha presión a velocidades mas bajas, pero esto no es
*
factor limitante ya que el momento que se llenen las tuberías la presión
dentro de ellas se mantiene y el sistema debería bajar su presión de
bombeo hasta el momento que despresuría y subir nuevamente su
velocidad , la frecuencia de switcheo se debe localizar en rangos
cercanos a la frecuencia nominal de trabajo de la bomba de apoyo, para
evitar así la oscilación en el sistema por subidas y bajadas de presión,
<^
para evitar oscilaciones con frecuencias de switcheo altas introducimos
tiempos de retardo al encendido y al apagado de la bomba de apoyo, el
momento que se detecte en el variador
una frecuencia mayor a la
seteada en el parámetro # 42 entra en funcionamiento la bomba de
^.
apoyo luego de un tiempo ta = 1 min , la frecuencia del variador baja
148
inmediatamente
por la subida de presión, enviando la señal de
desconexión de la bomba de apoyo, para evitar esta desconexión
repentina se toma otro tiempo td = 10 min. de retardo al apagado,
manteniéndose el sistema con regulación en frecuencias bajas, logrando
estabilizar el sistema a la presión deseada .
Considerando que la frecuencia max para evitar cavitación es de 76 Hz ,
que la frecuencia de switcheo debería encontrarse en limites cercanos a
la capacidad de la bomba de apoyo , que la frecuencia mínima para que
no exista recalentamiento en la bomba es de 7 Hz ( recomendado por
fabricantes) por falta de ventilación y como el sistema no depende de el
caudal sino de la presión encontrada en las tuberías, la frecuencia
mínima podría ser entre 7 y 27 Hz . Entonces tenemos un solo parámetro
que limita la frecuencia de switcheo, este es la frecuencia mínima. Si la
frecuencia mínima la colocamos para mayor seguridad de ventilación en
10 Hz5 la frecuencia de switcheo (fíg #39 punto A) se encuentra en 43.0
Hz y si colocamos la frecuencia mínima en 27 Hz (fig #39 punto B) se
encuentra en 51.5 Hz, pero si colocamos en 27 Hz no tendríamos un
bombeo a presión constante al contrario la presión subiría sin dar a lugar
a una bajada ya que la presión de bombeo en la bomba de frecuencia
149
variable se mantendría de acuerdo al anexo # 2, lo que no nos ayudaría
para la estabilización del sistema, pero si le hacemos bombear durante
esos 10 minutos a la bomba variable por debajo de el limite de
frecuencia para mantener una presión de 75 psi , la bomba con el
variador de frecuencia se acoplaría inmediatamente a los requerimientos
de variación depresión, el momento que entre la bomba de apoyo no se
tendrán sobrepresiones en la tubería. Entonces si nuestra frecuencia de
switcheo es de 43.0 Hz para 75 psi, la frecuencia máxima de 76 Hz a O
psi y la frecuencia mínima es de 10 Hz a 150 psi, con este rango de
frecuencias obtenemos la curva lineal Gain y Bias de comente a ser
aplicada en el variador. ver figura #39.
Rangos:
4 mA = 76 Hz - O psi
20 mA= 1 0 H z = 1 5 0 p s i
150
El parámetro # 42 se encuentra seteado en f p= 43.5 Hz
PRESIÓN
.
4.3.4
Figura de gain y bias
Programación del P.L.C.
/•
El PLC controla los tiempos de funcionamiento de las bombas y las
secuencias de arranque estrella- triángulo una vez recibidas las señales
de los diferentes sensores y del v'ariador. La programación del PLC
obedece a la siguiente condición de funcionamiento de las bombas.
Bomba #1
Bomba sumergible:
La señal de control on-off proviene de los sensores de nivel colocados
en los tanques, on (encendido) tanque de almacenamiento nivel min , off
151
(apagado= tanque de almacenamiento nivel max 82 Y 83 en Pozo de
succión nivel min.
Tipo de arranque: estrella triangulo y empieza su funcionamiento
inmediatamente recibida la señal'de los sensores de nivel
Modo de selección: manual- Automático.
Bomba # 2
Bomba controlada por variador de frecuencia (distribución).
Se activa y desactiva con el sensor de.caudal y varia su frecuencia de
acuerdo al sensor de presión.
Además responden al apagado del sensor de nivel mínimo en la cisterna
Bomba #3
Bomba de apoyo ( distribución)
El control on-off de esta bomba depende de la señal enviada por el
variador de frecuencia, el momento que el variador sobrepasa el valor de
fp = 43.0 Hz, se envia una señal de relé al PLC3 una vez recibida la
señal, el PLC ordena el encendido del arranque estrella triángulo luego
de un tiempo ta = 1 mim. como la presión sube inmediatamente que
arranca la bomba el variador, empezaría a bajar su velocidad, esto trae
como consecuencia que la señal de relé del variador de detección de
frecuencia alta se apaga y por lo tanto la bomba de apoyo también, para
evitar esta oscilación tan repentina y lograr que el sistema se estabilice
en una presión constante, se retarda la señal de apagado de la bomba de
apoyo con un tiempo td = 10 min, logrando tener de esta forma por lo
menos un tiempo mínimo de 10 minutos de regulación en revoluciones
bajas ( 1 0 - 4 3 Hz), esto ocurre siempre y cuando el sistema no haya
sobrepasado el caudal necesario para tener una presión mas baja de 75
psi conectadas las dos bombas, en caso contrario la regulación se realiza
a revoluciones altas ( 4 3 - 7 6 Hz). ver figura # 40
Modo de Selección Manual-Automático
153
i/o
Ñame
XO
X2
X3
X4
X5
SELECTOR MANUAL
ON B. SUMERG.
OFF B. SUMERG.
MANUAL B. APOYO
SEÑAL DE VARIAD
ON B. APOYO
OFF B. APOYO
CONT. LINEA
CONT.A
CONT. Y
CONT. LINEA B-A
CONT. A B. APOY
CONT. Y B. APOY
TEMP. Y-A
TEMP. Y-A B.. AP
TEMP. RETARDO A
TEMP. OFF RETAR
YO
Yl
Y2
Y3
Y4
Y5
TI
T2
T3
T4
ACROSEL
INGENIERÍA ELECTRIC
SISTEMA DE BOMBEO
A PRESIÓN CONSTANTE
BARRIOS NOROCCIDENTE, STO. DOMINGO DE
LOS COLORADOS
DIBUJO NQ; 0101
FECHA:15-01-99
Proj :BOMBAS
Rev.dat: OK
Syst:FXO
Rev.no: OK
Type :Name
APROBADO
Page:
1
Step Instr
0
1
2
3
4
5
6
LD
LD
OR
ANB
ANI
OUT
OUT
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
LD
ANI
AND
OUT
LDI
ANI
AND
OUT
LD
LD
OR
ANB
ANI
LDI
LD
OR
ANB
ORB
OUT
OUT
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
LD
ANI
AND
OUT
LDI
AND
AND
OUT
LD
OUT
43 LDI
44 OUT
I/O
XO
X2
YO
SELECTOR MANUAL
ON B. SUMERG.
CONT. LINEA
X3
YO
TI
K100
TI
Y2
YO
Yl
TI
Yl
YO
Y2
X4
X6
Y3
OFF B. SUMERG .
CONT. LINEA
TEMP. Y-A
X7
T4
T3
Y3
OFF B. APOYO
TEMP. OFF RETAR
TEMP. RETARDO A
CONT. LINEA B.A
Y3
T2
K100
T2
Y5
Y3
Y4
T2
Y4
Y3
Y5
X5
T3
K600
T3
T4
K6000
CONT. LINEA B.A
TEMP. Y-A B. AP
TEMP. Y-A
CONT. Y
CONT. LINEA
CONT. A
TEMP. Y-A
CONT. A
CONT. LINEA
CONT. Y
MANUAL B. APOYO
ON B. APOYO
CONT. LINEA B.A
TEMP.
CONT.
CONT.
CONT.
TEMP.
CONT.
CONT.
CONT.
SEÑAL
TEMP.
Y-A B. AP
Y B. APOY
LINEA B.A
A B. APOY
Y-A B. AP
A B. APOY
LINEA B.A
Y B. APOY
DE VARIAD
RETARDO A
TEMP. RETARDO A
TEMP. OFF RETAR
47 END
ACROSEL
INGENIERÍA ELECTRIC
SISTEMA DE BOMBEO
A PRESIÓN CONSTANTE
BARRIOS NOROCCIDENTE, STO. DOMINGO DE
LOS COLORADOS
DIBUJO NQ: 0101
FECHA:15-01-99
Proj :BOMBAS
Rev.dat: OK
Syst:FXO
Rev.no: OK
Type : Instr
APROBADO
Page:
1
xo
X2
H
h- ~\
SELEC ON
X3
-)/
B. OFF'B
TOR M SUME . SUM
ANUAL RG.
ERG.
YO
CONT
LIN
A
YO
K100
H
hCONT.
TEMP
Y-A
LINE
A
YO
TI
Y2
H h
TEMP. CONT. CONT.
LINE
Y-A
Y
A
TI
13
H/hTEMP.
Y-A
Yl
Yl
CONT
A
YO
Y2
CONT
Y
CONT. CONT.
LINE
A
A
ACROSEL
INGENIERÍA ELECTRIC
SISTEMA DE BOMBEO
A PRESIÓN CONSTANTE
BARRIOS NOROCCIDENTE, STO. DOMINGO DE
LOS COLORADOS
FECHA: 15-01-99
Proj :BOMBAS
Rev.dat: OK
Syst :FXO
Rev . no : OK
Type : Ladder
DIBUJO NQ: 0101
APROBADO
Page:
1
X4
17
X6
X7
Y3
-(
)
CONT.
LINE
A B.A
l\MANUA ON B. OFF B
APOY . APO
L B.
APOYO O
YO
Y3
K100
-(T2
TEMP.
Y-A
B. AP
H
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LINE
A B.A
T4
T3
H/H
TEMP.
TEMP.
RETA
OFF
RETAR RDO A
Y3
H
\CONT.
LINE
A B.A
T2
Y5
Y3
Y4
H
.
TEMP.
/
CONT. CONT.
Y B. LINE
Y-A
B. AP APOY A B.A
T2
35
Y4
CONT.
A B.
APOY
Y3
Y5
H/hTEMP. CONT.
Y-A
B. AP
CONT.
Y B.
APOY
CONT.
A B. LINE
APOY A B.A
K600
-(T3
TEMP.
RETA
RDO A
X5
39
SEÑAL
DE V
ARIAD
ACROSEL
INGENIERÍA ELECTRIC
SISTEMA DE BOMBEO
A PRESIÓN CONSTANTE
BARRIOS NOROCCIDENTE, STO. DOMINGO DE
LOS COLORADOS
FECHA: 15-01-99
Proj : BOMBAS
Rev.dat: OK
Syst :FXO
Rev . no : OK
Type : Ladder
DIBUJO NQ: 0101
APROBADO
Page:
2
43
K600
-(T4
TEMP
OFF
RETA
T3
-i/
TEMP.
RETA
RDO A
•[END
47
ACROSEL
INGENIERÍA ELECTRIC
SISTEMA DE BOMBEO
A PRESIÓN CONSTANTE
BARRIOS NOROCCIDENTE, STO. DOMINGO DE
LOS COLORADOS
FECHA: 15-01-99
Proj :BOMBAS
Rev.dat: OK
Syst :FXO
Rev . no : OK
Type : Ladde
DIBUJO NQ: 0101
APROBADO
Page:
3
XO
X2
YO
-(
)•
X3
K100
-(TI
YO
TI
Y2
YO
Yl
-(
)-
TI
Yl
YO
Y2
-(
)•
X4
X6
X7
Y3
-(
)-
13
17
K100
-(T2
Y3
T4
T3
Y3
T2
Y5
Y3
Y4
-(
)-
T2
Y4
Y3
Y5
-(
35
X5
K600
-(T3
T3
43
K600
-(T4
47
-[END
39
ACROSEL
INGENIERÍA ELECTRIC
SISTEMA DE BOMBEO
A PRESIÓN CONSTANTE
BARRIOS NOROCCIDENTE, STO. DOMINGO DE
LOS COLORADOS
FECHA: 15-01-99
Proj :BOMBAS
Rev.dat: OK
Syst:FXO
Rev . no : OK
Type :Rawlad
DIBUJO NQ: 0101
APROBADO
Page:
1
j-np
xo
X4
X10
X14
i K )
* *
-
-
I K )
XI
X5
Xll
X15
*
-
-
X2
X6
X12
X16
*
*
-
-
X3
X7
X13
X17
*
-
nnr
V_í Ll U
YO
Y4
Y10
Y14
i K )
*
*
-
*
*
-
Yl
Y5
Yll
Y15
i K )
*
*
-
*
*
-
i K )
I K )
Y3
Y7
Y13
Y6
Y12
Mem/Latch
MOTTI
i K )
M37
M41
M45
M49
M53
M57
M61
M65
M69
M73
M77
M81
M85
M89
M93
M97
EO - Dual coil
ACROSEL
INGENIERÍA ELECTRIC
I K )
i K )
M50
M54
M58
M62
M66
M70
M74
M78
M82
M86
M90
M94
M98
M3
M7
Mil
MI 5
M19
M23
M27
M31
M35
M39
M43
M47
M51
M55
M59
M63
M67
M71
M75
M79
M83
M87
M91
M95
M99
E2 = No contact
E3 - SET/RST no ma
M2
M6
MÍO
M14
M18
M22
M26
M30
M34
M38
M33
M56
M60
M64
M68
M72
M76
M80
M84
M88
M92
M96
= Used
i K )
MI
M5
M9
M13
M17
M21
M25
M29
MO
M4
M8
M12
M16
M20
M24
M28
M32
M36
M40
M44
M48
M52
M42
M46
El = No coil
SISTEMA DE BOMBEO
A PRESIÓN CONSTANTE
BARRIOS NOROCCIDENTE, STO. DOMINGO DE
LOS COLORADOS
FECHA: 15-01-99
Proj :BOMBAS2
Rev.dat: OK
Syst:FXO
Rev.no: OK
Type:I/0-use
DIBUJO NO: 0101
APROBADO
Page:
1
Mem/Latch
•i i.
M100
M104
M108
M112
M116
M120
M124
M128
M132
M136
M140
M144
M148
M152
M156
M160
M164
M168
M172
M176
M180
M184
M188
M192
M196
M200
M204
M208
M212
M216
M220
M224
M228
M232
M236
M240
M244
M248
M252
M256
M260
'- üsed
I- K- )
-
-
M101
M105
M109
M113
M117
M121
M125
M129
M133
M137
M141
M145
M149
M153
M157
M161
M165
M169
M173
M177
M181
M185
M189
M193
M197
M201
M205
M209
M213
M217
M221
M225
M229
M233
M237
M241
M245
M249
M253
M257
M261
EO = Dual coil
ACROSEL
INGENIERÍA ELECTRIC
I
_
_
_
_
„
„
-
El = No coil
i K )
M102
M106
M110
M114
M118
M122
M126
M130
M134
M138
M142
M146
M150
M154
M158
M162
M166
M170
M174
M178
M182
M186
M190
M194
M198
M202
M206
M210
M214
M218
M222
M226
M230
M234
M238
M242
M246
M250
M254
M258
M262
-
-
E2 = No contact
I K )
M103
M107
Mili
M115
M119
M123
M127
M131
M135
M139
M143
M147
M151
M155
M159
M163
M167
M171
M175
M179
M183
M187
M191
M195
M199
M203
M207
M211
M215
M219
M223
M227
M231
M235
M239
M243
M247
M251
M255
M259
M263
-
-
E3 = SET/RST no mat
SISTEMA DE BOMBEO
A PRESIÓN CONSTANTE
BARRIOS NOROCCIDENTE, STO. DOMINGO DE
LOS COLORADOS
FECHA: 15-01-99
Proj :BOMBAS2
Rev . dat : OK
Syst:FXO
Rev . no : OK
Type : I/0-us
DIBUJO NQ: 0101
APROBADO
Page:
2
M264
M268
M272
M276
M280
M284
M288
M292
M296
M300
M304
M308
M312
M316
M320
M324
M328
M332
M336
M340
M344
M348
M352
M356
M360
M364
M368
M372
M376
M380
M384
M388
M392
M396
M400
M404
M408
M412
M416
M420
M424
= Used
I- K- )
~
-
-
i :K
EO = Dual coil
ACROSEL
INGENIERÍA ELECTRIC
)
M265
M269
M273
M277
M281
M285
M289
M293
M297
M301
M305
M309
M313
M317
M321
M325
M329
M333
M337
M341
M345
M349
M353
M357
M361
M365
M369
M373
M377
M381
M385
M389
M393
M397
M401
M405
M409
M413
M417
M421
M425
El = No coil
i K )
M266
M270
M274
M278
M282
M286
M290
M294
M298
M302
M306
M310
M314
M318
M322
M326
M330
M334
M338
M342
M346
M350
M354
M358
M362
M366
M370
M374
M378
M382
M386
M390
M394
M398
M402
M406
M410
M414
M418
M422
M426
-
-
E2 = No contact
I K )
M267
M271
M275
M279
M283
M287
M291
M295
M299
M303
M307
M311
M315
M319
M323
M327
M331
M335
M339
M343
M347
M351
M355
M359
M363
M367
M371
M375
M379
M383
M387
M391
M395
M399
M403
M407
M411
M415
M419
M423
M427
~
-
-
E3 = SET/RST no ma
SISTEMA DE BOMBEO
A PRESIÓN CONSTANTE
BARRIOS NOROCCIDENTE, STO. DOMINGO DE
LOS COLORADOS
FECHA: 15-01-99
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Type : I/O-u
DIBUJO NQ: 0101
APROBADO
Page:
3
i"it;iu/ j-ídi-U 11
i K )
M428
M432
M436
M440
M444
M448
M452
M456
M460
M464
M468
M472
M476
M480
M484
M488
M492
M496
M500
M504
M508
M8000
M8004
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M8046
M8052
M8058
M8065
M8235
M8241
M8247
M8254
-
-
'
i K )
M429
M433
M437
M441
M445
M449
M453
M457
-
-
M461
-
-
M465
M469
M473
M477
-
-
M481
-
-
M485
M489
M493
M497
M501
M505
M509
M8001
-
-
M8011
-
-
M8020
M8029
M8034
M8039
M8043
M8047
M8053
M8059
M8066
M8236
M8242
M8249
-
-
i K )
M430
M434
M438
M442
M446
M450
M454
M458
M462
M466
M470
M474
M478
M482
M486
M490
M494
M498
M502
M506
M510
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M8021
M8031
M8035
M8040
M8044
M8050
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M8237
M8244
M8251
-
-
M431
M435
M439
M443
M447
M451
M455
M459
M463
M467
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M475
M479
M483
M487
M491
M495
M499
M503
M507
M511
M8003
M8013
M8022
M8032
M8036
M8041
M8045
M8051
M8057
M8064
M8068
M8238
M8246
M8252
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-
-
-
-
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-
1
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AGRO SEL
INGENIERÍA ELECTRIC
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* *
E2 = No contact
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O
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E3 = SET/RST no ma
SISTEMA DE BOMBEO
A PRESIÓN CONSTANTE
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LOS COLORADOS
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DIBUJO NQ: 0101
APROBADO
Page:
4
T4
T8
T12
T16
T20
T24
T28
T32
T36
T40
T44
T48
T52
I*K*)
-
-
i K )
i K )
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T5
T9
T13
T17
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T14
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T34
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T54
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T7
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T15
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T27
T31
T35
T39
T43
T47
T51
T55
Counter
co
I K )
- -
C4
-
-
C8
-
-
C12
C235
C241
C247
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-
-
Cl
C5
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I K )
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_
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I K )
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S45
S30
EO - Dual coil
AGRO SEL
INGENIERÍA ELECTRIC
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S19
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El = No coil
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S46
S31
S35
S39
S43
S47
E2 = No contact
E3 = SET/RST no ma
SISTEMA DE BOMBEO
A PRESIÓN CONSTANTE
BARRIOS NOROCCIDENTE, STO. DOMINGO DE
LOS COLORADOS
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Type:I/o-us
DIBUJO NQ: 0101
APROBADO
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5
I- K- )
S48
S52
S56
S60
-
-
i K )
S50
S54
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S53
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S51
S55
S59
S63
I K )
DataReg
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-
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D8065
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D5
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D13
D17
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-
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D3
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Pointer
I
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EO = Dual coil
AGRO SEL
INGENIERÍA ELECTRIC
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P13
P17
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P25
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P33
P37
P41
P45
P49
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P30
P34
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P46
P50
P54
P3
P7
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P15
P19
P23
P27
P31
P35
P39
P43
P47
P51
P55
E2 = No contact
E3 - SET/RST no ma
P2
P6
PÍO
P14
P18
P22
El = No coil
SISTEMA DE BOMBEO
A PRESIÓN CONSTANTE
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LOS COLORADOS
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Type : I/0-us
APROBADO
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6
Pointer
I K )
I K )
P56
P60
P57
P61
P58
P62
I K )
I K )
P59
P63
Interrupt
10
= Used
I K )
ii
EO = Dual coil
ACROSEL
INGENIERÍA ELECTRIC
i K )
i K )
El = No coil
i K )
12
13
E2 - No contact
E3 = SET/RST no ma
SISTEMA DE BOMBEO
A PRESIÓN CONSTANTE
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Type : I/0-us
APROBADO
Page:
7
xo
0
X2
1
X3
4
X4
17
X5
39
X6
18
X7
21
SELECTOR MANUAL
-I ION B. SUMERG.
-I IOFF B. SUMERG.
-I/IMANUAL B. APOYO
-I ISEÑAL DE VARIAD
-I ION B. APOYO
-I IOFF B. APOYO
-I/Ir\ 4- *-.-.-. 4-
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-I I-
CONT. LINEA B.A
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19
37
Y4
34
Y5
32
24
-I I-I ICONT. A B. APOY
36
-( )CONT. Y B. APOY
38
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-I I-I I_( )_
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6
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28
TEMP. Y-A
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31
-( )-
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-
-I I-
13
-I/I-
-I I-
35
-I/I-
-( )-
43
-I/I-
TEMP. RETARDO A
T3
23
-I I-
ACROSEL
INGENIERÍA ELECTRIC
40
SISTEMA DE BOMBEO
A PRESIÓN CONSTANTE
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Type : Crossr
DIBUJO NQ: 0101
APROBADO
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1
T4
22
TEMP. OFF RETAR
-I/I44
ACROSEL
INGENIERÍA ELECTRIC
SISTEMA DE BOMBEO
A PRESIÓN CONSTANTE
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LOS COLORADOS
DIBUJO NQ: 0101
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Rev.dat: OK
Syst:FXO
Rev.no: OK
Type : Crossr
APROBADO
Page:
2
4.4
Esquemas eléctricos de control y fuerza.
155
c3
I
CE I
Cl
YO Yl Y2 Y3 Y4- Y5 Y6 Y7
SE
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FREDDY PADILLA N.
YO Yl Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
X5 X7
24VRUN XI X3
_T
DIAGRAMA DE CONEXIÓN PLC
R—00]-
CS
7 v
B-—Emoel
X6
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s/s OV
SISTEMA DE BOMBEO A PRESIÓN CONSTANTE
CON VARIADOR DE FRECUENCIA Y PLC
/ V
C3eO
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• 24Y(-)
• 24V(+)
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//
/
Al
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Í2.
\
\
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•I
//
/
Í2
\
FREDDY PADILLA
\A POLITÉCNICA NACIONAL
.
SISTEMA DE BOMBEO A PRESIÓN CONSTANTE
CON VÁEIAÜOR DE FRECUENCIA Y PLC
2
Poff
Pon
i
XI
C3
Tí
Y2
/
Yo
xa
X2
Yl
TÉRMICO
Xof
RELÉ
TÉRMICO
NIVEL'
RELÉ
NIVEL'
N.
ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAi
FREDDY
Y5
C5
T2
/
SISTEMA DE BOMBEO A PRESIÓN CONSTANTE
CON VARIADOR DE FRECUENCIA Y PLC
C6 /
T2
4»5
Análisis, costo - "beneficio
DIAGRAMA DE CONSUMO
TIEMPO VS FRECUENCIA
FRECUENCIA DEL VARIADOR
EN EL TRANSCURSO DEL
TIEMPO
70
NT 60 u 50 < 40 O
LLJ
O 20 UJ
£ 10
o
o
10
20
TIEMPO(HORAS)
15Í
30
a
UJ
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z
10 -
20-
40 -
50-
60
70
10
TIEMPO(HORAS)
15
20
FRECUENCIA DEL VARIADOR EN EL TRANSCURSO DEL TIEMPO
25
30
Teniendo que el caudal de la bomba de velocidad constante es de 49
se obtienen los siguientes valores de acuerdo al diagrama anterior:
TABLA II
% tiempo al tlia
frecuencia
% carga
caudal m3/h
3.47
20
33.33
10+49 2 bombas
8.33
30
50.00
14
1 bomba
4.16
36
60.00
18
1 bomba
3.47
39
65.00
24
1 bomba
12.5
42
70.00
32
1 bomba
8.33
48
80.00
38+492 bombas
8.33.
51
85.00
42+49 2 bombas
12.5
54
90.00
44+49 2 bombas
25.0
57
95.00
12.50
60
100.00
49+49 2 bombas
Al- tratarse de un sistema en constante variación debemos fijar
'J
condiciones promedios para realizar un análisis de costo - beneficio
entre los sistemas de velocidad constante y de velocidad variable.
De acuerdo a la tabla anterior, el caudal promedio bombeado durante el
día es el siguiente:
158
Caudal promedio consumido al d i a e n m3/dia- 1715.947
Costo de la electricidad por KW/h = 4.0 centavos de dólar
Fricción promedio del sistema = 75 %
Horas de funcionamiento del sistema de velocidad variable = 100 %
Horas de funcionamiento del sistema de velocidad constante = 73%
De acuerdo a la Tabla II podemos obtener las horas de funcionamiento
del sistema con una sola bomba y con las 2 bombas.
Ploras de funcionamiento con una bomba : 6.83 h
f
i
Horas de funcionamiento con dos bombas : 17.17 h
Potencia de 1 bomba : 37 HP
Eficiencia de la bomba: 92.5 %
Con estas condiciones promedio obtenemos los costos de operación
tanto para el sistema de velocidad constante como para el sistema de
velocidad variable.
Costo de operación del sistema de velocidad constante :
Con la siguiente relación obtenemos directamente el costo de operación
de un sistema de velocidad constante:
$ = (OJ46*hpd/E)*op*c
159
donde:
h p d = H P de diseno (HP)
op = horas de funcionamiento al año (h)
E = eficiencia de la bomba (%)
c = costo de la energía ( dólar )
obtenemos:
4,986 de horas al día de operación con una bomba = 1.819,89 horas al
año
12,534 de horas al día de operación con dos bombas = 4.574,91 horas al
• año
$ = (0.746*hpd/E)*op*c
$ - (0.746*hpd 1 bomba / E)*opl bomba*c + (0.746*hpd2 bombas
/E)*op2 bombaste
$ = ( 0.746*37/0.925)* 18 I9..89*0.035c +
(0.746*74/0.925)*4574.9l*0.035c
$ = 1.900,69 + 9.556,07 dólares
$ = 11.456,76 dólares al año
Costo de operación sistema de velocidad variable:
160
De acuerdo a Tabla II las horas de funcionamiento al dia de las bombas
es el siguiente:
6.83 horas / día funcionaria el sistema de velocidad variable con una I
bomba y
17.17 horas/ día funcionaría con las 2 bombas
Al año las horas de funcionamiento son:
1 bomba,2492.95 horas / año
i
2 bombas 6267.05 horas / año
El momento que funcione con una sola bomba el ciclo de trabajo es el
siguiente:
3.47% al 2 0 % del caudal
8.33 % a í 28.5% del caudal
4.16% al 36.73%, del caudal
3.47 % a l 49% del caudal
12.5 % al 65% del caudal.
Cuando funciona con dos bombas el ciclo de trabajo es el siguiente:
8.33 % al 88.7 % del caudal
8.33 % al 92.85 % del caudal
12.5% al 94.89%) del caudal
25 % al 94.89 % del caudal
161
12.5% al 100% del caudal
De acuerdo a la Tabla I de Hidrocarbon Proc., septiembre de 1979. Para
nuestro caso obtenemos una proyección de esta curva con los datos del
sistema de fricción del 75 %.
Con la proyección anterior se completan los datos para obtener los
costos de operación del sistema de velocidad variable, de acuerdo a la
siguiente relación:
$ fv = costos de operación de sistema de frecuencia variable
$ ve = costo de operación de sistema de velocidad constante
$ vc = (0,746*hpd/E)opc
*
$ a = ahorro en costos de operación entre los dos sistemas
$ a = (0.746*hpd/E) * op * c * (% ti + ....+%tn*fh)
A velocidad constante las horas de funcionamiento son las siguientes:
1 bomba 1.819,89 horas al año
2 bombas 4.574,91 horas al año
A velocidad variable las horas de funcionamiento son las siguientes:
162
1 bomba: 2.492,95 horas al año
2 bombas: 6.267,05 horas al año
$ = (0.746x37)/0.925)*2492.95x0.035*(0.0347*1.2+0.0833xl.01+
0.0416x0.93+0.0347*0.81+0.125x0.65) + ((0.746x74x)/0.925) x
6267.05*0.035x(0.0833*0.4+0.0833x0.35+0.125x0.3+0.25*0.2x
0.2+0.125x0.16)712.9227+1112,5383.
$ 11.456,7 - 712,9227 - 1.112,5383.
$ F v = 9.631,299 Dólares
$ 2.908,06 dólares de ahorro al año
Ahorro en costo de operación de valor constante y valor variable.
Costos de operación velocidad constante = 11.456,76 dólares
Costo de operación velocidad variable4 = 9.631,299 dólares
$a = $vc-$fv
Ahorro: $ 1.825,461 al año, que representa un 19% de ahorro.
Este ahorro promedio tendrá gran importancia en los consumidores, ya
que su inversión será recuperada a largo plazo; los costos de consumo
bajarán de igual manera, llevándolo a ser un sistema económico y
eficiente.
CAPITULO V
CONCLUSIONES Y
RE C OMENDACIONE S
164
CONCLUSIONES
•
Los inversores o variadores de frecuencia constituyen el método más
útil y eficiente de variar la velocidad de un motor trifásico de
inducción. Este método involucra la variación simultánea de voltaje
y frecuencia aplicada al estator, permitiendo obtener velocidades
variables con torque constante.
.
Cuando se mueven cargas de alta inercia pueden provocar que el
motor se comporte como generador. Este valor extra de voltaje se
atenúa por medio de las resistencias de frenado dinámico. En el caso
de sistemas de agua potable, con rampas de aceleración
y
desaceleración se atenúa el efecto de inercia de la carga, por lo que
se utiliza solamente el parámetro de inyección de voltaje de DC al
estator.
.
La utilización del PLC, ofrece mayor eficiencia y confiabilidad
teniendo en cuenta que cuando mayor es el número de equipos
instalados, mayor es la posibilidad de fallo.
En sistemas de
productos de consumo vital como es el agua potable y considerando
que dichas estaciones ase encuentran alejadas de centros de servicio
especializado, el grado de confiabilidad debe ser muy alto, esto se
165
obtiene utilizando equipos electrónicos como PLCs y variadores de
frecuencia.
Para el caso de la aplicación descrita, la utilización de variadores de
frecuencia con sensores de presión permiten mantener constante la
presión en la tubería de distribución en una altura dinámica de 60 mt.
Al utilizar variadores de frecuencia obtenemos un mayor rendimiento
de la energía empleada, reflejándose en la disminución del costo de
operación. Para el caso descrito se obtuvo un ahorro promedio anual
del 19% respecto al sistema de bombas de velocidad constante.
Con
las rampas
de
aceleración
y
desaceleración
se
evita
sobrepresiones en la tubería y golpes de ariete, incrementando la vida
útil de motores, bombas, tubería, etc.
La carga de un sistema de bombeo de agua depende del tipo de
consumidor.
Generando curvas promedio de consumo, se logra
calibrar los parámetros de aceleración y desaceleración y llegar de
esta forma a evitar los golpes de ariete y fatiga en la tubería.
Recomendaciones
. En motores estándares se recomienda como rangos de
frecuencias: f min. = 12Hz a f max = 120Hz.
166
Se recomienda colocar un ventilador externo en caso de
bajas frecuencias o de reforzar las estructuras en caso de
frecuencias altas.
Se recomienda colocar resistencias de frenado dinámico
cuando las cargas que se mueven son de alta inercia.
Se recomienda no realizar el encendido mediante un
contactor a la salida de un variador, ya que por su lenta
respuesta respecto al sistema electrónico pueden provocarse
sobrecogientes en el variador.
Se recomienda usar PLCs cuando el número de entradas y
salidas sobrepase las 81/60.
Se recomienda utilizar bombas centrífugas cuando se realiza
control de presión por variadores de frecuencia, ya que la
curva característica de altura versus caudal es la apropiada
para esta aplicación.
Para realizar un control más preciso de la presión y
considerando las características del caudal de la bomba, es
167
aconsejable realizar una coordinación con un sensor de
caudal y uno de presión
168
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MITSUBISHI, Variable Frecuency Drivers FR-A Series, Advanced Intelligent
Control, Description of Parameters.
DIVISIÓN DE INGENIERÍA, D. H. HICKS, Bombas,, Me Graw-Hill,
Interamericana de México S.A., 1995
MITSUBISHI, Variable Frecuency Drives FR-A Series, Advanced Intelligent
Control.
MITSUBISHI, Programmable Controllers, Melsec FX, Simple Yet
Sophisticated.
MITSUBISHI, Variable Frecuency Drives, Meltrac-A, High Performance, Full
Digital, AC Inverters.
MITSUBISHI, Exciting Ultra, Compact Design, FR-U Series V.
MITSUBISH[, General Purpose Inverten, Instruction Manual, FREQROL-A, A
024/A 044, FR- A 024 - 0.1K ~ 3.7 K(P) - (UL),
FR- A 044 - 0.4K ~ 3.7 K(P) - (UL).
MT-A can connect to host computers or Mitsubishi MELSEC A Series PLC's through the data link option unit to facilítate easy monitoring or supervisión of remóte operation and normal operation status.
The MT-A is designed for the latest Faetón' Automation systems by providíng simple yet broad control and monitoring capabilities.
The MT-A can easily be used with the FR-A general-purpose
¡nverters and A Series PLC systems.
MT-A can easily connect and
communicate with host computers.
RS422/485
Twisted pair wire
Computer .««á^d
Multidrop link system
MT-A
MELSECNET(U)
FR-A
MT-A
v
Up ío 32 units can be connected (vía RS485).
MT-A can easily connect to PC's in
a local control system.
Personal computer
AJ71PT32-53
1. The MT-A can directly connect to íhe A Series programmable iogic controllers
vía óptica! cable utilizing
MELSEC-NET/M1NI-S3.
MELSECNET/MINI-S3(f¡ber optic)
)
RS232-C
RS232-C^RS422 Converter
Multidrop link sysíem
Twisted-pair wire
Remóte I/O
FR-A
MT-A
I/O-base couplíng
MT-A can be combined with a
PLC to extend system
capabilities
MT-A
FR-A
Up to 10 uniís can be connected.
MT-A
intern
Water-feed pumps
Air-conditioniíig fans
• The system records changes in the building heating load
through the one-week programmed timer and processes the
changes through the PLC into data that the invener receives
as a multistage speed command. (Pr. 4, 5, and 6).
• Commercial by-pass operation can be utilized (Pr. 57 and
53).
Dust-collectíng blowers
• -•The water-feed pressure is detected by the pressure transmitter; monitored and controlled by the control meter; then
a 4-20 mA signal is sent to the inverter.
• The relationshíp between the 4 to 20 mA signal and the frequency can be set using Pr. 902 to 905.
• Since the pressure is consiandy controlled to its opiimum
level, there is no water leakage ñor power wasted.
• A system of múltiple pumps can be íncorporated into the
general monitorihg and control system.
Extruders
Vinyl tiag
Exheust towef
Dust-coltecting bkiwer
Reducing
NFB
Power
suppiy
NFB
MT-A
(DCMj
MT-A
Take-up moiot
)NFB
Máster IBÍ. or
Frequency selittirtg unü \j
Inverier
One frequency setting unit can set the speed of two inveners
(one for extruding and one for take-up). The bias and gain
(Pr.902 and 903) can be used to adjust the ratíos.
Precipita tkxi
• The inverter receives a contact signal based on the operating
state of any device that generates dust (ON when dust is
generated).
• Up to seven different speeds can be set to correspond to
contact status (Pr. 4, 5, and 6). In additíon, up to ten speeds
can be set by combíning the upper frequency limit (Pr.l),
lower frequency limit (Pr.2), andJOG selection.
• A simple circuít configuration further reduces energy consumpüon.
© Saves energy by selecting speeds according to the volume of
dust emítted.
Software has been incorporated ín the Meitrac-A for controlling
eíther variable or constant torque loads. The following table
shows two motor K\ (HP) ratíngs for each drive; a rating for
Appücable motor capacity(kW)
Variable Torque Application / Constan! Torque Application
variable torque appiications with 120% overload for 1 minute,
and a rating for constan: torque applications with 150% overload
for 1 minute.
Supply voltage 380 to 460 V class
Raled output curren! (A)
Variable Jorque/Constan! Jorque
Inverter Model
144A/106A
MT-A140-75K
110kW(l 50HP) / 75kW(1 OOHP)
216A / 144A
MT-A140-1TOK
150kW(200HP) / 11 OkW(150HP)
288A / 216A
MT-A140-150K
220kW(300HP) / 150kW(200HP)
432A / 288A
MT-A140-220K
280kW(400HP) / 220kW(300HP)
547A / 432A
MT-A140-280K
Note 1: Motor HP rating is based on typícal NEMA B, 4 pole, 460V designs. Check motor nameplate amps to be
certain it is within the invener's capacity.
MT
75K - 02UL
Supply Volíage
02UL
380 to 460 V
U Usted
UL, cUL usted International
f
MT-A140-75K
Unit: mm (inches)
360(1 J.17)
360(14.17;
25(0.98)
-
¡
1
2-tflO
Mounting hole
/
P
P
N R S
/ MELTRAC-A
5"
«r
1"
10| (0.39)
03
í-
"—"—"T^
(0.39). JIQ
(10.24)
'
Control cable Intel
El
P»
.
1.
'
:
4-Mountnghoíes (for MÍO bolt)
Air ne
'(1.97)
Opiícal cable ¡niel
'
1
'
±
*-
^—"-1-1—!™
•15 30.
((i aj ji 2)
*
1
Wt, 22kg
(49lbs)
i
Jr
xT
^ Man cable inlet
•*-
i \¡ \p
I£
A
sfe
s||
/
^3-7
-II
2-Terminals (for M12^
bort)
336(13.23)
12
(0.47) ' '
-.3
roor screws Me
CD*-
ú
;
llilll
Ifüll
j^
o
50 '""
'
1
G_
Bactan] utarhola o.
0
V W
50
(1.97)'
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o
3.
o*
Accessory cover
(Para meter unit
instan a tlon pos ilion)
U
. ...
Í-Í16
iSEBEÍ
Oí
o
163(6.42) 172(6.77)
Alrexnaustj
•?
«
<A
T
Thehealsr.kis ixxjnled outside the panel.
348(13.7)
,
.,
,12
"(0.47)
Ñame piale
Heal a arm term nal
[M^ screw
DC Reactor
Wt. 40kg (88 bs)
j—
• MT-A140-110K • MT-A140-150K
Unit: mm (inches]
360(14.17)
480(18.90}
ñ
°
•
1-+-
2-ílD
Mounting hoie
/
P
-—i
N
P
S
R
25 .. 139 ... 196(7.72)
(0.98)1 5.47) ¡Áírexhaustl
•>
í-Mountir>g holes (for MÍO bolt)
4 _^ 1 6
Hangei fióle
f
"lili
Hllft
D
§F
CO
/ ME _TRAC-A
Ei
Accessory cov er
(Para meter un 1
mstaüation posJtton)
•o-
U
V
l//i
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fc
ID
U1
1
n
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•
5
„
ZE>
1(1.8) (vil
*
I
1
Xl
Control cable Intet
14
J— L_
/
-yr-C
468(18,43)
í-Mounllnfl holes (fofMIObort)
7]
i
Wt. 36kg
(79lbs)
cd
(2.M) (i.« )
,'
L¡J—"r-1
_¿
' \1
íu
51 29.
J2
MT-A140-110K:Wt.66kg(l46lbs)
MT-A140-150K:Wt. 67kg(148lbs)
31
'
^
Air n'el
¿, J S
?
r|
, I
2BO(11.02)JL
" (0.47)
*
-0
Heat a arm terminal
(M4 screw
DC Reac tor for MT-A 140-110K
lililí
en
456(17.95)
s|
_ O,
Jl
W
12
|^
Z!»ó7n.aiu
"\oio 39Í Ñame pía te O
/
Redarujuiar hoto
(0.47)'""
¿
_J
Op
i
S
4"+5==rr2\T "1i-
muí
W
¿10(0.39)
10(0.39)¡
400(15.75) "T~ 40
40 ^T
(1.57) ' "
"0-57 )
fi
i1 T
**—L '
inl
Wt. 30ky
(66lbs)
/
2-Termina s (for ^12 bou)
S
[ E
t"
X
j
C
"""
"I
^
2-TermIna s (fot M12 bolt)
ÍJS
L_
&
;
^
Heat aanntenTiina!
• -•' :- r .
f
"^^our .»•*• Me
^
, s „nk Is, mounted
. , outside
w .,
,
The„heal
the panel.
DC Reactor for MT-A1 40-1 50K
1. Power input termináis R, S, and T (Ll, 12 and L3) and the DC reactor termináis are located at the top of me chassis; U, V, and W (TI, T2, and T3)
are iocated at the bottom.
2. Less heat is generated internaily with the heat sink extended outside the enclosure, permitting a substantial reduction in enclosure dimensions.
3. All uníts include a DC reaaor to improve system power factor (DCL).
5
B&aiaiMaatMiMMiwM»iugfl«i™i^
munniiii nPMiiini' ii mm UBI imMua*nMaiBawM^tiiH«^«iHMi«u^
i^^^^^j^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
MT-A140-220K
Un'rt: mm (fnches)
The heal sink is nwunted outstóe th« panel.
486(19.13)
380(14.96)
498(19.60)
5
25.!.. 159 ...196(7.72)
J.ÜB)
(6.26) ' Air exha JSt
t
3-410
Mountiog hole
N P
R
S
0.
T
QDIíH
Mu
J
x. 4-1 9 X BgMounllng Mole
Hanger hole
o :
/ MELTRAC-A
Accassory cover
(Pararneler unrt
installatton posítion)
0 I
i
!
¡ i
IWDI
U
V
W
D
Suspensión nuts
01(0.39) 101(0.39) 10l(p.39)T¡2
"
49 "
(1.93)'' - (7.84) "" (7.84) " "(1.93)
Control cable Inte!
.
«-Moüníng holes
\/
^
Optical cable Inte!
Wt. 42kg (93lbs)
Main cable Inte!
¿ Termináis
3 (lorMIZbott)
k£
Wt. 115kg(254lbs)
L^L
2DOf7J71 XTTW9) ^_2&S(UM
ÍOÍ9.D61 /_ 'J ^?la'yM!II^:320íl2.60L
,330¡12.60^.
' Narr* píate
Heal aletm terminal (KW screw)
r-,p Reactor
(0.47P1
MT-A140-280K
Un'rt: mm (Inches)
Tfw h«4( ainh le rnounted outside tne panel.
380(14.96)
680(26.77)
25, „ 159 ..,196(7.72
(6.26) J Air exhau's
98)
..
3-410
' N
Mounllng hole
P
R
S
t
t.
4
J
-
668(26.3)
. 600(23.62)
4
-
4
H
-
IX \4-19
I9DODI
i
Hervger
hole
T
i"**!
,_ .
... .
-. - _• -*.1 Vf-' 1 '
MELTRAC-A
o:
Accessory cover
(Pararnaler unil i osla Habón position)
darhote
0: !
.
i
U
V
W
0
lotWSj
íoj (0-39)
ííl (0.39)1«
40:Pr'
300
T
300 "Ti. 40
(1.57T~!" (TtSlj '
(11.81) '' ' (1.57}
Control cable inlet
-4-
ü
-o-
-t r-
-*•
~1
Optical cable Intel
O
Wt.50kg{110lbs)
- Main cable Inlel
Wt, 155kg(342lbs.)
656(25.83}
(0.47)'
12
" (0.47)
Haat alarm termina! [M4 screw)
DC Reactor
4. Cool the DCL with forced air cooling at a mínimum air velocity of 5m/sec Cl6ft/sec).
5. DC reaaor is equipped with temperature sensor N.O. contact rated 0.6A, 125V. Connea between inverter termináis JOG/OH and SD,
Set Pr.17 to 1.
Power source
•^r- Ground (Note 4)
When uslng tíie Rl and Si termináis, see page 26.
Jumper
Exlernal transistor common O PC
Control input signal
r
CN6«~j
,
-|
['
Brahe unit (optiona!
Stop
Forward
Reverse
Alarm output
•
O
O
1
3 wite control method
Fig.A
Hunning
Up lo sel Irequency
Insiantaneous power laiTure
Open coIJeclof output (Note 2)
Overioad
Frequency detecte d
.L _ n /Contact Inputt
V
\n
i
i
1
Open collector
output common
Calíbration resistor
Indicator
i.e. liequency meter)
—
Moving coil type,
1 mA máximum
(Note 1)
2 (OtoSV/OtolOVsetect)
5 (Analog common)
(Note 1)
/DCOtO±5V \ Rocoto ±tow
© Main circuit terminal
O Control circuit input terminal
SE3
(Grmmd Resista^ ussthar, ion) • Coniml circuil output terminal
Notes:
1. Input signáis can be swítched through parameter unit.
2. All output termináis other than RUN, can be used to transmit alarm codes. Up to ten funaions can be individually assigned to the termináis. (See pages 21 and 26.)
3. This resistor is not needed when parameter unit is used for calibration.
4. The drive and motor musí be securely grounded before use.
5. Use 2 \\ IkH resistor íffrequency setting is often changed.
6. To connect the CNó, refer to the brake unít (optional) instruaion manual.
7. Two wire control is shown, for three wire control see inset FIG.A.
T /pe
j
c
ro
S
Terminal Symbol |
Terminal Ñame
AC powerinpuí
R. S,T
Inverter output
u.v. w
Power supply for control
R1.S1
circuí!
P, N
Brake unit connection
Power factor ¡mproving
P, P1
DC reactor connection
-íG round
STF
"w"
o
JZ
o
•o
c
co
c
,g
"o
o
w
c
.g
c
_2
c
ra
'to
S
ífí
3
O.
_c
3
u
"5
o
c
"o
c
o
o
STR
STOP
RH, RM. RL
JOG/OH
RT
MRS
RES
AU
es
SD
O
PC
10E
oí
_g
w
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t>
c
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oo
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A, B.C
RUN
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£•
3
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a
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0.
o
SU
OL
IPF
'D
FU
c
o
SE
Ü
.3
d.
FM
51
AM
-i
Description
Connecí to commercial power supply
3-phase squirrel-cage motor output
Connected ío the AC power supply termináis R and S. To retain the alarm dísplay and alarm output,
remove the Jumper from terminal block and appíy external power to these termináis.
Connect the optional MT-BU brake unlt or power regenerative converter (MT-RC).
Disconnect the línk írom termináis P-P1 and connect the power factor ímproving reactor.
Reí. Page
p.29
p.29
p.26
p.29
For grounding the inverter chassis. Must be earthed. (less than 1 0 O earthing resisíance)
Tum
on
the
signa!
across
STF-SD
for
forward
rotatíon
and
tum
orí
to
When
whe
signáis
across
terForward rotatlon start
mináis STF-SD and STR-SD
stop.
Turn on the signal across STR-SD (or reverse rotatíon and tum off to are tumed on simultaneously, _
Reverse starí
stop.
the stop command is given.
Connect N.C. contact {stop button} beíween termináis STOP and SD for 3 wire control when
p.23
Seal in circuit
momentary start commands are connected at termináis STF and STR.
Turn on the signa! across RH/RM/RL-SD as approprtate ío select up to 7 speeds. Act as group 1,2 and
Multi-speed select
Pr.4, 5, 6
3 selecí signáis ¡n the programmed operaíion mode.
JOG mode selection or Turn on the signal across termináis JOG-SD to selecí Job operation (faclory setting). Jog operation can
externa! Ihermal relay
be períormed with the start signal (STF or STR). Can aiso be used as the thermal relay coníact ínpuí
Pr.16, 17
terminal to stop the inverter by the operation of the external thermal relay.
input
Turn on the signal across termináis RT-SD to select íhe second acceleratlon/deceleration time. When
Second
acceleraíion/decelerathe second torque boost and second V/F (base frequency) functions have been sel, these functions
Pí.44 to 47
tion time selection
can also be selected by tuming on the signal across termináis RT-SD.
Turn on the signal across íerminals-MRS-SD (20ms or longer) to stop the inverter output. Used to shut
Output stop
Pr.17
off the ¡nverter output to bring the motor to a stop by the magnetic brake.
Used to reset the protective circuit activated. Tum on the signa! across termináis RES-SD for more
Pr.75
Reset
íhan 0.1 seo, then tum it off.
Only when the signal across termináis AU-SD ¡s turned on, the inverter can be operated wíth the 4P.24
Current input selection 20mADC frequency setting sígnal.
Automatic restan afíer
When íhe signal across termináis CS-SD has been íumed on, restar! can be made auíornatically when
the power is restored after ¡nstantaneous power failure. Note that this operation requlres reslart paraPr.57, 58
instantaneous power
failure selection
meters to be set. When the inverter is shipped from the factory, it is set ío disallow restart.
Common to the contact input termináis and terminal FM. Isolated írom the common terminal of the
Coníact ínput common control circuit
When
transistor
output
(open
collector
output),
such
as
a
programmable
logic
controller
(PLC),
is
canExternal transistor
necíed, connect the external power supply for transistor output to this terminal to prevent fault caused
p.24
common
by sneak current.
in wnr- „„ -.^iMr. i~~¿ „,.,,„„* tn m A
When the frequency setting potentiometer is connected ¡n
|he íactory..s^st¿ connye£t ¡, lo terminal 10. When it ¡s
Frequency setíing power 10 VDC, perm«ssible load current lOmA
supply
5 VDC. permisible load currení lOmA toSS^tefiSníía!"8' 1°E' °han9e *" '"^ Specíflca'
By entering 0 to 5VDC (0 to 1 0VDC). íhe máximum output frequency ¡s reached at 5V (or 1 OV) and I/O
Frequency seíting
are proporcional. Swltch between input 0 to 5VDC (faclory setting) and 0 to 10VDC from the parameter
Pr.73
(voltage)
unit. Input resistance 10kíl. Max. permissible voltage 20V.
By entering 4 to 20mADC, the máximum outpul frequency is reached ai 20mA and I/O are proportional.
This input signal is valid only when the signa! across termináis AU-SD is on.
Input resistance 250Í5. Max. permissible current 30mA.
By enlering 0 to ¿5VDC or 0 to ±1 OVDC, this signal is added to the frequency setting slgnal of terminal
Auxilian/ frequency
2 or 4. Swttch between Input 0 to ±5VDC and 0 ío ±10VDC (factory setting) from the parameter unit.
Pr.73
setting
Inpuí resistance lOkQ. Permissible voltage ±20V.
Frequency setting input Common to the frequency setting signáis (termináis 2, 1 or 4) and anaíog output terminal AM. Not isolated from the common circuit of the control circuí!. Do not ground.
common
Change-over contact output indicating that the output has been stopped by the inverter protective function activated.
Alarm output
200VAC 0.3A, 30VDC 0.3A. Alarm: discontinuity across B-C (continuity across A-C), normal: continuity
across B-C (disconlinuiíy across A-C).
Swítched low when the inverter ouíput frequency is equal lo or higher than íhe slarting frequency (íactory set to 0.5Hz, variable). Swítched high during stop or DC dynamic brake operation (**).
Pr.!0tol2
Inverter running
Permissible load 24VDC 0.1 A.
Swiíched low when the output frequency has reached wíthin 10% of the set frequency (factory setting,
Pr;40
Up-to-frequency1 * *
variable). Switched high during stop or accel / decel operation. Permissible load 24VDC 0.1 A.
Switched low when the current limít functíon has caused stall prevention to be activated. Switched high Pr.22, 23
Overload alarm""
when stall prevention is reset ("). Permissible load 24VDC 0.1A.
Switched low when instantaneous power failure or undervoltage protecíion is activated (**).
Instantaneous power
p.25
Permissible load 24VDC 0.1A.
lailure*""Switched low when the output frequency has reached or exceeded the detectlon frequency set optíonPr.40
Frequency detectiorr** ally. Switched high when below the detection frequency (*'). Permissible load 24 VOC 0.1 A.
Common
to
the
RUN,
SU,
OL,
IPF
and
FU
termináis,
Isolated
from
the
comrnon
circuit
oí
the
control
Open collector output
circuit
common
Factory-set output Ítem: frequency
For meter
One selected from 14 monitoring Ítems such permissible load current:! mA.
as output frequency, is output. The output
1440 Hz. at 60 Hz.
Pr.51 lo 54
signal is proponiona! m íhe magniiude of
Factory-set output ¡tem: írequency
each
monitonng
ítem,
i
ermínals
FM
and
Output
siqnal:
0-10
VDC.
Permissible.
load
current:
:
Analog signa! output
AM cannot be used at the same time.
-, mA> (Max_ V0]¡age 1 0VDC)
Frequency setting
(current)
Low indicaíes that the open collector outputíing transistor ¡s on (conducís). High indícales that the transistor is off (does not conduct).
The output of these termináis can be reassigned by Pr.40.
The optional parameter unit FR-PU02E ¡s needed to set parameters for this invener. Parameters must be set before you can stan operations. Obtain
a parameter unit.
The parameter unit is the same as that used for the FR-A Series of genera! purpose inverters.
LED display on inverter
MITSUBISHI
Ail MT-A inveners are equipped with a bright
easy-to-read 4-digit LED display.
• 14 different valúes can be monitored.
•Liquid crystal display (LCD)
•
•
•
•
Large display C4 Une x 13 characters)
Interactive parameter settings
HELP functíon and troubleshooting guíde
20 monitored ítems (including Frequency,
Current, and Power)
13 monitored valúes can be
dísplayed in %.
16 monitored ítems
(including frequency, motor
curren!, and power).
Operation mode indication
: PU operation
': Externa! operation
: PU jog operation
: Extemal jog operation
: Computer or PLC Unk operation
PU + E : PU and EXT mode operation
PRG : Program operation
Operation status indication
FWD
REV
STOP
JOGf
JOGr
: During forward operation
: During reverse operation
: Stopped.
: During forward jog operation
: During reverse jog operation
Operation command indication
STF
STR
-Read and Write keys
• Read and write parameters.
-Function and number keys
• To select parameter functions and input set numbers.
pomt.
1—Clear
key
• To clear display of an error or set number.
-Sliíft key
• To shift display or shift set parameter number.
Help mode select key
Provides helpful instructíon on operation and
assistance in choice selections.
: Forward
: Reverse
: No command or swiich or both STF and STR
-Operation mode select key
O P l Swirches mode to externa! operation.
[ P U l Switches mode to PU
(J3P) (Parameter Unit) operation.
-Setting mode select key
• Switches display to Parameter Setting mode.
-Monitor mode select key
• Switches display to Monitor mode.
yS falso used to more cursor on dispky)
Continuously changes the set frequenq'.
Moves cursor in Sening mode and Help mode.
Operation command key
0 Issues the forward, reverse, and stop commands.
Note: LCD may opérate slower in a low-temperarure (less than 0°C(32°F)) environment. Do not expose to direct sunlight.
\-'
Simple Variable Speed
PU Operation
(Connect parameter unit.)
One of five modes can be selected. (For detaüs, see Pr.79.)
Cl) Press n^T)
(2) Key in "50" as the operation frequency and press
WñfTE
L_J
(3) Press ÍFWDJ
External Operation
(1) Press gjj
(factory setting at power on)
(2) Glose STF contact
(3) Tum frequency setting device clockwise.
Frequsncy setllng unil
S ímultaneous
PU/External
Operation A
(Se: 3 at Pr.79)
Simultaaeous
PU/External
Operation B
(Set 4 at Pr.79)
Program Operation
(1) Glose STF.
3) * For PU operation only, connections marked with an " are
not necessary.
(2) Key in "60" as the operation frequenq' and press
ÍWRITE]
(1) Press ÍFWDJ
(2) Tum frequency setting device clockwise.
Automatic Run (For details, refer to instruction manual.)
Extensive monitoring capabilities providing reliable supervisión
Monitoring from
the inverter
(1) 4-digit LED (data and alarm code indication)
(2) One analog monitor output (AM terminal)
(3) One digital monitor output (FM terminal)
(4) Four programmable state monitors + RUN output
The data indicated at each
monitoring location can be
changed using Pr. 51 - 54.
(1) 5-digit digital monitor (main monitor)
(2) Leve! meter with display in °/o
(3) Run commands, run state, and run mode are indicated
Five different types of data can be seleatíd and displayed on the main display
(1) Key in parameter number and press
(2) Key in data and press the WRITEJ
READ
"
'
(3) Press SHIFT button to move to the next parameter.
Function_descnptíon of each number
No.
This functiori can be verj' helpful in operating.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Descripíion
List of monitored valúes.
Operation description for PU operation.
List of parameters.
Operational description of Parameter All Clear.
Alarm history.
Method for clearing alarm history.
Method for resetting inverter.
Moves to Troubleshooting guíde mode.
Function
w
o
-—•
Parameler
Number
Ñame
Screen Display
Setting Range
Mínimum setting Inaement
Faciory-seíting
0.1%
1%
0
Torque boosí (manual)
Trq. Bstl
1
j Máximum frequency limií
Max.F!
0 to 60Hz
Mln. F1
Oto120Hz
OHz
2
0 to 30%
60Hz
c
3
Base ffequency
VF base F1
0 to 400Hz
60Hz
Ü
4
Multi-speed setting (high speed)
Preset Fl
0 to 400Hz
GOHz
to
ro
5
Multi-speed seíting (middle speed)
Preset F2
0 to 400Hz
30Hz
6
Multi-speed setting (low speed)
Preset F3
0 to 400Hz
7
Acceleratfon time
Acc. Ti
0 to 3600/0 ío 360 sec.
0.1/0.01 sec.
8
Deceleration time
Dec.T!
0 to 3600/0 to 360 sec.
0.1/0.01 sec.
15 sec.
9
Electronic thermal 0/L relay
SetTHM
0 to 3600A
0.1 A
Rated out put current
10
DC ¡njection brake operaíion ffequency
DC Br. F
Otol20Hz
0.01 Hz
OHz
11
DC injection brake operation time
DCBr.T
Oto 10 sec.
0.1 sec.
0.5 sec.
12
DC inj'ection brake voltage
DC Br. V
0 to 30%
0.1%
13
Starting írequency
StartF
ZJ
0 ío 60Hz
0.01 Hz
1%
0.5Hz
Appüed load selection
LoadVF
0,1,2,3
1
0
15
Jog frequency
JOGF
0 to 400Hz
0.01 Hz
5Hz
16
Jog acceleration/deceleration time
JOGT
0 to 3600/0 to 360 sec.
0.1/0.01 sec.
1 5 sec.
17
Extemal thermal 0/L relay input
JOG/OH
0,1,2,3
1
18
Hígh-speed máximum ffequency ümií
Max.F2
0 to 400HZ
co
19
Base frequency voltage
VFbase V
Oto1000V,9999
20
Acceleration/deceleraílon feference ffequency
Acc/DecF
0 to 400Hz
c
3
en
10Hz
15 sec.
14
.2
0
0.01 Hz
60Hz
0.1 V
9999
0.01 Hz
60Hz
1
21
Acceleration/deceieraíion time incrementa
Incr. T
0.1
22
Stall prevention operation level
Síll Pv1
Oto 120%
0.1%
120%
"ro
o
o.
o
•o
23
High speed stall prevention operaíion leve]
Stl! Pv2
Oto 120%, 9999
0.1%
9999
24
Multi-speed setting (Speed 4)
Preset F4
25
Multi-speed setíing (Speed 5)
Preset F5
0 to 400HZ 9999
OOlHz
9999
cu
TD
26
Muííi-speed setting (Speed 6)
Prese! F6
27
Multi-speed setting (Speed 7)
Preset F7
28
Multi-speed input compensation
Pre. Comp
0,1
1
0
29
Acceleration/deceleration pattern
Acc/Dec P
0, 1, 2, 3
1
0
30
Extemal brake resistor selection
Br. Sel
0,1
1
0
31
Frequency jump 1 A
FjumplA
32
Frequency jump 1 B
Fjump IB
0 ío 400Hz 9999
001Hz
9999
1
4
c
CD
C/}
K
1
1^1
ig j
-S
0
33
Ffequency jump 2A
F]ump2A
34
Frequsncy jump 2B
Fjump2B
35
Frequency jump 3A
FjumpSA
36
Frequency jump 3B
FjumpSB
37
Speed display
Dispunit
21010,11 Í09998
38
Automatic torque boost
A. TrqBsí
0 to 200%
0.1%
39
Automatic torque boost operation staríing current
No Load 1
0 to 3600A
0.1A
0
40
Outpul terminal assignment
Seiectop
0 to 9999
1
1234
41
Up-to-írequency sensiíivity
SU Range
0 to 100%
0.1%
10%
42
Output frequency detection
Set FU FW
0 to 400HZ
0.01 Hz
6Hz
43
Output írequency detection at reverse rotation
Seí FU RV
0 to 400Hz, 9999
0.01 Hz
9999
44
Altérnate acceleration/deceleration time
Ac/DecT2
0 to 3600 /O to 360 sec.
16
0
17
15 sec.
0 1/0 01 sec
?o
45
Altérnate deceleraron time
DecT2
sg
<a
46
Altérnate torque boost
Trq. Bst2
47
Altérnate V/F (base frequency)
VF base F2
Note 1:
Hafer
Page
Oto 3600 /O lo 360 sec.. 9999
0 to 30%. 9999
0.1%
0 to 400Hz, 9999
0.01 Hz
In the Screen Dísplay seaion, f indícales a frequency. V a voltage, and 1 a current.
9999
18
ParaFunction meter
Number
75 o
I
I
Display functions
<: —
Mame
Screen Display
Setting Range
Mínimum Setling Increment
Factory-Setting Ircrement Refer
Page
48
Altérnate síall pravention operatíon level (curren!)
Stall 2 1
Otol20%
49
Altérnate stall prevention operalion level (frsquency)
Stall 2 F
0 to 400Hz
0.01 Hz
0
50
Altérnate output frequency deteetion
Sel FU 2
0 lo 400Hz
0.01 Hz
30Hz
51
Inverier LEO display data selection
Set LED
11014,17,18
1
1
52
PU main display data selection
Seí Main
0, 17Í020
1
0
1
1
53
PU level display data selection
Set Lvl.
54
FM terminal functlon selection
SetFM
55
Frequency monitoring reference
Calb FM F
|
0.1%
Oto3,5to14, 17,18
1 to3, 51014,17, 18,21,101 to
103,10510114,117.118,121
0 to 400HZ
120%
18
1
1
0.01 Hz
60Hz
Rated output curren!
56
Currenl moniíoring reference
Calb FM I
0 ío 3600A
0.1 A
g
57
Restart coastlng time
Restartl
0 to 30 sec,, 9999
0.1 sec.
9999
¡aj
58
Restart cushion time
Restn T2
0 to 5sec.
0.1 sec.
0.5seconds
Addtfonal
fuftíions
59
Remote settlng function selection
Rmt Sel
0,1,2
1
0
60
Intelligent mode selection
Int. Mode
66
Frequency at wíiich stall prevention fevel begins ío be reduced Slll coF
67
Number oí retries at alarm occurrence
Retry No
Oto 10
1
0
68
Retiy waítíng time
Retry 1
O t O l Osee., 9999
0,1 sec,
9999
69
Retry count display erase
Retry N
0
-
0
70
Regen eraíive brake duty
Br. Duty
0%to100%(Note2)
0.1%
0%
71
Applied motor
Se! Molor
0,1,2,20,21,22
1
0
72
PWM mode selection
PWM Mode
0,1,2
1
0
73
O t o 5 V , O t o 1 0 V selection
Extf/lOV
Oto 5, 101015
1
1
74
Response time íor analog signal
IP íilter
Oto 8
1
1
75
Reset selection
RES Mode
0,1.2,3
1
0
76
Alarm code output selection
Alarm OP
0,1, 2, 3 (Note 4)
1
0
1
0
ion íunctions
-£
Ü
<D
0)
en
c
o
2
o
o.
O
c
_o
c
c
¿3
£*
.2
'x
:D
<
-Q U
"ra 3
1
0
0.01 Hz
60Hz
20
77
Parameter write disable selecíion
Enable Wr
0.1,2
78
Reverse rotation prevention selection
Enable FR
0,1,2
79
Operation mode selecíion
Coní Mode
•80
Motor capacíty
•81
Number of motor poles
|
21
1
0
OÍOS
1
0
Motor KW
75to1000kW, 9999
0.1 kW
9999'
Mpole No
2, 4, 6, 9999
2
9999
61 to&4
10710116
136 lo 142
Parameíers for seítíng auxiliary function. For detalls, refer to instruction manual,
82 to 99
117
14310159
Parameters set al factory. Do not resel or adjust.
100 lo 106
11510 127
13410137
Parameters for built-in options. For delails, refer ío instrucíion manual.
200to 231
Is
To.o
0,1, 3 toS
-0 lo 400Hz
19
|
22
-
Parameíers to set Program Run. For detaüs, refer to ¡nstruction manual.
900
FM terminal calibrailon
FM Tune
-
-
901
AM terminal calibraíion
AM Tune
-
-
902
Frequency setíing vottage bias
Ext Vbias
otoiov
otoeoHz
903
Frequency setting voítage gain
Ext Vgain
OíolOV
1to400Hz
904
Frequency setting curren! bias
Ext 1 bias
0 to 20mA
0 to 60Hz
905
Frequency setting currení gainl
Exí I gain
0 to 20mA
1 io 400Hz
-
0.1 V
0.01 Hz
0.1mA
O.OIHz
OV
OHz
5V
60Hz
4mA
OHz
20mA
60Hz
22
N'ote 2: Enter the acceptable duty cycle (%ED) that is specified for the optionai braking transistor module.
Note 3: in
' Shaded parameters can be changed at any time; other parameters can be changed only when drive run command is off and In PU OP
mode. This is the factory setting. Pr.77 controls this feature, see page 21 for other choices.
Note 4: A two digit number must be sel in Pr.76 when option T-OPT2Q is instalied. Refer to T-OPT20 manual.
Pr.O - Pr.8
Pr.O
Note: Parameter ¡s abbreviated as Pr.
Setting torque boost (manual)
1st Multi-speed setíing (high)
|Pr.24| 4th Multi-speed setting
2nd Mulíi-speed setting (médium) |Pr.25| 5th Multi-speed setting
| Pr.26| 6th Multi-speed seíting
3rd Multi-speed seíting (low)
| Pr.27| 7lh Multi-speed setting
Input termináis RH, RM, and RL alone or in combínatíon are
used to select each speed.
Each preset speed can be set to any valué between O - 400
Hz during operation of the ínverter. The speed can also be
set by using the " ® &\ keys.
Up to 10 speeds can be set by combíning these parameters
with JOG frequency (Pr.15), upper íimit frequency (Pr.l), or
lower límit frequency (Pr.2).
[PrTQj Satllng tange
Base Iraquency
1:1% of factory-setting (manual torque boost}
2: When Pr.80 and Pr.81 have been seí to select Primary
Magnetic Flux Control mode, there is no need to set this
parameter
Pr,1
Pr.6
Setting multí-speed settings
100%
Output (reqoeocy {Hz)
Pr. 5
Pr.4
• Voltage at O Hz can be adjusted (biased) as necessary to
provide addíü'onal starting torque at low frequencies.
Pr.2
Setting Máximum and Mínimum frequency limit
. 1 | Máximum frequency limit
| Pr. 21 Mínimum frequency limit
Máximum and mínimum frequency output Hmit can be
clamped
100%
1
I
I
p
Máximum Írequency5ett¡!>graí>ge I
t
L
Notes:
I pj-,2 I
Fmqusncy relerer»ce signa!
Note: To set a frequency oí 60 Hz or more, use Pr.18.
Pr.3
Setting base frequency
Pr.3| Base frequency
| Pr.19] Base frequency voltage
Check motor nameplate for base frequency anH voltage
data. Enter frequency in Pr.3, and voltage in Pr.l,/. This will
' establísh the correct volts/Hz ramp. Example: Pr.3 =
60(Hz), Pr.19 - 460(volts).
Pr.19 can be set to any motor nameplate voltage provided it is
not higher than the voltage supplied to the inverter.
Example: a typical high speed spindle motor nameplated
330V, at 300Hz; set Pr.3 - 300(Hz) and Pr.19 = 330(volts).
An incorrect setting of either Pr.3 or Pr.19 will apply the
wrong V/Hz ramp to the motor resulting in motor heating,
and overvoltage tríps on overhaulíng loads.
ÍP7.3Í Base frequeocy
When Pr.24 - Pr,27 are set lo 9999 (factory-seí valué), Speeds 4-7 cannol be selected.
Pr.7
Pr.8
Setting acceleration/deceleration time
Acceleration time
I Pr.20l Acceleraíion/deceleration base frequency
Deceieration time
| Pr.211 Acceleraíion/deceleration time un'rt
Set Pr. 7 to the time needed to reach the set valué for the Pr.20.
Set Pr.8 to the time needed to reach the set valué for OHz
For Pr.21 acceleration / deceleration time unit, the setting
range and the mínimum setting unit can be set as follows:
Set valué 0: O - 3600 seconds (The mínimum setting unit is 0.1 seconds.)
Set valué 1: O - 360 seconds (The mínimum setting unit is 0.01 seconds.)
Acceleration | pr.7 |
dOOHz
In general, ít fs Ímportant to set Pr. 3 and Pr. 19 to rated molor valúes.
When Pr.19 Is set to 9999 (factory set valué), the máximum outputvoltage is as the same as the inverter inpui suppiy voltage.
13
1.
2. Muíli-speed selecífons lake priority over the main speed (between termináis 2/5 or 4/5).
3. Murti-speeds can also be set during PU operation and extema! operaííon.
5V
(10V)
(20mA)
uc
Note:
'
¿I
For a S-shaped acceleration/deceleratíon pattern A (see Pr.29) only,
the valué must be the time needed to reach Ihe base (requency (Pr.3).
The output wavelenglh íor the waveiengíh setting signal {analog) Is set by the
gain {Pr.903 or Pr.905).
m
Pr.9 - Pr.l6
Pr.9
Setting valué for electronic thermai O/L
• The current valué (A) can be directly used as the set valué to
protect the motor from overheating, Generally, this Pr. is set
to the motor rated current. This Pr. allows for the reduction
in motor coolíng capabüiry during low-speed operation.
• When this parameter is set to "OA", the motor protection
function does not opérate.
• To use an inverter duty constant torque motor, set Pr.71
(Applicable Motor) to "21" to select the 100% continuous
torque characteristic in the low-speed range. Theñ set the
rated current of the motor for Pr.9 (Electronic thermal O/L).
• The current valué is factory set to the rated output current of
the inverter. Change rated motor current setting.
Pr.11
Pr.10
Pr.14 Pr.140 Selecting applied load
• The user can select the optimum output characteristics (V / F
characteristics) for specific applications or the load characteristic.
• The reduction ratio for reduction torque loads can be set by
Pr. 140. k«l to 2 setting possible. (As standard setting, it
should be set to be 1.75)
Sal valué: O
(íaclory set valué)
For conslant torque loads sucn as
conveyors and posiUvedisplacante nt machine.
For teduced tonque load such as
centrüuga! pumos and fans.
100%
100%
Pr.12
Adjusting the DC brake
Bese Irequency
|Pr.10l DC ¡njection brake operaíion frequency
|Pr.11 | DC ¡njection brake operation time |Pr.l2 | DC injectíon brake volíage
• Setting DC injection brake torque (* voltage), time, and
starting frequency allows the user to adjust the stopping
accuracy according to the load.
Base frequency
Output Irequeray (Hz)
Oulput Irequency (Hz)
For hoisting type applicatlons.
Foiward boost 0%
Reverse boost Sel valué for Pr.Q
For hoisting lype appllcalions.
Forward boost Sel valué lor Pr.O
Reverse boost: 0%
100%
100%
|
I
(Hz)
DCinjedion
brmka volíage
1
Base Irequency
Sase íreqi^ncy
Outpui fiequency (Hz)
Factory-seí valué {for DC injection brake voitage): 1%
Pr.65 Setting starting frequency
|Pr.13| Starting frequency
Pr.oJ
Fr.q£
IPr.121
Operating voltage V
[Pr. 1 1 ; Opefatlng time
Pr.13
i
jPr. ] 0] Operallng Irequercy
|Pr.65| Hold time ai starting freq.
• The staning frequenq' can be set to any valué between O to 60 Hz.
• At the start time, the start frequenq' can be held for a certain
time. Therefore, overcurrent can be prevented when a iarge
¡nenia (GD2) load such as the blower is started.
• Pr.65 has a setting range of O to 10.0 seconds. U was set at O
second at shipment from the factory.
Oulput íreoiíency (Hz)
Noíe: When Pr.80 and Pr.81 have been set to selecl Primary Magnetic
Flux Control mode, setting íor this parameter is ignored.
Pr.15
Setting JOG operation
Pr.16
|Pr.15[ JOG frequency |Pr.16| JOG acceleration/deceleration íime
* For JOG operation, select JOG mode (short between the termináis JOG and SD). JOG operation is started and stopped
by a start signal (input at the STF and STR termináis).
• JOG operation can also be performed by using the parameter
unit. (Refer to the Instruction Manual.)
Ouipul frequertcy (Hz)
|Pr.20!
p' '.VI JOG frequency
rr-I3| s«tling range .
i\ \e
Ouipul íiequency
(Hz)
!\
ÍPr.16j
/
(
T
B«!ween JOG/SD
ON
I
t
l
ON
1
I
I
1
1
Ftaquency setling signal (V)
.
Pr.17 - Pr.28
Selecting external thermal 0/L relay input
Pr.17
The set valúes O and 1 switch the functions of the input
terminal JOG / OH. The JOG function inputs the signa!
contact of the JOG operation select signal. \Vhen a thermaí
O/L relay is installed between the motor and the inverter, or
a motor conraining a temperature sensor is used, sefect the
OH function which will allow an inpur from the relay or sensor,
The set valúes 2 and 3 switch the function of the MUS terminal
to the b-contact input specification (normally closed input).
Termináis JOG/OH functíons
Pr.17
set valué
JOG mofe
Terminal MRS funclion
OH (Externa! Thermal OIL Relay input)
Hoonally
open input
Normalfy
closed input
{FBclory-sel valué)
}
.
u¿
MT-A
Themial O/U fslay
n
, Motor
Pr.19 See description of Pr.3 •
See description of Pr.7.
Pr.20
Pr.21
Pr.22
Pr.23. Pr.66
Setting stall prevention operation level
I Pr.221 Stall prevention operation ievel (curreni limiíing operaíion level)
[ Pr.231 High speed stall prevention operation level (current
íimiting level reducíion rate at 400 Hz)
| Pr.66| Frequency at which síall preveníion level reducíion begins
• Set Pr.22 for the stall prevention operation level (current lirnitíng level). Normally, set this parameter to 120% (equal to
the factory-set valué).
• To_ improve the acceleration characteristic of the motor for
high speed operation at 60 Hz or more, the current límitíng
level ín the high frequenq' band can be reduced. Pr.66 sets
the frequency at which reduction begins, and Pr.23 sets the
reduction rate.
• \Vhen Pr.23 is set to 9999 (factory-set valué), the current
limit of the set valué for Pr.22 remains constan! at 400 Hz.
Output transistors shin orí
(motor coa sis)
400HZ
Output (requency
! O/L relay
MT-A
OutfHrl Kanslslors shul orí
(motor coasts)
U
I JOG/OH
Pr.24
Pr.25
Pr.26
Pr.27
See description of Pr.4.
[MRS]
so
Pr.28
Selecting muiti-speed input compensator
A compensator signal input at rerminal "1" enables speed
(frequency) compensator to be made to multi-speed settings.
Pr.18
_ Setting high-speed máximum frequency limit
•" Use this parameter for operation at 60 Hz or more.
9 \Vhen this parameter is set, the máximum frequency parameter,
Pr.l, is automatically changed to this set valué.
• Before setting this parameter, confirm that the motor and
machine can withstand high-speed operations.
Set valué
0
1
Compensator by auxiliar)' input
Not compensated (factory-set valué)
Can be compensated
Pr.29 Selecting acceíeration/deceleration patterns
Differem acceíeration/deceleration patterns are provided.
The selection will depend on the applicadon.
9 | Set valué "0"| (linear acceíeration/deceleration) is effective
for most applicaiions.
• ¡Sec valué 1"| (S-shaped acceíeration/deceleration A) is
used to accelerate or decelérate to high-speeds, 60 Hz or
more, in a short time. This set valué selects an
acceíeration/deceleration pattern with the turning point of
the S-shaped curve at fb (base frequency). .This pattern is
suited For use with machine tools applications.
9 |Set valué "2"[ (S-shaped acceíeration/deceleration B) is
used to set constant, S-shaped acceleration or deceleration
at a frequency between f2 (current frequency) and fl (target frequency). This function can reduce shocks arising at
acceleration or deceleration.
(linear acceleralíwv'
decele rallón)
(S-shap«¡ acceterallón/
doceteratton A)
Pr.31 Pr.32 Pr.33 Pr.34 Pr.35 Pr.36
Frequency jump
To avoid resonance during operation due to natural vibration
of-mechanical system, the resonant frequency can be
jumped. Three jump points can be set, and the jump frequency can be set above or below each jump point.
A frequency reference command within the frequency jump
range will result in operation at 1A, 2A, or 3A (beiow the
jump frequency range).
rige of Jump (Operation is avoídod in Ihis range.}
(S-snape<J acceteratfon/
deceleration B)
" The operalifig IteouerKy command '-v
Jump will be the opa rali ng Irequency
in tíie ponion marked wim ..
Frequency serting slgnal
fSet valué "3"! activates the backlash-reduction function for
use when the motor is connected to a high baddash load.
This function temporarily changes the output frequency at
acceíeration/deceleration to reduce shocks (or backiash). use Pr.33 to Pr.36 to set the parameters for backiash
reduction.
Output Irtíquoricy
í S«l Valué 3 | (SacWash.retJuction function)
/
\M | _[Al2|Pf.35|
Pr.33 [
/
Atl
| Pf.3a |
A 12 |Pf.36|
Function
FrJfe Ñame
Stop
33 frequency al
backiash
acceleralion
Setting radoryranqe set Valué
0
i
400Hz
1Hz
(9999)
3¿
0
Slop time at
O.Ssecond
í
backiash
(9999)
acceleration 360sacond
35
Stop
frequency al
backiash
deceleration
Slop time at
36 backiash
deceleration
0
1
400HZ
iHz
(9999)
0
O.Sswond
í
36Gsecond (9999)
Using Pr.31 and Pr.32 ensures íhat the frequency jump funcíion
wiíl remain valid.
Pr.30
Pr.70
Notes: 1. When the valué "9999" is sel (íactory-sel valué), frequency jump is nol executed.
2. When Pr.29 ¡s set lo "3". Pr.33 - Pr.36 are switched lo the backiash correction
setting function. (Pr.31 and Pr.32 remato valid as the frequency jump function.)
3. The operating frequency within the setting range is appüed to Jump during accaleration/dsceleration.
Pr.37
The operating speed of a machine can be displayed on the
panel as the machine is operating. The speed can be dispíayed on the LED's of the inverter as well as the main
monitor of the parameter unit (PU).
Set the speed indication unit according to the number motor
poles or any linear process variable. For a linear process
variable, the valué set will be the valué displayed at 60 Hz
output.
This setting is valid only when the Inverter LED Display or
PU Main Display has been selected for operation speed
indication (see Pr.51 and Pr.52).
Pr.37 set valué
2-10
Setting regenerative brake
|Pf.3Q | Exfernal brake resistor selection | Pr.701 Máximum regenerative brake duty
• To use optional brake unít and brake resistor, set Pr.30 to 1
and Pr.70 for %ED. For standard brake unit and brake resistor,
%ED is 5% (30 sec/10 min).
• Pr.70 setting must match the allowable brake usage factor of
the transistor in the brake unit.
• When Pr. 30 is set to be O, Pr. 70 is not displayed.
Setting speed indication unit
1 1 - 9998
Operation speed indication
•The set valué is the number of poles of the motor.
•The rotation speed of the motor is displayed. Example:
For the set valué of "2", "3600" rpm ¡s displsyed at 60
Hz ouíput.
• The seí valué is the machine speed for 60Hz operation.
Example : For the sei valué of "950" (meters / min),
"950" (wiíhout the indication unit) is displayed at 60 Hz
outpuí.
Notes: 1. Only this Pr. can be set in linear process variable units. Use the frequency unit
(Hz) lo se! other frequency related parameters.
2. In V/F Control mode, the motor rotalion speed ¡s oulpul frequency and does not
Indícate the real roíation speed. When Pr.80 and Pr.81 have been sel to select
Primary Magnetlc Flux Control mode, Ihe rotation speed ¡s calculated based en
an estímate oí Ihe motor slíp valué,
3. The íactory-set valué is "4". (1800 r/min is indicated at the 60 Hz operation)
Pr.38 - Pr.43
Pr.38
Pr.39
Setting automatic torque boost
¡Pr.381Automatic torque boost I Pr.391 Automatic torque boost actívaíion level
•
Pr.41 Adjusting up-to-frequency sensitivity
• The sensitivity can be adjusted within O to ±100% of the
operation frequency.
This functíon detects load current and automatically adjusts
the output voltage of the invener in order to increase the
motoras torque output.
Function No.
38
39
Operalion Iraquency
Set valué
Boost compensation valué (%)
0: automatic torque boost disable (factory setíing)
Normalfy set 100% lo opérate the automatic íorque
boost.
Current level at which íhe automatic torque boost is
activated (A) (Normally, set OA for this parameter.)
Outpul slgnal
twtween SU/SE
i
10036
1
/
,*.
a
-¡
i
i
'
* r
Pr.42
Base írequency
Pr.40
Setting multi-function output terminal assignment
• This function individually changes and assigns the function
of each of the output termináis SU, IPF, OL, and FU to ten.
different functions. Set valúes are assigned to Pr.40 as a fourdigit integer. Each digit indicates the function of each terminal.
Pr.40: Ist digit, 2nd digit, 3rd digii, and 4th digit (Factory~set
valúes: 1234)
Example: The set valué of Pr.40 is 3249.
Terminal SU: OL (overload alarm) signal
Terminal IPF: IPF/UVT (instantaneous power failure/under
voltage alarm) signal
Termina] OL: FUI (frequency detection) signal
Terminal FU: PU (in PU operaüon) signal
1
RUN
SU
Function
ñame
Unde; Inverter
Operation
Up-lo-set
frequency
2
IPF/UVT
Instantaneous
power íailure or
under voltaoe
3
OL
Overload alarm
'4
FU1
5
FU2
6
RBP
'-7
THP
8
PRG
9
PU
1,
Setting output frequency detection
|Pr.43| Ouíput frequency detection for reverse operations
Output írequency (Hz)
rí
Function
abbreviation
Pr.43
|Pr.42¡ Output frequency detection
i
f °
H: Ovtpirt transistor OFF
/]
Ct
Set
valué
H level
L Output transistor ON
Descríption
of operation
Ouiput when the ¡nverter is
operaling at a frequency higher than the starí freauencv.
Outpul when outpuí frequency
reaches the set frequency.
Output when an instantaneous
power failure or under voltage
occurs.
uutput when the curreni limiting function ís activated.
Relatad
Pr
Pr.41
-
• The signal level is L when output frequency reaches or
exceeds any set detection frequency (the valué set for Pr.42
output frequency detection.) The signal ís H when output
frequency is lower than this detection frequency. This functíon is userul for the operation or the open signa! of an electromagnetic brake.
Detection fr&quency Uiat
can be Ireety sel to any level
Outpul signal
between FU/SE
H level
L; Ouíput transistor ON
H: Outoui transistor OFF
Setting Pr.43 enabies activation of frequency detection
specifically for reverse operation, (In this case, the set valué
of Pr.42 is valid only for forward operatíon.) This function is
effective, for example, in changing the timíng of electromagnetic brake operation between forward (lifting) and
reverse (lowering) vertical movement. The factory-set valué
is "9999", which wili be the set valué for Pr.42 for both for
ward and reverse.
Pf.22, 23
Uutput when írequency is highFrequency
er luán íhe specified detecíion Pr.42. 43
detection
frequency.
Output wnen frequency is highAltérnate frePr.so
quency detection er than the specified detection
frequency.
Uutput ¡Of pre-aiaim wnan regeneraRegenerative
Pr.70
brake pre-alarm tive brake utilization reaches 85% of
the utilization rate sel for Pr.70.13,
Output when the eleclronic
Electronic
Pr.9
thermal 0/L valué reaches 85%
thermal
of the set level.
0/L alarm
In Program mode Output when the ínverter is
Pr.79
operalion
operating in Proqram mode.
PU operation mode Output when PU Operation
mode ¡s selecled.
Note: Tfie function of tne RUN terminal (outpul tiuring invart operation) is fixed and cannol be changad b/ Pr.40.
Note: "OutpuT means that tne hiemal transistor foi open coflector outpul ¡s tumed on (the circuit is coonected).
Delectlon frequaricy
Pr.421
J- í
Pr.44 - Pr.54
Pr.44
Pr.45
Pr.47
Pr.46
Pr.51
Setting secondary control functions
Signal between RT
and SD termináis
Parameter No.
Pr.7
Acceleration time
OFF
V
ON
V
Pr.46
V
Pr.3
Base frequency
V
Pr.47
Noíe: When "9999" (faclory-set valué) ¡s sei for Pr.45, the set valué of Pr.44
is used for both altérnate acceleratlon and deceleraíion times.
Pr.48
Pr.49
Setting Ihe altérnate stall prevention operation function
| Pr.48 | Altérnate stall prevention (current limiting) operating current
| Pr.49 | Altérnate stall prevention (currem limiting) operating frequenq'
• This function can change the stall preveniion (current limiting)
operation leve! withín a range between O Hz to the frequenq'
set for Pr.49. This function is effective when applying low
torque and speed against a stationary object (holding a load
in positíon).
• This function does not opérate at acceleration, and is valid
only at deceleration or at a constant speed.
• When Pr.49 is set to "O" (the factory-set valué), the Altérnate
stall prevention function does not opérate.
AI accelera ion
Nole: ine sel valué [%) macales
the ratio lor Itie rated output
current of me in verter.
Stall pie ve nilón
opera lion cutre m
|Pr.¿8¡
Parameter set valué
Indí- Pr.51 Pr.52 Pr.53
Pr.54
~cá
to
*w icatíon
la 'i j¡
si
unií CJQJ
"- E <§
Operation frequency
Pr.50
Setting altérnate outpuí frequency detection
& In addition to the output frequenq' detection set for Pr.42
and Pr.43. output frequency detection can be set for Pr.50.
> This function can be output at any of the SU, IPF, OL, and
FU termináis by serting "5" (FU2) for any of íhe four digits
(from the Ist to 4th digits) of Pr.40. The output signal is
turned on at a frequencies higher than or equal to the set
frequencyCSee the description of Pr.42 and Pr.43.).
!-"
=3 1
a. =
$3
£e
No indicatíon
Output frequency
Output current
Output voltage
Deíecí
Frequency sel valué
Hz
A
V
HZ
N
N
0
1
0
0
Operation speed
2
3
Full-scale valué
of FM, AM,
and leve! meter
_a> ^
<v
1
N
1
N
101
102
103
Pr.55
Pr.56
400 V or 800 V
Pr.55
2
3
2
3
4
5
0
0
'
N
N
N
5
5
105
(r/min)
6
'
6
6
106
Valué of Pr.55
converted by the
valué of Pr.37
Motor íorque**
%
7
x-
7
7
107
Raled torque of
applied motor x 2
Converter
output voltage
V
e
*
8
8
108
400 V or 800 V
Regenerative brake
utillzalion rale
%
9
-
9
9
109
Pr.70
Electronic thermal
0/L load ratio
%
10
-
10
10
110
Thermal operation
level
Output current
peak valué
A
11
11
11
111
Pr.56
Converter output
volíage peak valué
V
12
12
12
112
400 V or 800
Input power'"
kw
13
13
13
113
Rated power of
applied motor x 2
Outpuí power*-*
kW
_
%
14
•
«
14
14
114
•
N
N
17
18
N
17
18
N
N
17
18
N
N
A
N
N
17
18
118
hr
N
20
N
N
N
-
N
N
N
21
121
Input terminal status
Output terminal status
Load meter
Motor exciíing current
Aggregate
operation time
Reference
voltage output
AI decaler iHon/constan! speed
i
ÍPr dQl
Signal type
V
Pr.O
|Pr.541 FM/AM terminal function selection
O Set the monitor and output signal to the appropriate number
selecting from the 21 signal types Usted below.
• There are two types of output signáis: the FM terminal which
is a pulse train output and trie AM terminal which is an analog
output. Select either of the two in accordance with the set
valué of Pr.54.
• Factory-set valúes Pr.51:l (The Alarm code is automatically
displayed when a failure has occurred.), Pr.52:0, Pr.53:l,
Pr.54:1
V
Pr.45
Torque boosl (manual)
| Pr.52] PU main dispiay data selection
V
Pr.8
Pr.54
|Pr.5í | Invener LED display data selection | Pr.531 PU leve! display data selection
V
Pr.44
Deceleration time
Pr.53
Selecting monitor and output signal
|Pr.44| Altérnate acceleraiion/deceleration time | Pr.461 Altérnale torque boost (manuaD
I Pr.451 Altérnate deceleration time
|Pt.47| Altérnate V/F (base frequency)
The acceleraüon/deceleratíon time and the boost setting can
be changed at the same lime through the externa! contact
signal (input between the termináis RT and SD).
This Rinction is effective in switching two raotors that have
different parameters, such as liftíng and traverse.
Setting function
Pr,52
.
117
Rated power of
applied motor x 2
Pr.56
Pr.56
1 440 Hzls output
to the FM terminal.
The full-scale voltage is output to the
AM terminal.
Note:
Note:
A moniloring function marked "N" cannot be selected.
After sattlng "O" for Pr.52 {PU main monitor), íhe monitor signáis can be selected. To dlsplay sequenlially, use the SHIFT key. ("O" is the lactory-set valué.)
Note: The load meter valué is indlcated In %, with the current valué set íor
Pr.56 representlng 100%.
* Select signáis from the frequency set valué to the oulput terminal status of
the PU main monitor by selecting "other monitor oí PU Operallon.
•* Molor lorque dlsplay is valld only when in the primary magnetic flux control
mode. •
*•* Fuü-scale valué Indicatíon Is based on variable torque Inverter ratlng.
1
Pr.55 -Pr.59
Pr.55
Pr.56 Setting monitor reference
| Pr.55| Frequency monitor reference jPr.56| Current monitor reference
• Set the frequency or current valué to be used as a reference
to indícate when frequency or current is selected to indicare
the FM terminal, AM terminal, and PU leve! meter.
Monitor
reference set
parameter
Pr.55
Frequency
monitor
reference
?
Pr.56
Current
monitor
reference
~r f
Monitor
PU level
contents
dlsplay
FM/AM terminal function
selection.
selecílon
selectíon (set valué o( Pr.54)
Setting ural in ( ). (sel valué oí Pr.53)
Output
1
1
101
frequency (Hz)
Frequency set
5
5
105
valué (Hz)
Operation
6
6
106
speed (Pr. 37}
Oulput
2
2
102
current (A)
Output current
11
11
11
peak value(Hz)
Load meter (A)
17
Motor excitation
currení (A)
18
Set the valué
such that the
indication on
the PU level
meter ¡s 100%.
Method oí settíng
by Pr.55 and Pr.56
1*40 Hz (FM lerminal)
/i
/ 1
/
1
/
1
/
I
/
1
/
1
/
1
/
.
1
.«•
5
3o
• This runction allows the inverter to start into a spinning motor.
• Pr.57 (free running time)
Instaníaneous power íailure
Restart operation
restarl enabled/disabled
snabled/disabled
disabled
enabled (5 seconds irse run time)
9999 (íactory-setting)
enabled
enabled
0, 0,1 ío 30'
Free run time meaning time taken until the control restarte after reset.
• When Pr.57 is set to "O", the free runnlng time is set ío 5 secónos. TTiis setting
is appropriate for genera! operation. However, the time can be adjusted within a range of 0.1 to 30 secónos according ío the ¡nenia of the load (GD2(WK2))
and the magnitude of torque. (The system starts at this time if the ioad quickly
decelerares to 2 Hz withín the time set with Pr.p7.)
" If this setting is applied to a load with a high rate of deceleraron, overcurrent
may occur. The unit must then be resianed after it has stopped.
Set valué
• Pr.5S Setting of oufput voltage (rise time)
In general, setting this parameter to 0.5 seconds (the factoryset valué) is enough for operation. However, the output
voltage rise time at restart control can be adjusted in the
range of 0.1 to 5 seconds according to the valué of the load
requírements/specifícations (inertia or torque).
NFB
FB I 8SL1
8f
Ü
Cx.
—O O-*-O TD-
Power f~~^
^
Hz (FM terminal)
VDC (AM terminal)
Ft ll-seate (PU tevel monrtor)
^
¿
118
j Pr.57 [ Restart coasting time after an instantaneous power failure or
swiiching across the une operation.
J Pr.58 | Rise cushion time for auíomatic resíart.
A
^
U
- *-i> ^
18
,/i
/
/
/
/
/
/
/
/
Outnut Irequency
Frequency satting
Opera tfon speed
Ipr 55)
'—-—
Pr.58
teslart operalion aller inslaolaneous power lailure or cominercial swilcliing
u-V)
VDC (AM terminal)
1° ^scate (PU lavet monrtor)
s
117
Set the valué Set the valué
so íhaí output so that output
pulse train
voltage at the
output at the AM terminal is
FM terminal ¡s 10 V.
1440Hz.
Oulpulordisplay
|—
17
Pr.57
1
1
1
I
1
1
f
\l curre ni
Outp-jt curreni peak valué —
Loatí melar
Motor sxertation curren!
Ipr 56 1
—'
Notes: 1 The máximum pulse train output at the FM terminal is 2400 Hz.
2 The máximum voltage at the AM terminal is 10 VDC.
CSO-1
Useontyforreslartaflerinstantaneoijs
powei laüurd and shon circutts beiween
CS and SO in atlvance.
Selecting remote setting function
Setting "1" or" "2" for Pr.59 enables changing of the RH and RM
terminal functions to the remotely set ¡nput functions.
The functions equivalent to those of the remote setting box
FR-FK of the FR seríes setting box (optionaj) can only be
obtaíned by setting the parameters.
Pr.59 set valué
Remote setíing
function
0
1
X
2
O
o
Operation
Frequency set valué
storage íunction {*)
O
X
X: Not available
O: Available
If the círcuit between the RH and SD termináis or between the
RM and SD termináis has been opened for one minute or more,
the set valué of operation trequency at that time is stored ¡n
memory. After ihe power is turned ofí and then turned on again,
operation ¡s resumed at this set valué.
Uole: The acceieration/deceleratlon time witl trie longesl sel
valúes for PI.AÍ, Pr.«. Pi.7 and Pr.8.
Pr,60
Intelligent mode selection
Pr.67 Pr.68
{Avaüable ¡n the near Mure)
* Automatic parameter adjustmenis are avaifable in either the VTHz or
primar)^ magnetic flux control modes. This operation mode is
effective when an installation requires immediate implementation,
without time for lengthy parameter adjustments. Valid selectíons
depend on data entered in Pr.71.
Pi.50s€t
Sel function
valué
Operation
Aulomaíically
set parameter
-
-
I Pr.671 No, of reines after alarm occurrence
[Pr.681 Retry execution wait time
|Pr.69| Erase display of no. of reíry executions
• Reíry is a function that makes the inverter automatically
reset the inverter alarm, restan and continué operations.
• You can set Pr.67 to the number of retries to be made after
an alarm has occurred.
Pr.67 set valué
0 (Factory-seí valué)
0
Ordinaiy
(fadwy operation
mode
setting}
i
3
4
5
1 1010
Set when ít is desíred to accelerate/
decelérate íhe motor In the shortest time.
Shoriest
The inverter makes acceleratíon/deceleraacxeleration/
tíon in the shortest time using its full capadeceteration mode bíliííes.
During deceleratlon, an insufficienl braklng
capabiüty may cause the overvoltage
alarm (E OV3).
Selí-learning sysíem auíomatically sets the
boost valué, acceleratíon and deceleratlon
times so thaí the current during acceleraOptimum
tion/deceleratíon is lower than the rated
acceleratioiV
current of íhe ¡nverter. Optimum operaíion
deceteration mode can be carried out by íully utilízing the
inverter capabílities in Ihe rated continuous
range, Appfopriate íor appücation where
íhe load will noí vary largely. (Note 2)
Tunes the Inverter outpuí voltage on une
so thal the inverter output voltage is miniEnergy-saving
mized during constant-speed operation.
mode
Appropriate for energy-saving application
such as fan and pump.
Lift mode
Automatically controls the inverter output
voltage so Ihal the máximum torque can
be delivered in the driving and regeneraíive modes. Also automatically selects the
acceleration/ deceleraron pattern in which
shock ís minimized.
Suitable for íhe lift wiíh couníerweight.
Pr.7
Pr.8
Pr.O
Pr.7
Pr.8
Outpuí
voltage
Pr.O
Pr.13
Pr.19
Notes: 1. Valid Pr.60 selections depend on the setting in parameter 71.
Pr.71 settings
Pr.60, valid selections
0.1.2
20,21.22
0,3,4
1.3.4,5
2. Auíomatic parameter adjustments are made during íhe first
operaíion after entering a valué in Pr.60. Therefore, the
first time operation will not be optimized; subsequení operations will be performed according to the first time adjustmenís.
3. Automatically adjusted parameíers may be trimmed manually If desired.
Example: lí an over voltage (OV3) tríp occurs during operation in the optimum acceleraíion/deceleraíion mode, reset
Pr.8 (deceleraíion time) to a slighíiy larger valué.
4. Using a motor larger than the inverter rating may cause an
overcurrenl alarm.
5. Setting valúes 1, 3, 4, and 5 actívate settings in parameters 61-64, which should not be changed. Setting O in
Pr.60 returns settings in Pr.61 - Pr.64 to 9999.
Pr.65 See description of Pr.13.
Pr.66
See description of Pr.22.
Pr.69 Retry function
No. of retries
Retry ¡s not made.
1 ío 1 0 retries
O You can set Pr,68 to the wait time needed after the inverter
alarm is issued and before restan; is executed. When "9999"
(the factory-set valué) ¡s used as the set vaiue, the inverter
will not execute a retry function.
d You can see the accumulated number of restarts made by
f
retry by reading Pr.69. The set valué of "O" erases this aggregate
number.
Notes: 1 The inverter automatically starís operation when the
retry wait time set for Pr.68 has elapsed. When this
function is active, the operator should be aware thai the
motor may start unexpectedly!
2 When íhe reset function is activaíed before restart, accumulated dala, such as data of íhe elecíronic thermai and
the uíilizaíion rate of regeneraiive brake, is not reset (in
the difieren! manner as by power-on reset).
Pr. 70 See description of Pr.30.
Pr.71
Selecting applicable motor
To use an inverter in a constant torque application, set Pr.71
to 20, 21, or 22. This sets the eíectronic thermai overload to
the thermai characteristic of a constant torque motor. Set O,
1, or 2 for a variable torque thermai characrerístic
Pr.71 setting
j
C.T.
0
20
general purpose motor
1
21
inverter duty, TENV or blower cooled motor
2
22
5 poiní characteristic for general purpose motor
Electronic íhermal overioad characferislic
V.T.
VT: Variable Torque Application, CT: Constant Torque Application
Pr.72 Changing of PWM mode
9 The MT-A seríes PWM mode can be changed by using
Pr.72 when trying to reduce the audible sound frorn motor.
Pr. 72 seí valué
PWM mode
0
No acoustic noise tuning
1
Acoustic noise tuning
2 (Note 1)
Sine-wave filter application
Note 1: When the oplíonal sine-wave filter is used, set 2 at Pr.72.
Here, operation is impossible at 60Hz or more when 2 is sei
ai Pr.72.
Note 2: With the optional sine-wave filter, next largest inverter for íhe
motor raíing should be seíected.
Pr.79 - Pr.905
Operation mode selectíon
ñ
The invener operation mode may be operated by external
signal or by the parameter unit. You may limit the operation
mode to one of these two modes, or you may use both
modes.
Operation is enabled by swílchlng beíween íhe parameter uníí
and íhe externa! operation source {the factory-set valué).
Operatíon is enabled only by íhe parameíer uní!.
Set valué 1
Operation is enabled only by the extemal operation source.
Set valué 2
Operation (requency: Set by the parameter unit
Set valué 3 (*1)
Start signal; Externa! slgnal is inpuí.
Operation frequency: Exíernal signal is ¡nput.
Set valué 4 (*1)
Start signal: Input by [he parameter unit
Program operation
Operation start: STF; Timer reset: STR
Set valué 5
Group selecíion: RH, RM, RL
M«ter •ype:
[ImA ull'scale analog Tieler)
^H/ //x
ImA
^
i* 1 FM
"RH Fl
T2
> SD
Set valué 0
The program operation function can set operation events
determiníng start time, rotation direction, and operation
frequency for each of the three selected groups. This function
enables automatic operation in accordance witb the preset
schedule and pattern.
Pr.80
Pulse wiotn Ti: Adjusted üy pf.900
Pulse wkrtn T2: Sal by Pr.55
(Va lid only for Ifwjuencymonilor)
S
• Monitor by using the digital indicator
Pulse train output at the FM terminal can be used for digital
display by the digital counter. The full-scaie valué
described at Pr.54 provides 1440 Hz output. When you select
the operation frequenqr from monitor ítems, the rate of output frequency at this FM terminal can be set for Pr.55.
(Digital indicator)
(EJfgrtal Indica Iton meter}
-
Pr.81
nzn
~^1
1440HZ
FM
SD
r'
Selecting Primary Magnetic Flux Control
IPr.SOl MotorKWrating
HP x .746 = KW
| Pr.81| No. oí motor poles
Nole: The factory-set valué provides the full-scale valué and 1440 Hz of FM output fraquency at 60 Hz and 1 mA.
Pr,901 Terminal AM output calibration
F = motor nameplate írequency
rpm = moíor nameplate base speed
Select magnetíc flux control mode operation by enteríng the
motor KW rating in parameíer 80. Enter number of motor
poles in parameter 81. (factor)' settings of 9999 in Pr.80 and
SI selects V/Hz mode).
Pr.71 must be set to either 20, 21, 22.
The following conditions are required for satisfactory operation
under magnetic flux control:
•motor KW rating equal to or one size smaller than inverter
constant torque KW rating.
• number of poles equal to 2, 4, or 6.
•one motor per inverter (will not work with múltiple
motors)
•wire length between invener and motor not to exceed 100
Ft. (30m).
• load characteristic requires high torque with some tolerance
for deviations from set frequency.
Pr.900 Terminal FM ouíput calibration
The parameter unit can be used to calíbrate the meter connected to the FM terminal. This calibration function is cornmon to all monitors selected for Pr.54.
Terminal FM has a pulse output as illustrated below. When
Pr.900 is set, the parameter unit can be used to calíbrate the
scale of the meter connected to the ínverter, eliminating the
use of a calibration resistor. (For details of the calibratíon
method, refer to the instructíon manual.)
Meter type: (1 mA full-scale analog meter)
This function is used for calibratíon when Pr.54 has been set
to 101 - 118 to select analog output to AM terminal. As
described at Pr.54, the valué has been factory-set so that 10
VDC ouíput is obtained with each monitor ítem in the full-scale
state. With this parameter, you can adjust the output voltage
rate (gain) to graduations of the meter. Note that the máximum output voltage is 10 VDC. (For details on the calibration method, refer to the instruction manual.)
Pr.902 Pr,903 Pr.904 Pr.905
Adjusting frequency setting signa! gain and bias
I Pr.902j Bias for frequency reference volíage signal
[Pr.903| Gaín for frequency reference voltage signal
| Pr.9041 Bías for frequency reference current signal
|Pr.905| Gain for frequency reference current signai
•
You can set any valué for the leve! of output frequency to the frequency secting signal (O to 5 VDC, or O to 10 VDC, or 4 to 20 mA).
-~4~¿.
ram (When input contactor is used)
Illustrates how a contador can be used in conjunction
with the inverter trip relay to control input power. Note:
an interposing relay is used to control the contactor.
Using Rl and SI termináis for control drcuitry, both the parameter
unít and control circuit still opérate continuously when a
unit alarm stop signal is generated. This is useful for holding an
alarm ouiput signal, reading-íault contents, or troubleshooting.
Use the MT-BU brake unit (option) to stop high inertial loads
(GD1) or to make rapid stops. Connect between P-N termináis.
Connea the brake unit control signal to connector (G\6) located
on inverter control PCB.
Signáis such as frequency, motor current, and invener input
power can be output between FM-SD termináis, and AM-5
termináis. (See Pr.54)
Operator can select functíon that receives a reset signal
during an inverter alarm stop. (See Pr.75)
Use the following circuit when three wire conirol is
required.
Fower
200/230 VAC
or 38tV-!50 VAC
SI°P
Farwatd
Muttifuncticn
anatog ouipul
(0-lOVDC)
Noíe:Use step down transformer wiíh secondary volíage of 230V
(or less). Fault relay contaci at B and C is rated 230V, 0.3A max.
Parallel OperatiOIl (One inverter coritrolling múltiple motors.)
• This is a connection diagram showing múltiple motors
operated by one inverter. A three wire control circuit is
used for start and stop operations. Protect each motor
with thermal O/L relays. Connect relay contact signáis to
the JOG/OH terminal. To input this signal, set Pr.17 to "1".
• The number of motors connectable to one inverter ís
deterrnined by the sum total of each motors rated current
times 1.1. This cannot exceed the inventers rated current
valué.
O Magnetic flux vector control mode is nol suitable for múltiple motor applications.
Powei
200-230 VAC
or 3SO-160 VAC
«• Related parameter
External selection Pr.17
Flequer»cy seninc resistor
i
23
i
OperatiOll USÍng 4-20 mA DC CUrrent Signal CAppUcatíon:bu¡Jdíng airflow control system)
Power
200-230 VAC
• Thís example shows how the tetnperature of an air flow
control of che boiler facility can be autornatically controlled
through combined use of an inverter and building controller system.
• The círcuit shows an inverter and line bypass configuration.
Terminal CS function is used for automatic speed search to
pick up a spinning motor when switchíng from bypass to
inverter.
• Automatic transfer to line bypass on inverter fauk is shown
using fauít relay termináis B and C to initiate transfer.
• The 4-20 mA signal (from bldg.controller) or manual voltage
signal (from speed set resistor) can be selected usíng AU terminal.
• Use Pr.75 to change alarrn reset operation. When set, reset
input signal is received only during inverter alarm stop.
F3
E* 380-160 VAC
«• Related parameiers
Restad function Pr.57,58
Reseí selecíion Pr.75
i^- Multitunciion
analog output
(0-10VDC)
Note 1: Use step down transformar with secondary voltage of 23QV
(or less). Fault relay contact at B and C is rated 230V, 0.3A
max.
Note 2: Contactors MC1 and MC2 should be the type that is
mechanically interlocked.
i
Operation (Example: Combined with a PLC)
NF8
Power
200-230 VAC .
Oí 390-460 VAC 'X
• This example shows how multispeed operation is performed
through the combined use of a Mitsubishi PLC (using AY40
transistor output module).
• To prevent a bypass, common terminal 9 of the AY40 module
is aiways connected to PC terminal of MT-A.
• Transistor output signáis (RLJN and IPF) of the MT-A can
select various funoíons using Pr.40 (output terminal assignment).
This output signal is received by an AX40 DC input module.
• Monitoring of various ítems (selected by Pr.54) is possible
using a multifunction analog signal (at AM terminal).
Therefore, combined with a PLC A/D converter module
enables wider applications.
• Multispeed settíng allows a máximum of 7 speeds to be set.
Up to 10 speeds can be set by; using jumper becween termináis 10-2 and adjusting the upper-Iimit frequency setting
(Pr.l), and jumper between termináis 2-5 and adjust the
Jower-limit frequency setting (Pr.2); or by selectíng the JOG
terminal.
Note: AY40 and AX40 modules require externa! 24VDC.
«- Related parameters
Multispeed setting Pr.4, Pr.5, Pr.6, Pr.24, Pr.25, Pr.26, and Pr.27
Máximum/mínimum frequency limit setting Pr.l and Pr.2
Jog frequency/accel/decel time setting Pr.15 and Pr.16
Protecíion functíons snown below are designed to protect the inverter. not Ehe motor. Molor protective funcíions can be actívated sfíould inverter malfunctfon.
Display
Function
Description
Overcurrení shui-off
Protection circuit ¡s activaíed to stop inverter output when outpuí
current exceeds approx. 135% of ¡ts rated current. This ¡s active
during acceleration/deceleratlon and constant-speed operaíion.
(Parameter unií)
(Cfassis LED
oo i* fivenef)
Acceleraíion
OC During Acc
(OC1J
Consten! speed
Stedy Spd Oc
|(OC2)
Deceleration
Oc During Dec
(OC3)
DC fuse blown
Indícales DC fuse has blown. inverter output has síopped.
P-N Eransisíor short-circuíted
Indícales a short círcuit between P and N intemal transistors. Inverter output has stopped.
Either OC1, OC2, and OC3 will be displayed depsnding on whalher 'under
acesia ration", "undei constanl speed', or
"urrier decelaration.'
EFUT*EOCl/2a
EATT-EOC1/2/3
Acceleraíion
Ov During Acc
(OV1)
Constaní speed
Stedy Spd Ov
(OV2)
Deceleration
Ov During Dec
(OV3)
Motor Overíoad
(THM)
Motor
Interna! elect.therma! O/L detects motor overheating and senses cooling capacity
decrease during low-speed operation. A prolection circuit is then activated to stop
Inverter output. When eíther special motors (i.e., multi pole) or múltiple moíors are
used, this function will not provide adequate protection. In this case, protect each
motor with terminal O/L reiays outside the Inverter.
Is activated to protect main circuit transistors using an ¡nverse-íime characteristic
curve when output current exceeds 100% but is less than the rated ouíput current.
Inverter output then stops. (Overload capaclíy; 120%, 60 seconds)
Inv. Overload
(TKT)
Inverter
Is activated to prevent control clrcuit malfunction when a power failure between 15
and 100 msec. ¡n duration occurs. Inverter outpuí then stops. An alarm output contact is opened (between term.B an C) and closed (beíween term. A and C). There
is no alarm ouíput when a power failure continúes for more than 100 msec. Unit
will restart when start signal goes on during power recovery. (The control circuií will
continué to opérate ¡f the power failure is less than 15 msec. in duration.
Inst. Pwt Loss
(IPF)
Control circuít cannot opérate properly when supply voltage decreases. Reduced
motor torque and Increased heating will also occur. Inverter output stops when the
supply voltage drops below 150V (íor 230V uniis) and 300V (for 460V units).
Under Voltage
(UVT)
Undervoltage protection
Brake transistor fault detection
Output stops when a faulí (i.e., brake transistor damage) occurs In the brake circuít. If this occurs, immediately cut ofí all power to the inverter.
Br. Cct. Fault
(BE)
Load-side ground fauít protecíion
Output stops when a ground or ground fault occurs on the load slde of inverter.
Ground Fault
(GF)
Externa! thermal O/L operalion*
Operation stops ¡f a contact inpuí Is received from an exfernal thermal O/L relay or
from a bullt-in motor temperature relay. The ¡nverter musí be RESET for operation
to restart.
OH Fault
(OHT)
Built-in option error
Output stops if a set error or connection faulí occurs when any built-in option ¡s used.
Option Fault
(OPT)
Parameter Error
Parameter Error Stored parameters are abnormal (for example, E2ROM is defecíive)
Parameter Error
(PE)
PU disconnection error
Generated when an abnormalíty occurs in parameler memory. (Example: E2ROM fault)
Corrupt Memory
(PUE)
Retry count over
Output stops when operation cannot reslart wlthin íhe set number oí reines.
Reíry No Over
(RETÍ
CPU error
Output is síopped ¡f timing calculation for interna! CPU Is In error.
CPU Fault
(CPU)
When current flow ¡o the motor exceeds 120% **• of inverter rated current, Increase ín frequency is stopped (to prevent FA-A from overcurrent trip) until the load current decreases.
Frequency ¡ncrease continuously once current flow is under 120%.
OL symbol displayed on
main monitor.
No display
When current flow to the motor exceeds 120% *' of Inverter rated currení, frequency decreases to prevenl overcurrent trip until load current decreases.Set frequency
continuous once current flow Is under 120%,
OL ¡s shown
(during motor rotatíon)
(OLT)
Regeneralive overvolt. age shui-off
Overload
shut-off
(Electronic
llibfinal O/L )
Instantaneous power
failure protection
Accel.
. ,. ...
ConstaníCurrent limit/
speed
Stall prevention F
Proíecíion circuit is activated to stop ¡nverter output when the main
clrcuit DC voltage exceeds the specified valué. This may occur
from regenerative energy in motor braking during accel, constaníspeed operation or from power Une surge voltages.
Decrease ¡n írequency is stopped to prevent overvoltage trip when motor regeneratíve
OL symbol shown on main
energy exceeds braking capacíty Decei. continúes after decrease In regenerative display
energy. When current fíow to the motor exceeds 120%** of inverter rafed current,
decrease in írequency Es stopped to prevent overcurrent trip until the load current
decreases. Frequency decrease continúes once currenl flow is under 120%.
No display
Heal sink overheaí protection
If a cooling fan is defective and stopped or if overheating has occurred due to a
clogged fin, this function protects transistors and halts inverter output.
Heat sink (Fin) overheating
(FIN)
Cooling fan stop
This function indicaíes that a cooling fan is defective and has stopped. This furtcíion
halts inverter output.
Fan Stop
(FAN)
Overírequency shutoff
This function is acíivated Íf the CPU is defectíve and the ouíput frequency Is 5%
beyond the set point. This function halts inverter output.
CPU Error
(OFT)
Decel.
Extemal thermal O/L : operation is active only when externa! Ehennal O/L input selea function is set. CRefer to page 15)
Indícales factory-seí vaJue when current level for stall prevention operation is set at 120%. When changed, stall prevention function operates at the new set valué.
ü Alarm Code Output
With Pr.?6 (alarm code outpuL selection), fault contents can be output as a four-bit digital signal. This signal is output from the inverter using the open collector output termináis provided as standard. Fault contents and corresponding alarm code are shown in the
table below.
Fault Contení
(Protection function)
Output terminal operaíion "
(Alarm code)
LED dísplay on unií
SU
IPF
OL
FU
-
0
0
0
0
0
Acceleration
E. OC1
0
0
0
1
1
Constant speed
E. OC2
0
0
1
0
2
Deceleration
E.OC3
0
0
1
1
3
E. OV1 to OV3
0
0
0
4
Motor protection
E.THM
0
1
1
0
1
5
Inverter protection
E.THT
0
1
0
6
Instantaneous power failure
E. IPF
0
1
1
1
1
7
Undervoltage
E. UVT
1
0
0
0
8
Heat sínk overheatíng
E. FIN
1
0
0
1
9
DC fuse blown
E. FUT/E.OC1-3
1
0
0
1
9
P-N Transistor short-circuited
E. ATT/E.OC1-3
1
0
0
1
9
E. FAN
1
0
0
1
9
Brake transistor fault
E. BE
0
1
0
A
Load-side ground fault
E. GF
1
1
0
1
1
B
1
1
0
0
C
0
1
D
Norma! operation
Overcurrent shut-off
Regenerative overvoltage shut-off
Electronic thermal O/L
Cooling fan stop
External thermal O/L operation
E.OHT
Stop due to síall operation
E.OLT
1
1
Built-in option error
E.OPT
1
1
1
0
E
Parameter memory fault
E. PE
1
1
1
F
1
1
1
F
Parameter unit disconnecíion
E. PUE
1
1
Retry count over
E. RET
1
1
1
1
F
CPU error
E. CPU
1
1
1
F
Cverfrequency shut off
E. OFT
1
1
1
1
1
F
"0: Output transistor OFF
1: Output transistor ON (Common terminal SE)
Notes: 1. Display : When a protection circuit ¡s activmed.LED disptay of main unit automátically selecis display shown on page 24. With. the parameter unit.detailed fauk
contents are displayed on the liquid ciystal display (LCD).
2. Holding alarní output signal : Tnvener control power is losi if the line side A/C contador is tumed off when a protective funaion is activated. Then, the alarm output signa] and display are not maintained. If necessary, use an externa! control sequence with a sepárate power source to hold in the lasi state.
The fault contents are stored even if power is lost. The parameter unit may be used later for confirmation.
Charge lai
NFB
Main power
Notes: l. Phase sequence of control power (R1 and S1) does noí need
to coincide with main power sources (R, S, and T).
2. No alarm signal is output ií main power is tumed off.
3. Turning main power off then on can also reset the inverter.
4. Do not turn OFF control power while the main power is ON.
9 Connecting a sepárate power supply to the control circuir
Remove link and cormect the control power supply to Rl and
SI.
Note: Do not connect to R and S. Doing so may damage invener.
(For details, refer to instruction manuaí.)
Control power
3. Reset: Inverter output stops and remains stops when a proteaive funaion is aaivated. For operation to restan, inverter must be reset.To reset,
either tum ofT and on power or jumper the reset termináis (RES and SD) for longer than 0.1 second. If jumper is maintained conlinously, the
parameter unit displays that operation is being reset. The control power supply may be tumed off and then on to reset the system. When
doing so, first rum the main circuit power supply OFF.
Model
MT-A140-110K
MT-A140-150K
MT-A140-220K
MT-A140-280K
220
165
330
220
420
330
288
216
432
288
547
432
220 (300)
150(200)
280 (400)
Rated capacity
(kVA)*1
Variable Torque
Constant Torque
110
165
80
110
Rated curreni
Variable jorque
Constant Torque
144
106
216
Applicable Motor*2 Variable Torque
kW{HPat460V) . Constani Torque
75(100)
55 (75)
110(150)
120% of variable íorque raíing for 60 seconds
3-phase, 380V to 460V 50/60Hz
Voltage/frequency
3-phase, 380V to 460V 50/60Hz
Allowable voltage fluctuation
323 to 506V 50/60HZ
Allowable frequency fluciuation
±5%
Power supply capacity
Same as ouíput capacity
Control sysíem
PWM control (V/F control or Primary Magnetic Flux Control can be selected)
Frequency control range
0.5 to 400Hz
Analog ¡nput
Digital ¡nput
220 (300)
(Input terminal No.2 10bit/0 to 10V,9bit/Oto5V,
Input terminal No.1 10b¡t/-10 io +10V, 9bit/~5V to +5V)
(Input terminal No.2 12bií/0 to 10V, 11 bit/O to 5V,
0.015Hz/60Hz
(when opíional
ínput terminal No.l I2bit/-10 to +10V, 11bit/~5V to +5V)
T-OPT20 is mounted)
0.01Hz/60Hz (when parameíer unií is used)
Frequency accuracy
Wííhin ±0.2% of the máximum output frequency (at 25°C±10°C)/at analog input
Within 0.01% of the set output írequency/at digital input
Volíage/frequency characíerísíic
Base frequency can be set beíween O to 400 Hz. Consíant torque or Variable íorque pattern can be selected.
Torque boost
Manual and auíomatic torque boosí
Acceleration/deceleraíion
time setting
O to 3600 sec. (acceleration and deceleraüon can be set individually)
Linear or S-shaped acceleration/deceleration mode can be selected.
DC braking
Operating frequency (O to 120 Hz), íime (O to 10 seo.), and voltage (O to 30%) are adjustable
Stall preveníion operaíion level
Operating curreni can be set (O to 120%), presence or absence can be selected
Current limií control
Current ümít can be seí (O to 120%) presence or absence can be selected
—*-Proíection stmcíure, cooling system
Approximate weighí kg (Ib.)
Frequency
setting sígnal
27
75(100)
Output voltage
Frequency
setting
resolutlon
O
110(150)
Overload curren! rating
0.06Hz/60Hz
--cu
o.
144
3 Phase, 380 V - 460 V (max.), 50 Hz/ 60 Hz
Voltage
O
MT-A140-75K
Open íype (IPOO), torced air cooling
40(88)
66(146)
67(148)
115(254)
155(342)
Analog
DCO to 5V, O to 10V, O to ±5V, O ío ±10V, 4 to 20mA
Digital
Use of parameter uniís. 4-DÍgii+BCD or 16-bit binary (when the opíionaí T-OPT20 is used)
Síarí signal
3-wire inpuí for forward and reverse rotatíon can be selected
Multi-speed selection
Up to 7 speeds can be selected (each speed can be set between O to 400 Hz,
Run speed can be changed during operation írom the parameter unit).
Altérnate acceleration/
deceleraron time select
O to 3600 seconds (acceleraíion and deceleration can be set individually.)
Jogging operation seleci
A (JOQ) mode select terminal is provided. *G
Currení input selection
Input of 4 to 20 mA DC frequency setting sígnai (terminal No.4) is selected.
Output stop
Instantaneous shut-off of inverter output (frequency and voltage)
Alarm reset
Alarm retained at the acíivation oí protecíive function ¡s reset.
Operation functions
Máximum/mínimum frequency settings, frequency ]ump operaíion.externa! thermal O/L relay input selection,
Polariíy reverse operatíon, auto-reslart after insíantaneous power failure, commercial power - inverter
switch-over operation, forward/reverse rotaíion prevention, slip compensaíion, and íime/day/speed operation profiles may be selected.
Operating status
Up to four can be selected among: inverter running, up to frequency, instantaneous power failure
(undervoltage), frequency detecíion, second írequency detection, program mode operaíion, during
PU operation, overload alarm, regeneration brake pre-alarm, and electronic thermal O/L pre-alarm.
Open collector output
en
"s
"ro
o. c
3 en
O "to Alarm (inverter trip)
3
Contact output - 10 contact (230VAC, 0.3A, 30VDC, 0.3A)
Open collector — Alarm code outpuí (4 bits)
CL
O
For ¡ndicaíing meter
On parameter unit or
inverter LED
05
O.
W
Q
Additional
display to
parameter
unit only
Select one from: output frequency, motor current (steady or peak valué), output voltage, írequency
set valué, running speed, motor íorque, converter ouíput voltage (steady or peak valué), regenerative brake usage raíe, electronic thermal O/L load factor, ¡nput power, outpuí power, load meter,
motor excítation current. Pulse train output (1440 Hz/íulI scale) or analog output (0—10 VDC).
Operating
status
Select from: output frequency, motor current (steady or peak valué), ouíput voltage, frequency
set valué, running speed, motor torque, overload, converter output voltage (steady or peak
valué), electronic thermal O/L load factor, input power, output power, load meter, motor exciíation current, Integration operaíing time, and regenerative brake use rate.
Alarm
deíinition
Alarm definition is displayed when protective function is activated. 8 alarm definitions are síored.
Operating
status
Presence or absence of input terminal signáis, and outpuí terminal signáis
Alarm
definiíion
Interactive
guidance
Output voliage, current, frequency, I/O terminal staíe immediately before protecíive function is activated
Operation guide, íroubieshooting, graphic display and HELP funcíion
Standard accessory '7
DO reactor ío ¡mprove power factor (insialled separaíely)
Environment
Protecíive/ alarm functions
Overcurrení shutoff (during acceleration, deceleraíion, and constant speed), regeneraíive
overvoltage shutoff, undervolíage, insíantaneous power failure, overload shutoff (elecíronic
thermal O/L), heaí sink temp., ground-fauli overcurrent, output short círcuií, stall preveníion,
overload alarm, brake íransisíor protecíion (wlth MT-BU), fuse off, overfrequency, and cooling
fan stopped
Ambient temperature
-10°C to +50°C (14 to 122°F), -10°C to +40°C (14 io 104°F) when the totally enclosed structure is used.
Ambient humidity
90% RH or less (Noncondensing)
Síorage temperaíure *8
-20°C to +65=0 (-4 to 149°F)
Atmosphere
For indoor use; no corrosive gases, infiammable gas, oil mist, dust or dírt present.
Alíitude.vibration
Below 1000m, 5.9 m/S2{0.6G} orless
Notes;' 1.
'2.
*3.
•4.
'5,
Indícated for rated capaclty oí 440V.
Indícales máximum capacity when íour-pole standard squlrrel cage motor Is used.
% valué indícales rallo oí inverter variable torque raled output currení. For repeated use, allow inverter and motor temperature valué to cool to less than that a
100% load.
Máximum outpuí voliage can be set lo any valué below input supply voltage.
400V series inverton H the supply voltage chartges by +10% or -15% oí 380 - 440V, 50/60Hz, keep íhe short-bar attached between termináis X and XI on the
'6. control card (T-CNT20). K ihe change Is +10% or-15% oí 440 - 460V, 50/60Hz, remove that short-bar. Retarlo the instructíon manual íor details.
"7. Jog operatíon can also be períormed using parameler unit.
"8. This reactor is supplied together with the Invertor. Attach the reactor whenever the Invertor ís operaíed.
Indícales temperatures that can be applled for short periods during transporíatlon, etc.
Selection Guide
-}-
Ñame (model)
Descripiion
Power suppíy capacity
Capacity must exceed kVA described ¡n Rated capacity (KVA) as
shown ¡n standard specifications, page 27.
Line-side main
circuit cable
Selecí proper cable size
Circuit Breaker
Select proper input circuit breaker
Cooling Fan
Install cooiing tan to discharge heaí (generated by inverter and
DC reactor) outside of enciosure.
AC contactor
Select appropriate size AC coníacíor
AC reactor for
power coordination
Install to prevent inverter malfunction ¡f surge voltage is generated
on power line from a thyristor converter or vacuum contacíor on
the same power system. Also ¡nsíall when the supply voltage
imbaiance is greateríhan 3%.
Radio noise filter
(FR-BIF)
Use to reduce noise in the AM radio frequency band which may
be generated by íhe inverter. For use on inverter input side only.
DC reactor for power
factor improvement
Instali the DC reactor specíally designed íorthe MELTRAC-A.
Power factor wili be approximately 95%.
Reactor connecíing cable
Select proper cable size
Brake unit (MT-BU) and This brake unií improves inverter braking capabiiity. Use the
discharge resistor (MT-BR) brake unit in combination with a discharge resistor.
29
Power regenerative
converter
(available soon)
Use when coníinuous or high braking capacity is required and
when operating and stopping high inertial loads (GD2) frequeníly.
This unií is a high-performance brake unií that saves energy by
regeneraíing power back to the power source. Unit advantages
inciude no need for discharge resisiors and significantly cooler
operation.
Sine-wave filter
This filter reduces motor noise. The next largesí ¡nveríer for íhe
motor ratíng should be selecíed
Load-side main
circuit cable
Selecí proper cable size
Installatíon
Ilistofperipherals
Thís table ís based on motors usíng Mitsubishi's standard design. íNote 1 )
Volíage
Fuseless
breaker (Note 2>
Electromagnetic
contactor CNote 3)
MT-A140-75K
T75MH
175A
NF225 225A
(NF225 225A)
S-K100
(S-K150)
(130A) (140A) (160A)
60
60
60
MT-A1 40-11 OK
T50MH
270A
NF225 225A
(NF400 300A)
S-K150
(S-K180)
(157A) (174 A) (192A)
60
60
80
110kW(l50HP) MT-A140-110K
T50MH
270A
NF225 225A
(NF400 350A)
S-K180
(S-K220)
(190A) (205A) (233A)
80
80
100
MT-A140-150K
T36MH
350A
NF400 400A
(NF400400A)_
S-K180
(S-K220)
(230A) (235A) (282A)
100
100
100
150kW(200HP) MT-A140-150K
T36MH
350A
NF400 400A
(NF400 400A)
S-K300
(S-K300)
(260A) (285A) (31 8A)
125
125
150
MT-A140-220K
T25MH
530A
NF400 400A
(NF600 500A)
S-K300
(S-K400)
(278A) (305A) (340A)
125
150 2X100
185kW(250HP)
MT-A140-220K
T25MH
530A
NF400 400A
(NF600 500A)
S-K300
(S-K400)
(322A) (350A) (395A)
150
150
2x100
200kW
MT-A140-22QK
T25MH
530A
NF400 400A
(NF600 600A)
S-K400
(S-K400)
(348A) (375A) (426A)
2x100 2x100 2x100
220kW(300HP) MT-A140-220K
T25MH
530A
NF600 500A
(NF600 600A)
S-K400
(S-K60Ü)
(383A) (41 OA) (470A)
2x100 2x100 2x100
250kW(350HP) MT-A140-280K
T16MH
672A
NF600 600A
(NF600 600A)
S-K600
(S-K600)
(435A) (460A) (533A)
2x100 2x100 2x125
280kW(400HP)
T16MH
672A
NF600 600A
(NF800 800A)
S-K600
(S-KSOO)
(487A) (51 5A) (596A)
2x125 2X125 2x150
Applicable
inveríer íype
75kW(100HP)
90kW(125HP)
(Note 6)
132RW
400V
to
460V
Wire(mmz)CNote4)
(accessory)
Variable torque
motor ratina
160RW
MT-A140-280K
DC reacior
R.S.T
u,v,w
P.P1
Exhausí ían
(reíerence) (Note 5)
PF-25ASD
10100/110V
50/60HZ
12mVmin
3mmAg
Suction port,
500x500mm
ormore
PF-30BSD
10 100/11 OV
50/60HZ
20m3/min
4mmAg
Suction port,
5QOx500mm
or more
Notes: 1. Motors of 75 kW or more are basícally custom-made. Their characíerisíics depend on the number of poles, the protecíion form, and the manuíacturer.
Check íhe specífications oí the motor actually used.
2. Types ín parentheses are applied when devices are run on commercial power, Select an Interruption capaciíy that Ís suitable for the short-circult capacity
of the power source. To use a leakage breaker. selecl one that accommodaíes harmonio surges and has a sensitivity curren! oí 100 to 500 mA.
88H
3. The model in parentheses ís the contactor to be used on the motor side when run on commarclal power.
4. For cables outslde the panel (R, S, T, U, V, and W), a larger slze may be selected than lísted in thls table depending on the cabling conditlons and the
cabling dlstance,
5. An exhausl ían Is needed to dlscharge heat generated ¡n the panel. Select a fan that can próvida an adequate exhaust air flow takíng ínto account the
pressure ioss causad by the fílter at the ínlet port.
6. HP rating is only at 460V.
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ES
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frí
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u
i
Computer link
S PLC link
Parameter unií
w
S m &S&
«fia¡Si
^^^HM
i
i
g
!
i
H3 ™^ffl^™
Applícable
inverter
T-OPT20
» 16-bit digital input * Relay ouíput (íour)
© Extended analog output (one) • PLG íeedback control
® Frequency command 12-bit A/D converíer built-in
T-OPT21
9 RS422 and RS485 serial communicaíion interíace
• PLG feedback control
T-OPT22
9 A Series MELSECNET/MINI-S3 (íiber opiic)
» PLG feedback control
FR-PU02E
English parameter unit.
Common in
all módels
9 This reactor ¡s needed when íhe raíio of power supply
capacity to inverter capacity is ten or more, and if any of the
following applies:
Depends on
O When the same power supply contains a íhyristor converter load inverter
O When the power factor capacitor is íumed on/off on íhe power capacity
supply side
O When the suppíy voltage fluctuates by more than 3%
0)
CL
>>
FR-BIF
Radío noise filíer
Used to reduce radio noise
Common to
all módels
FR-BLF
Reduce radio noise
Parameter unit connection cable
FR-CBL
Cable used for external use of parameter unit wiíh ¡nverter
Brake unií
MT-BU
Used to ímprove the braking capaciíy oí the inverter.
Resistor unit
MT-BR
The brake unit is used in combínation wiíh íhe resistor unií.
MT-RC
A high-performance brake unit that saves energy by regenerating power generaíed by íhe motor during braking.
ni Une noise filter
CL
QJ
CO
I
i
Descripíion
AC reactor íor proper power
coordinaron
S
"S
i
1
3my3m
Model
w I/O Function
1
m I
S
i
B3
Ñame
c
_o
"o.
o
"ro
E
.2
i
in
i
II
¡HBjiH
Srai
Power regenerative converter
(available In the
nearfuture)
Depends on
¡nverter
capacity
Built-ín options
One option card can be mounted ínside the MT-A. Each card has múltiple ftjnaions as shown below.
Funciion
Option ñame
PLG feedback
control
16-bit digital
ínput
12-bit A/D
converter
Relay outpuí
(four)
Extended analog
outpuí (one)
T-OPT20 (I/O function)
V
V
V
V
V
T-OPT21 (Computer link)
V
T-OPT22 (PLC link)
V
Computer link
(señal communicaíion)
V
V
Built-in Options
Unit : mm (inches)
Parameter unií FR-PU02E
12(0.47)7(0.27)
T-C)P r20,T-OPT21,T-OPT22
•*-
20(0.79)
n
•*•
•*-
Co inector
T amiinal
block
en
n
70(2.76)
Usa screws whose tength does
no! exceed íhe efl&clive deptn
oí PU's mounüng screws.
CJ
(M
4-
4.
4-
Panel cut-out dlrr«nslons
\'
These options can be
mounled on Invetier as Is.
Panel cut secllon
79(3.11)
Mounllng dlmenslons as s«en
from PU su tía ce.
31
MELSEGNEÍ/MINI-S3
interíace(PLC Link)
(0.94)
(¡nenes)
'
Unít: mm (inches)
Outerdimensions
Ñame (model)
Red WhHe Blue
Connection
Gre«n
Leakage curran!; *• mA
NFB
loRadio noise fllter
FR-BIF: 200 V class
FR-BIF-H: 400 V class
29
,-
(1.14)
(1.14)
53(2.28)
29
44(1.73)
(0.28)
Noles; 1 Cannol be coonected lo toad sWe o( invener
2. Use shortesl wite possWe and connect lo Invener
terminal block
NFB
Une noise íilter
(FR-BLF)
Ñolas: 1 Wind wite - or more times wilh esch phase In the
same direclton.
Parameler unit cable
(FR-CBL I I)
Mode!
Stralghl type
L-type
Length í
Unit : m (n)
FR-CBL01
FA-CBL-Ll
1 (3.2)
FR-CBL03
FA-CBL-L3
3 (9.6)
FR-CBL05
FA-CBL-L5
5(16)
The cpnnector on ¡he parameler unri slde oí an L-lype cable
can al&o be secured by means oí tha screws piovided
3
Precautions
Operation
i When a contactor is installed between the inverter output
and the motor, be certain the inverter is at O frequency
before the contactor Ís opened, or the voítage spike from
the collapsíng motor field could damage the inverter.
• A protectíve function actívales to stop inverter output when
a fault occurs. However, the motor does not suddenly stop.
If an emergenq' stop is needed, a external mechanical stop
must be provided.
i Discharging of capacitor takes some time even if the power
¡s off. Make sure the charge lamp on the control board is off
before inspeoion. Use meter to check whether voítage has
dropped.
i Inverter operation generates more motor noise than acrossthe-line operation.
Wiring
i Inverter Ís severly damaged if power is appfied to its output
termináis (U, V, and W). Careftilly recheck wiring prior to
tuming power on.
i P, Pl, and N termináis are ONLY used to connect dedicated
options. Also, do not jumper power terminal 10 for frequency setting and common terminal 5.
a Connect DC reactor (DCL) between P and Pl.
B Allow suífícient space between main and control circuits.
• (Important!) It Ís essential the inverter be grounded.
Installatíon
a Do not install where exposure to oil mist, dust, or dirt ¡s
likely. When placing in control panel, determine cooling
fe- system and panel dimensions so that the ambient temperature of inverter does not exceed allowable lirnits (see page
27 for specified valué). Mouming the heat sínks externaÜy
will aílow for much smaller enclosures(see page 5).
B Some parts of unit may reach high temperature. Do not
install near any fiammable materials (i.e., wood). InstaU in
an upright position
B Mount inverter only in the vertical position.
-r- Settings
The parameter unit enables settings for high-speed
operation at 400 Hz (máximum). If settings are erroneous,
operauons may be dangerous. Set the upper limit using an
upper-limit frequency set function.
(The máximum frequency during operation from an extemal
input signa! is factory set to 60Hz. The PU operaüon is set
to 120 Hz.)
Brake duty (Pr.70) of regenerative brake used is set only
when an optional brake resistor is used. This function is
used to protect the resistor from overheatíng. Make sure
that the duty cycle of the brake resistor used does not
exceed the allowable valué.
DC injection braking time and voítage are adjustable.
Increasíng these valúes above the factor}' standard settings
may cause excessive motor heating.
Set base freque'ncy'CPr.3) and base frequency voítage (Pr.19)
to motor's corresponding ratings.
33
Power requírements
i An excessive peak current can flow through the power
input circuit if connection Ís made just under a high capacity
power transformer. This may damage the inverter. In this
case, install optional AC reactor for power coordlnation.
(kVA)
110 165 220
330
Inventar caoacity
420
kVA
\Vhen a voítage surge or spike is generated in the power
system, the energy flows to the inverter. The unit will display E.OV1, E.OV2 or E.OV3 and possibly stop. In this case,
also install optional AC reactor.
8 Selection Precautions
inverter capacity selection
¡ Choose the appropriate inverter such that the total of the
motor or motors rated current does nol exceed the inverter
rated output current.
i Even for light ioads, do not select an inverter whose capacity is less than connected motor rating.
Motor starting torque
i The staning and accelerating chara cíeristies of an inverter
dríven motor are limited by the inverter overload current rating. The torque is lower than when using across the line
cornmercial power. íf the torque boost adjustment Ís insufficient for the required higher starting torque, select an inverter that is one level higher in capacity.
Acceieration/deceíeratíon time
i The acceleration/deceleration time of a motor ¡s determined
by its torque characteristics, load torque that if generates,
and the load moment of ¡nenia (GDZ).
i Acceleration/deceleration time may increase when the current limit or stall preventive function is activated. Adjust the
acceleration/deceleration accordingly.
i To make the acceleration/deceleration time shorter,
increase the torque boost valué or improve the capacity of
inverter and motor (an excessively high boost valué activates the current limit function during start up and may
lengthen the acceleration time). To make the deceJeration
time shorter, add a BU brake unit with resistor, or the FR-RC
power regenerative converter.
B Selecting and installing circuit breakers
9 Radio interference
To proiea wiring on the primary side of the Ínverter, ínstaíl a
fuseless breaker (NFB) on the power-receívíng side. The NFB
you use depends on the power factor of the inverter's power
supply which, ¡n tum, vanes with the supply voltage, output
frequency, and load. To select the NFB, see page 30. In particular, the operaüng characteristics of the fully electromagnetic
NFB are affecred by harmonic currents. To avoid this problem,
you musí choose an NFB with a Jarger capacity.
The input and output of the inverter main circuit contain higher
harmonic components that may interfere with communication
equipment (such as AM radios) and sensors that are being used
cióse to the invener. You can reduce interference by anaching
a radio noise filter FR-BIF (special for the input side) and a líne
noise filter FR-BLF to the inverter.
B Handling the primary electromagnetic contactor
The ínverter does not require an input contactor for operation,
however, a contactor may be used if desired. Refer to page 23
for wiring ínformation. The diagram shows the contactor^ponnected as an enable/disabie device in dynamic brakíng. Note
the run command is initiated at terminal STF, and not by pickíng up the input contactor. Sorne applications, mainly HVAC
and pumps, may require an input contactor be used in con¡unction with the run command as shown on page 34 in a
bypass applícation. This is justifíable because this application
does not require frequent start stop commands, only once a
day or once a week. Avoid using an input contactor to execute
start, wherever possible, because it is an unnecessary exercise
of the soft charge circuit which takes place whenever input
power is applied.
B Wire thickness and length
When the wiring distance between the inverter and the motor
is long, the voltage across the main circuit cable drops, especially for low-frequency output, and causes the motor torque to
drop. Use thicker wires between the inverter and the motor so
that the voltage drop is 2% or less.
To connect the inverter to a parameier unit that is separated
from the inverter, use a special connecting cable (optional).
For remote operation through analog signáis, the control líne
between the operation box or operation signal and the inverter
rnust be 30 m or less. Lócate wires away from the strong electrícal círcuits (the main circuit and the relay sequence circuit) to
prevent induction from other equipment. To set frequency not
with the parameter unit but with an external volume, use
shielded or twisted wire, as shown beiow, and connect the
shield to Terminal 5, not to the ground.
9 Handling íhe secondary electromagneíic contactor
You should generaily not install an electromagnetic contactor
between the Ínverter and the motor and turn the Ínverter on &
off during operation. If the Ínverter is tumed on during operation, a large rush current flows in the Ínverter, and the Ínverter
may stop running due to the overcurrent. If an MC is used to
swítch to the commercial power, the MC must be swítched
from ON to OFF (Ínverter circuit) or from OFF to ON (commercial power circuit) only after the Ínverter and the motor have
stopped. (If the commercial power switch function (Pr. 57 and
58) is used, the MC can be switched from OFF to ON when the
motor is in free run.)
Frequency
B Instaliing the thermal relay
To protect the motor from overheatíng, the ínverter has a proteaive function that uses a built-in eiectronic thermal relay. If
one ínverter is used to opérate more than one motor or a multípolar motor, install a thermal-driven thermal relay (OCR)
between the Ínverter and the motor or motors. In this case, set
the electronic thermal relay in the Ínverter to O A and the thermal-driven thermal relay to 1.1 times as large as the current
valué on the motor's ratlng nameplate.
B EJimínating the capacitor for enhancing the
. power factor (phase-advance capacitor)
The power factor-enhancing capacitor and surge breaker on the
invener output side may be overheated and damaged by the harmonic component of Ínverter output. In addition, an overcurrent may flow in the Ínverter and set off the inverter's overcurrent protection device. Therefore, do not install any capacitor or
surge breaker in the Ínverter. Since the invener comes standard
with a power-factor-enhancing DC reactor, the power factor of
the power supply ¡s approxímately 95%. This eliminates the
need to instaíl a phase-advance capacitor.
Frequency £enir>g device
B Grounding
High-speed switching of the inverter increases leakage currents more than during commercial power operation. Be
sure to ground inverters and motors. Use the ground terminal of the inverter to ground the invener (do not use the
invener case or chassis).
ÍHÍ&$
' '!>.Ufo,^Q'.*. i'yj.
.#v
FX-16EX
FX-8EX
FX-8EYR
mtm POWER
m
VcfVr c6inpjct,>i¿) no wasic <jf panel "spa«¿
,.v- '-.' - .
kO | X2 i Xa I X6 I X10_!_X12_1_X14_J_X16J
j X20I X
XI ¡ X3 j XS j X7 | XlTl X13J X1S | JÍ7 j
¡ X21
i
_ _
__
| Yll i Y13 IfKWI Y15 | Y7 |
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!-' '.."-..
;-
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' - . - . . •-- " -
- '' "-' , r >
iMaximum 256 I/Os
•
Unit type programmable controllers (PCs) are popular because of
their simple, all-in-one construcción, but suffer from some limltatíons on I/O expansión. Modular types, on the other hand, allow
flexibility but are cumbersome to handle and usualíy involve a
lengthy and tíresome selecüon process.
The FX eliminates these problems by combining the simplicity
of the unit type with the expandability of the modular type.
The avañability of a wide range of model types with up to 256
I/Os greatly facilitates the selection of the most appropriate, most
económica! configuration for a particular application.
For those who require a degree of flexibility, the addition of
slim extensión blocks provides easy expansión of I/Os. Sínce
these extensión blocks are avaiíable in various types, you can
freely combine transistor outputs winh relays or triac output types.
•Constructíon
Base Units ; '
The base units contain txiép.ro<:essor).Ínputs, outputs, memory,
and the power supply for the s'ensors and the extensión blocks.
Extensión Blocks
•
Modular I/O extensioa blocks are used to increase the number of
I/Os or alter the I/O type. They save the cost óf an extra power
supply since current is drawn'from the base unit or án extensión
unit.
"
' v - - .
•' " '
Extensión blocks come complete with connection cables.
Extensión Units
Used for expanding the number of I/Qs,' these units come with
a built-in power supply that can provide power to extensión
blocks for further expansión.
»- A 650mm (25.59") and a 55mm (2.17") extensión cable are
the extensión units.
Note; Although all base units are supplied with an installation
manual, the FX-HANDY-A comprehensive manual is necessary for programming.
Extensión Blocks
¡
1—
•EXAMPUE
40 I/O SYSTEM (24in, 16 out)
64 I/O SYSTEM (40in, 24 out)
•AC POWERED BASE UNITS (100 to 240VAC)
\
Models
Inputs
(24V DC)
Outpuís
104 I/O SYSTEM (60m, 44 out)
¡EXTENSIÓN BLOCKS
Max. Ext.
Block I/O
Models
Relay Outputs
Transistor Outpuís
FX-16MR-ES/UL
FX-16MT-ESS
8
8
16
FX-16EX-ES/UL
FX-24MR-ES/UL
FX-24MT-ESS
12
12
16
FX-8EYR-ES/UL
FX-8EX-ES/UL
Inputs (24V DC)
Outputs
8
—
16
__
Comment
Inputs only
—
Inputs only
8 relay
• Outputs oníy
FX-32MR-ES/UL
FX-32MT-ESS
16
16
16
FX-8EYT-ESS
—
8 trans.
Outputs only
FX-48MR-ES/UL
FX-48MT-ESS
24
24
32
FX-8EYS-ES/UL
—
8 triac
Outputs only
FX-64MR-ES/UL .
FX-64MT-ESS
32
32
32
FX-16EYR-ES/UL
—
1 6 relay
Outputs only
FX-80MR-ES/UL
FX-80MT-ESS
32
FX-16EYT-ESS •
. '—
1 6 trans.
Outputs only
—
16 triac.
Outputs only
4
4 relay
•
40
.
40
.
FX-16EYS-ES/UL
FX-8ER-ES/UL
Model
Inputs
Outputs
Max. Ext. Block I/O-.
FX-32ER-ES/UL
16 (24V DO)
16 relay
1 e""-:. -. -v -•-
l -FX-48ER-ES/UL
24 (24V DC)
24 relay
32
FX-48ET-ESS
24 (24V DC)
24 trans.
32
Inputs & Outputs
•Main Product Line-up
BASE UNITS
EXTENSIÓN BLOCKS ,Th<SSdraw power from the base unIts.
FX-16M(R,T)
FX-24M(R,T)
FX-8EX
INPUT: 8 pts.
OUTPUT: 8 pts.
FX-32M(R,T)
INPUT: 12 pts.
OUTPUT: 12 pts.
'1FX-8EY (R, S,T)
INPUT: 8 pts.
OUTPUT: O pts.
FX-48M (R,T)
INPUT: 4 pts.
OUTPUT: 4 pts
INPUT: O pts.
OUTPUT: 8 pts.
FX-16EY(R,S,T)
INPUT: O pts.
OUTPUT: 16 pts.
INPUT: 16 pts.
OUTPUT: O pts.
INPUT: 16 pts.
OUTPUT: 16 pts.
FX-8ER
INPUT: 24 pts.
OUTPUT: 24 pts.
EXTENSIÓN UNITS
FX-32ER
FX-64M(R,T)
INPUT: 32 pts.
OUTPUT: 32 pts.
INPUT:32pts.
OUTPUT: 32 pts.
FX-48E(R,T)
FX-80M (R,T)
INPUT: 40 pts.
OUTPUT: 40 pts.
INPUT: 24 pts.
OUTPUT: 24 pts.
3£TB3*
j'^íítSi^
• Other Models
24V DC Powered Units
120V AC Input Units
Models
Inpuís
(120V AC)
Outputs
(relay)
Max. Ext.
Block I/O
Base
Units
FX-24MR-UA1/UL
FX-48MR-UA1/UU
FX-64MR-UA1/UL
12
24
32
12
24
32
16
32
32
Ext.
Block
FX-8EX-UA1/UL
8
—
—
Ext.
Unit
FX-48ER-UA1/UL
24
24
32
'
Models
Inputs
(24V DC)
Outputs
(relay)
Max. Ext.
Block I/O
Base
Unte
FX-24MR-DS
FX-48MR-DS
FX-64MR-DS
FX-80MR-DS
12
24
32
40
12
24
32
40
16
32
32
32
Ext.
Unrt
FX-48ER-DS
24
24
32
FX-20P-E Programming Panel
Thís simple hand-held panel with menu-style function selection
¡s perfect for the beginner, yet greatly boosts the effíciency of the
professional. With its buílt-in memory, it can not only monitor
and test equipment on the shopfloor, but can also serve as a
program transporten
An FX system cassette and a 1.5m (4.92 ft) transfer cable are
províded as standard.
Features
• A clear, bríght backüt LCD screen.
• Tough, durable rubber stroke keys.
• Memory backup capacitor safcguards data for up to 3 days,
• Off-line programming capabilicy with optional power adaptor.
• Enables programs to be transferred to other peripherals.
• Special atEachments for writing to EPROMs and to Fi/Fa programmable controllers.
Insírucí
FX-20P
LOAD
MITSUBISHI
[ LDll
LOAD 1NVERSE
Ladder Symbol
Function
i
ii
HXYMSTC
f —~i !
1 >"
ir
f—s""i
^
1
'
11
II
XYMSTC
1
'
Normally-open start
coníact.
Normally-closed start
contad
AND
H1l
uII
XYMSTC
C
k
1
> 1
'
Normally-open
contact ¡n series.
fAÑTI
AND 1NVERSE
Ht1
¡r
-<r
XYMSTC
f<s—
—""ij 1
Normalíy-closed
contact in series.
POR""]
M
| AND]
OR
j ORÍ j
OR INVERSE
| ANB]
AND BLOCK
IQRBI
OR BLOCK
foDfl
OUTPUT
(^5 |
" '
Normally-open
contact ¡n parallel.
1 I'
1 U^J XYMSTC •
^T^
Normally-closed
contací ín parallel.
1
I
Í-J XYMSTC
ii
<%>
n
!
UíJ LÍÍJ ° '
f —i I
Serial connection of
círcuit blocks.
1 11n IIii
MI—II—'
<vf —
—J-> i!
Paralleí connection
oí circuh blocks.
e
Ouíput coil
Hl
II
" YMSTC
1
[NOP ¡
NO-OP
| SET |
'
^
C->
1'
1
Not displayed
No-operatíon.
**s
YMS |
1
| RST |
11
1SET|
|
1!
1 RST [ YMSTCD (-(
Latched output
drive OFF.
|
11
fPLSl
YM
1
1
Pulse output
(OFF-*ON trigger)
1
1 PLF ]
YM
|
1
Pulse output •
(ON-+OFF trigger)
11
1 MC | N - | YM1-|
Beginning of master
control.
IMCRI N i
End of master
control block.
RESET
| PLS |
PULSE
| PLF |
PULSE (F)
j MC [
MASTER CONTROL
Latched output
drive ON.
'
|
SET
|
IMCR |
MC RESET
1
|MPS |
RESULT STORE
MPS/
Wutti-coil circuit
connection
instrucíions.
|MRD[
RESULT READ
|MPP |
MRDX
Mpp/
j
RESULT CLEAR
| £ND|
END.
End of program.
Capabilities of the Hand-Held
Programmer
• On-line Functions
P r ogrammiag
• Instructions can be written and changed directly on-Iíne, eliminating tíreseme program transfers.
• Helpful editing and search functions are provided.
• Programs can be stored to EEPROM cassettes from the controller's RAM memory.
Monitoring
. ,
*¿-.T
• ON/OFF status of contacts and coils and timer/counter 'dájta ;?§£:
monitoring.
.
" - • - ' - • '':••] "~':*fr
• Dynamic step-ladder monitor tracks the sequericeflow,and dis- :~;
plays the active state number.
". '.:.-'',;--. : ' ; '!>• . ' Víík
Testing
-"
:••..-. ;
' •
' - • ' ' / : • , > • ' *\ Outputs and other devices can be forced ON/OFF during STOP
and RUN mode operauons.
• New data can be written to the timer, counterand other word
devices.
FX-20P-E
• Off-line Program Creation
The FX-20P-E can perform Off-line programming, drawing power
either from the FX or from the mains supply using the optional
power adaptor.
FX-20P-ADP-E Power Adaptor Kit
This kit contaíns a cable which allows the FX-20P-E to be
connected to an external power supply. This kit also contains
an adaptor which allows the FX-20P-E to be connected to a
personal computer for program transfer. An externa! power supíply (FX-20P-ADP-PWR) is required to power the adaptor and
FX-20P-E.
RS422
to
RS232C
Converter
•ROMWriter
EPROM cassettes are often preferred for reliable, maintenancefree operations. "When attached to the FX-20P-E, the optional
FX-20P-RWM module allows the transfer of programs to and from
EPROM cassettes. EEPROM memory cassettes can also be used.
Both EPROM and EEPROM cassettes are optional accessories.
FX-20P-RWM
FX-20P-E
• Programming for the Fi, F2 Series
The FX-20P-E can also be transformed into a programmer for
Mitsubishi Fi and F2 series programmable controllers by means
of the FX-20P-E-FKIT, which consists of a plug-in interface
module and an alternad ve system memory cassette. Simple Fi
and F2 programs can also be converted for use with the FX.
FX-20P-E-FKIT
FX-20P-FIM
Fi, F2 ¡nterface module
FX-20P-MFA-E
Fi, F2 ROM cassette
FX-20P-MFA-E
FX-20P-FIM
•The ProfessionaTs Package
MEDOC is an IBM-based software package for developing and
documentíng neat programs for use with the FX and other
Mitsubishi programmable controllers.
Tidy, well documented programs can elimínate many unnecessary errors in the initial development stage. The software also
enables changes to be made more easily and quickly when adapting a pre-written program to new applications.
Personal Computer Requirenients:
(1) IBM AT or 100% compatible.
(2) MS-DOS operatíng system, versión 3.2 or higher.
(3) 640 kbyte RAM, mínimum 10 Mbyte hard disk capacíty.
IBM AT ¡s a rcgisicrcd tradcmark of the Intcmatkmal Business Machines Corporation.
MS-DOS ís a registered itadcinark of Microsoft Corporattan.
tetáffilsl iflffirifl Iklalalal fifi
•Comment Registration
The FX Ís capable of storing device ñames and explanatory
comments when the program ís transferred from the personal
computer. Wíthout this informadon, the task of debuggíng
would be extremely diffícult, even for the program's designen
Other Features
• User-friendly menu-driven functions.
• Full-time help facíiity provides an explanation at any stage of
^ any process.
''•Simple graphical ladder and dírect instructíon list programming and monitoring capability.
• Programming duríng RUN aílows changes to be made to the
program without havlng to stop the machine.
• Powerful moving and copying utílities and time-saving editíng
functions.
• Extcnsive professional prinu'ng capabüities provide printouts
of ladders, lists, device ñames, comments and program explanations as required.
• Easy primer setup routines to help the beginner.
HBR
•GraphJ.cal Ladder and Instructicm List
i,
Programming, monitoring and on-line testing can be done in
graphical ladder or instruction list form:
Pro granuning
Irrespective of whether they are created in the form of instructions or graphical ladders, programa can be viewed in both forms.
All comments can be displayed with the programs.
Programming During Run
A section of the program can be edited while the FX is in the RUN
mode.
Monitoring
All the FX's devices, including ¡nputs, outputs, timers and data
registers, can be monitored. The use of color makes the ON/OFF
stares easy to distinguish.
Testing
Forced ON/OFFs of individual I/Os and data changes are possible
while the system is running. Adjustments of timer constants and
counter settings, etc., can also be performed while the system is
running.
E
•Well-Documented Printouts Save
Development Time
** To elimínate unnecessary errors and save a great deal of debuggíng time, it is advísable to structure your programs and document
them with comments. When a program is easy to understand,
there is less Hkelihood of süly mistakes.
Device ñames that appear next to the contact or coils in the
ladder can be included, aíong with block text between ladders
that explaín each of the functions of each routine.
•Extensive Help Menus
y Context-sensitive help menus are available at any time. The help
screens are not just cold definitions but give advice and tips on
how best to use each function and what steps to take next. In
particular, they are designed to guide even the fírst time user
smoothly through the software without going through the laboríous task.of studyíng lengthy manuals beforehand.
Once the basic functions have been mastered, you will want
to be able to access various functions quickly without having to
change screens and go back and forth from menú to menú. The
hot-keys shown in the sub-menu are designed for just this
^purpose.
•Text Editor
In addítion to providing a title page and text comments, MEDOC
comes with a text editor which allows easy input of job specifícations, background introduction, improvement detailsand other
notatíons which greatly facilítate the task of updating the program at a future date.
Functions
Essemíal functions such as wordwrapping, text copying, search
and replace are available to speed up the programming process
and give the project that professional finish.
IBMor
IBM Compatible
•Employs the Widely-Accepted Relay Logic
Ladder Diagram
All over the world, engineers are using relay ladder diagrams to
program their machines because they prefer their easy-to-understand graphical representations of real life contacts and coils.
Sínce the FX employs the popular relay logic method for programrning, its appeal is broad and it is finding applications in
varíous machines in the factory environrnent.
•Easy to Leam
|f. Thanks to its easy-to-understand ladderprogramming and simple
I wiring, the FX can be used by anyone with minimal experience
i' of relay logic in the ffeld of mechanical relavs.
&•
Intemal devices sücn as input relays, output relays and timers
'*£'are.cíearly separated. by the letters X for ínputs (XOOO), Y for outf ; puts.ÍYOOl)andf foriimers(TOOl), ,
!'The FX is a self-contained unit with a built-in power unlt and
input/outpüt modules. Tríereis no worry over the cost of base
piales or externa!, .power ünits because power to the inputs can
be spurced from thcFXÍtsel£: '
just cpnnectyour input switches and output loads and you're
[ ready-to-teist.yoursystém. You don't need to be a programmable
i controller engíneer to use the FX. Its simplicity is what makes it
^750 versaüleand accounts for its popularity even among mechanií 'cal engineers"and.engineers of other'fields.
•Instruction List
Although the control of each output is defíned by its contacts and
connectíons in the relay ladder, the programmable controller
does not store these contacts as a graphic component. Instead,
in a more efficient way, the MEDOC software translates these
graphic components and their connections into instructions
whích the FX in turn executes.
Alternatively, instruoions can be input directly into the FX vía
the simple hand-held FX 20P-E programmer. Since these machíneoriented instructions can be immediately executed by the FX, the
result is high performance and fast response.
Other Elements
• States:
For sequence control by step-ladder.
• Annunciators: For alarmflagsand self-checking circuits.
• Subroutines: Blocksof ladder tobe called undercertain conditions. This allows good structured programming.
•Jumps:
Uses labels for Jump destinations in the program.
Basic Elements
•Data Registers: 512 POINTS
•Timers: 256 POINTS
Data registers store numeric inputs, recorded measurements,
arithmetic, parameter tables and other numerical data. The manipulation and arithmetic functions can handle 9-digit numbers
comfortably.
These are divided up to provide different timing units as follows:
lOOms: 206 points O.ls to 3276.7s
lOms: 46 points O.Ols to 327.67s
Ims:
4 points 0.00 Is to 32.767S
• File Registers: 2000 POINTS
•Retentive Timers: 10 POINTS
Retentive timers are available to measure the sum of the ON periods of an input. This is particularly useful in applications where
energy conservation is required.
• Counters: 256 POINTS
16/32
>' '
Bit:
The standard l6-bít counters allow counts of up to 32,767, while
the 32-bit counters are more thah capable of handling 9-digit
valúes.
•
' ..
Memory Retain:
.
Some of these counters are battery-backed so that they do not
lose their valúes when there is a power break—a very important
factor in data recording and auto-recovery systems.
These serve as backup or additional storage for the data registers
in applications where a large amount of data must be stored.
Possible applications include the storage of position data and
parameter timer valúes for injection molding machines.
•Auxiliary Relays: 1024 POINTS
These are general purpose ¡nternal relays for intermedíate control between ladder blocks. 524 of these are battery-backed type
relays.
•Special Relays
These relays provide various predetermíned functions such as
dock signáis, ñags and status information.
• Sequence Control by SFC
IEC standardized SFC (sequential function chart) is a sequence
design method for appücations where outputs are controlled
according to a sequence of evems or inputs. Thís sequence may
be a simple Une oflights turníng ON one after another or it may
be a complex muki-loop system. Typlcal exampies are traffíc light
systems or conveyor operations.
Graphic Chart
The SFC is superior to the simple ladder in that ít allows each
event to be easily followed from the graphic chart. The interconnections and conditions between these events are also clearly
visible so that machine operations can be observed frorn an
overall systems víewpoint.
Advaiitage
*' -Thís system offers an advantage in that when you start conft ¿»3ideríng the lower level controls of outputs from each event, you
f can loofc át each event in isolation from the other events in the
program. There is no need to worry about doubie coi! outputs
or the order in which instructions are wrítten because the orüy
ladders operating are the ladders witnin the event that is currently
occurring.
And sínce thls is the only área you need to consider at any one
time, you can break down any complicated system ínto a seríes
of short, simple single-event ladder programs that can be undertood by even a beginner.
•SFC vía Stepladder
The amazing thing wíth this wonderful method of programming
is that it is really j'ust a graphical interpretation of our very own
original stepladder designed nearly eight years ago and incorporated in ourFi/F2 series.
Wjth justjhe addition of the two stepladder instructions, simple standard relay ladders can be turned into complex sequences
with multi-loop capabilities. And since each event can consist of
¿{nothing more than a simple ladder, programming by SFC vía
stepladder can be easily mastered by any beginner.
•Dynamic Monitor
-O^ile_the_.s.yste_rnJs_under. monitor, the FX pro vides a facüity
which tracks down the current event and stores it ¡n a standard
data register. The merit of this is that if a machine stops abruptly
within a sequence, the dynamic monitor facility displays the
current operation, thus effectively índicating where the trouble
_ihas occurred.
STL
Stepladder
Step Contact
RET
Return frorn
relay ladder
HnU
!
1
/"
V
STL
11
11!!
^v
J
Howlt Works
• Basic Idea
A Sequence for a Box Stamper
Síamp Pistón
"xio
'-Each STL instruction acts as a graphic box in an SFC drawing
representing an event such as "open door," "motor fprward" or
even a pause rouíine. The element in the programmable control• ler which represen ts this event is a state and it can be either ON or
OFF only. When the state is ON, the event is on and ladder circuits within this event are executed. When ¡t is OFF, this portion
of the program is disabled and can be ignored. .
Switching Events ON/OFF
. .
Events are switched ON/OFF by the basic ladder instructions
SET and RST (reset). When one state switches another state ON,
ít automatically switches itself OFF. This effectívely creates the
flow berween two states in an SFC chart. The transfer condition
Ís the contact that leads to the setting of the next state. In the
above example, therefore, the transfer condition from event SIOO
is X10. When X10 Ís ON, the next event S101 is activated and
event SIOO Ís turned OFF.
Events as Frames of Motion
-This problem-oriented approach makes programs very easy
to desígn. In the case of the above example of a stampíng machine in a conveyor system, the applícatíon Ís píctured as frames
- of motion. Each frame is considered to be an event and the SFC
method is used to connect them. Thís allows the outputs of each
frame to be programmed one by one, a simple, logical approach
that is nevertbeless powerful enough for all kinds of sequence
control.
Box
Sensor"
Box
Ready
Pause
Timer
Pause
Timer
Elements of High Speed Processing
•Dedicated Logic Processor
In addition to the l6-bít processor, the FX uses a speciaüy designed dedícated logic processor which allows a basic ¡nstruction
to be executed in the rapid time of 0.74/ts.
•tadependent Routines
The double processor design enables individual high speed routínes to be processed independently of each other while maintaining a short cycle time.
Multi-channel Signal Structure
Total response delay is further shortened by the use of a multichannel signal Structure for inputs and outputs. Each high speed
routíne, íncluding high speed counter and ínterrupc input routines, has an individual channel of input signáis which are independent in timing from each other.
Outputs are also handled through independen: chaméis by
cautines such as direct output functions and PWM, PLSY applied
instructions and any output refresh instructions written to-the
program by the user.
Effectívely, signáis are fed in and sent out at crucial tlmings
related to each high speed routine, thus ensuring impressive
speeds with tight tolerance results.
Input feiresh and filter adjusl
Direcí Output Fundióos
Normal Program txecuton
0.74us/inst.
Rapíd Execution, Fast Control Response
Equípped with a powerful l6-bit microprocessor and a dedícated
logic processor, the FX is one of the fastest micro-programxnable
controllers in the market, enabling it to react more quickly and
accurately in any effícíent high quality production system.
Other Features
• Short sean time (0.74^s/basic instruction).
• Built-in interrupt inputs.
, -•
• Changeable input filter constant (digital J
• Input/output refresh function.
•Subroutine calis from input or timer interrupts.
» Direct output functions.
« High speed PWM function for transistor outputs.
HBuüt-in Multi-Point High Speed Counters
The 32~bit high speed counters of the FX-series can be confígured
to count ó input pulse trains simultaneously at no extra cost because they are all built-in as standard.
The general inputs XO-X7 can be used in various combinations to form single or 2-phase counters, or a mixture of the two.
Máximum Spcedi
Number of counters
Surh of all fréquencies
6 points max.
20kHzmax.
1-phase '".
2 points max.
4kHzmax.
2-phase
The máximum speed of one 1-phase counter is 10kHz.
There are exceptions to the above under some combinations, particularly
these combíning the use of the unique direct output functions.
Example 1
Example 2
Two 2-phase counters,
2kHz each wiíh high-speed reset.
Six single-phase counters,
máximum 3kHz each.
Sheet Cutter
• Direct Output Function
Even if the input is of a very high speed response, the programmable controller cannot handle positioning control correctly if
the outputs are delayed by cycle time. .The FX is equipped with
_funcüons that perform comparisons with the high speed counter
and control the outputs at high speed independently of the
execution cycle.
The example given here shows how a rapid response can
deliver the speed and accuracy required in simple positioning
control.
Feed rol I
Ree!
0
.Fixed lengthfeed1
[j rafe
Example:
(a)
X10
II
(b)
DHSZ K1000 K1200
(a): End oí high speed
(b): End of low speed
(c): High speed couníer
(c)
(d)
C251
Y10
(d): Outputs: Y10: High speed
Yl 1: Low speed
Y12: Brake
This high speed zone compare function directly controls the outputs according to the valué of a high speed counter.
With che counter valué as zero at the reset position, this function effectively controls 3 outputs—high speed, low speed and
brake—to perform the essentials of simple positioning.
In the application example, the movements of the roller are
sensed by an encoder and counted at high speed by the FX. The
motor is then controlled by the above direct output function to
provide the correct length of feed for the cut.
• Interrupt Inputs
It is vitally important that reaction to any high-priority or emergency input be as rapid as possible.
- Tñe interrupt inputs (max. 6 points) of the FX halt normal
program execution as soon as the appropriate signa! is received.
The interruption takes the form of a user-programmed interrupt
routine which is executed with priority over normal program
execution. Different interrupts initiate different interrupt routines, thereby providing the rapid response necessary to prevent
probiems before they occur.
Execution Flow
Interrupt
1401
Interrupt
routine
'SBÁdvaticed Applied Functions
- ¡1!!
- The relay ladder is a basic, easy-to-understand sequence descripción that has its origins in conventional mechanical relay control.
Obviousíy, the FX offers a much greater degree of power and
flexibüity than mechanical reíays, and its advanced computeroriented functíons are managed by Applied Functions.
"
Operand
K8XO
D510
DIO
D20Z
D30Z
Source 1
Source 2
Destination
DO
K4
D20
FNC12
II
II
MUL
FNC22
fl High-Level Format
AJÍ applied functions come in the sort of uniform format normally
found only in larger, more expensíve high-level systems. Each
function can be represented either as a function number or as a
mnemonic. Each operand is flexible and tolerant to settings for
many different devices, such as ínputs and timers.
- All functions can be generally seen tp take data from a source,
-^perform some processing and output a result to a destination.
*"The fprmat.of the,;a£pHed functions is based on this common
characteristi^ so thai che óperands of any function can be easily
understood and remembéred.
Flexible Operand
You can freely choose the appropnace device for each of the
óperands in the functíón to suit your applicátion.
„
DMOV
Operand
u
II
ADD
Data Reg. DO
Constant K4 -í- Store in
Result
14 — (D20)
• -II
"II *
\D\D ¡f]
^2-bit Operation [D] ADD
prefix [D] alters the function to opérate in 32 bits instead of
:*e normal lo bits. This doubling of capacity allows numbers in
^c range of ±2,147,483,647 to be handled.
D10
Possible Óperands
KnY •Grouped output y.- ._
KnM Grouped M reíays'
Pulse Operation ADD [P]
The suffíx [P] alters the function to opérate only once even if the
conditíon contact is kept on continuously; ocherwise, the instruction ís repeated on every cycle.
KnS
• SODifferentFunctions to Simplify Your Problem
Grouped S states
T
Timer
C
Counter
D
Data register
ver 80 differenc applied runctions are available for a wide range
uses, extending from general operations which require only
the basic arithmecics to advanced applicatíons such as CAM
switch drum sequencing and rocary system controls.
Fast Search Help Menú
Having a great many functions can be confusing unless they are
organized in an understandable manner. That's why the functions are grouped according to the nature of the process involved
and given appropriate function numbers.
"With the addition of help menus in the FX-20P-E programmer,
jfciding the right function becomes an effortless process.
Other Features
• l6-bit or 32-bit data arithmetic (9 dígits).
• Index register capability,
• High speed control abílities.
• Speed detect, averaging and other helpful routines.
• Pulse train and width modulation output.
• Bit and word device shift registers.
• Application instructions such as CAM switch and rotary table
control.
CAJtf Switch Control
K4
00
10
20
30
PROGRAM FLOW CONTROL
TRANSFERS, COMPARES
ARÍTHMETIC. LOGICAL FUNCTIONS
ROTATIONS. I 20 :ADD
24 .|NC
21 : SUB
22 : MUL
23 : DIV
25 : DEC
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Rotary Table Control
D20
-4 Simple, Convenient Instructions
Many of the applied functions are very simple and convenient
parücularly the I/O saving input device handling functions. One
simple applied function employing time-sharing techniques can
save software creation time and money.
• 7-Segment Digital Display Output
11
il
SEGL
D20
YO
K4
Direct connection of 7-segment displays takes up many I/Os and
a great deal of time.
When display units with the latch function are used, the above
instrucüon is all the programming you need.
Wire connections are reduced since the data iines are timeshared by all the digits. This instruction aJso makes provisions to
allow for positive and negative logic switching for the data and
the latch Unes.
I l6-key Hex Key~pad Data Input
II
il
HKY
X20
Y4
D2
MO
With just 4 inputs and 4 outputs, a l6-key operation key-pad can
be used. As shown, the programming takes only one Une and the
digits are input into a data register in a very similar manner to that
used for entering data into a pocket calculator.
•Thumb Wkeel BCD Digit Input
II
¡1
DSW
XO
YO
DO
K2
Normal direct connection of binary coded decimal (BCD) requires
4 inputs per digit, resulting in a costly 32 input point requirement
for 8 digits of thumb wheel swkches.
This function performs the equivalent process using only 8
inputs and 4 outputs.
Note: \Vhen using this DSW and the MTR instructions below,
isolation diodes are required on the input devices.
•Matrix Input Switchboard
II
il
MTR
X10
YO
MO
K8
By combining 8 inputs with 8 outputs, this function permits the
high-speed reading of a total of 64 general input devices. The
slowest reading cycle time is lóOms.
The hígh cost difference between a 64 input point system and
a 16 I/O point system makes this function an económica! pro•position forsystems with large input switchboards.
^
series connector on the left of the FX programmable controller is desígned for connecting special function adaptors such
as those shown below. Every function adaptor comes complete
wíth a cable for connecting ¡t to che base unit.
•Variable Setting Adaptor FX-8AV
In some appHcacions, a simple analog variable dial may be preferable to the key-sequences of a programmer.
The 8 variable dials on the FX-8AV allow simple and quick
periodic adjustments using a small screwdriver. The dial settings
; are read by VKRD fcppliéc! fúnctions to data registeis as valúes in
\e range of O tb 255 - - . ;••;;
'
•
.
Application Example
",-The sctting óf dial Ó ís read tb DI which is used as the setting for
,: timcr T9. The setting of T9 is in units of lOOms, so that if the dial
,' were set to the máximum, 25.5s woul'd become the setting for
/ " timcr T9.
.: .
j
KO
&4J
UN /V'á4£>-. .
íi . " • • • • •
II
::<#&•: '
.: .
DI
Dial No.
'••••.
100ms. tímer
HParaUel link Adaptor FX2-40AP/AW
With one adaptor on each base unit of the FX, two 128 I/O FX
svstems can. be linked to opérate in parallel. Up to 100/100
<|J£f/OFF and 1Q./10 l6-bit data send/receive points are possible.
The two adaptors are neatly connected by a pair of fíber optic
cables or a twlsted pair cable, thus savíng a great deal of timeconsuming wiring when an área of control is located some way
from the machine.
Application Example
Combining the Control of Two Existing Machines:
This simple and inexpensive way of combining the control of
two existing machine elimínales the time-consumíng task of
SpSalyxing drawíngs and tracing wires. The simple attachment of
tíie two adaptors and the two instructions on the right enable the
two machines to be programmed to read each other's inputs and
control each other's outputs.
The attachment of the parallel link adaptor offers a number of
other useful possibílities, such as allowing the two units to utilize
each other's data registers, or check each other's control status as
a safety measure.
FXz-40AP/AW
FXa-40AP/AW
MASTER
i
SLAVE
Fíber-optic or twísted pair cable
PROGRAM ON MASTER SIDE
II
II
PRUN
K8XO
K8M800
K8XO
K8M900*
PROGRAM ON SLAVE SIDE
II
II
PRUN
WIRE LINK ADAPTOR FX2-40AW
OPTICAL LINK ADAPTOR FX2-40AP
Send/receive points: 100/100 (on/off)
Send/receive points: 100/100 (on/off)
10/10 (16-b.it data)
-.; j™$£.
10/10 (16-bit data)
Transmission distance: under 10m ' ; . ; ' ''Transmission distance: under 50m
Cable;
Twisted pair (shielded)
Cable:
Fiber optic cable (l pair)
cables are supplied separately from the FX2-40AW and the
FX2-40AP.
t
Fiber optic cables
F-OFC-M10: 10m(30ft)
F-OFC-M30:30m(90ft)
F-OFC-M50: 50m (l50ft)
temperature of an oven, the pressure of a plástic mold and
the flow spced of a gas or fluid are just a few of the analog signáis
that abound in the real world. Simple on/off switchíng control
in these environments may be a tolerable compromise, but
substantial savings in production time and energy costs can be
achieved through the employment of proporcional analog control
Analog control can be realized with the FX by connecting the
followinganaJog blocks to the rightside of the base unít.
Power for the circuitry is supplied by the base unit or an extensión unit, while the 24VDC input voítage can be drawn from sthese units orfrom an externa! supply.
For easier troubleshooting, sepárate índlcators are provided
for the I/O bus circuitry and the 24V input power supply.
Each analog block comes complete with a cable for conriecdon to the base unit.
• FX-áAD Analog Input Block
• Simple terminal connections permit selectíon of voltage/current
for each input.
9 Accepts inputs in the commonly used range of:
-lOto-MOV
4to20mA
• Easy adjustments of offset and gain can be made to compénsate
forany tolerance errors arising from input devices.
• Key specifications:
Max. input range: ± 10V
±32mA
Resolutíon: 5mV, 20/¿A
IFX-2DA Analog Ouíput Block
> Data can be output as analog signáis through the FX's 2 channels.
(Simple terminal connections permit individual selection of
voltage/current fot each output.
* Posítive and negative voítage outputs.
> Easy adjustments of offset and gain for each output permit
accurate control.
»Key specifications:
Output range: - 10 to + 10V
4 to 20mA
Resolution: 5mV, 20/iA
• KX-2AD-PT Temperature Sensor Input Block
• User selectable reading of temperature valúes in °C or °F from
PTIOO (100 Q)sensors.
• Simple, direct connectíon using the 3-wire PTIOO method to
eliminate longwire resistanceerrors.
• 2-input channels with compensation to correct the non-linear
characteristics of the sensors.
• Intelligent circuitry with averaging incorporated for smooth
response.
• Wide compensa'ted input range:
-50°Cto + 300°C
-58°F to +572°F
Key specifícations:
Max. input range: -IOO°Cto -f-600°C
-l48°Fto + 1112°F
Linearity of compensated range: ± 1 % FS
Resolution: 0.2°C,0.36°F
The FX-1HC special block connects to the right side of the base
unit and counts pulse signáis at very high speeds. Its high speed
performance and índependent output control open up the possibility of shorter producción times in manufacturing applícations
and accurate measurement in quality control applications.
The FX-1HC comes complete with a cable for connection to
the base unit.
•Example Applications
Higb Speed Application with Precise Control
Measurement Applications
Linear Encoder
<¿100mm(4ín.)
$).1000m.(3280tt)/m¡n.O
Roiled producí
Example: Aluminum foil
400 pulse/rév
Featurcs:
•Vchannel with 2 phases.
ftAccepts 5V, 12 V or 24V ínput signáis.
([•Máximum countíng speed of 50kHz.
-••Sdectable up/down 16-or32-bit count modes.
-ji-püílt-ín comparatorfor independenc control of 2 outputs.
^ro'ü'tputpoints'eichallowsínkorsourcecorinections.
"- •™
*%&'••
(?*'j. •
• ínpUt
In addítion to the Aand B phase inputs and direct outputs, a hardware preset and a count disable are available to maintain the high
speed bidirectional counter control process throughout the comí^lete control cycle. All inputs accept 5V, 12V and 24V sink or
"^ísburce Ínput devices such as rotary and linear encoders.
• Output
Two sink or source transistor outputs that are controlled independently from program cycle time are available.
Ratings:
Load voltage: DC 12-24V
Max. current: 0.5A
ji_
¿SrCompare and Count Modes
User selectable modes:
• 16- or 32-bit councíng.
FX Base Unií
_n_
Preset
Special
Counter Block
• Ring or preset counting.
O >, = and < compare result flags.
• Set or reset for each output.
• Resolutionselectionof 1-, 2-, or 4-edge counting.
Various count modes are available to suit all types of application. Each mode is user-selectable via the TO/FROM instructions
from the base unit.
•Resolution Selection
•'^•~<'-.-'
The 1-, 2-, and 4-edge counting modes determine the number of
Vsunts to be made in each cycle of AB phase counting. The rising
xípu falling edges of both A and B phase inputs can be counted in
the 4-edge counting rnode to give the best resolución result from
any class of encoder.
19
Loads
MELSECNET Network
Specffications of MELSECNET/MINI
• Máximum link of 64 statíons.
• Can accommodate up to 512 remote I/Os.
• I/O refresh time of3.5-18ms.
• Transmission rate of 1.5M BPS.
• Máximum distancebetweenstations: 50m(optical fiber),
50-100m (wire)
MELSECNET/MINI Network
FX-16NP/NT MELSECNET/
M!N) Jnterface
MELSECNET/MINI Interface
:
This interface connects to the FX in the position oían I/O extensión block. It allows the FX to be connected to the MELSECNET/
MINI network of Mitsubishi's A series range of- programmable
controliers. Through the AJ71P32 master unit, the FX can then
send and receive 8 Input and 8 output data to and from the rest of
Mitsubishi's family of factory automation equipment.
Two types of models are available:
MODEL
FX-16NP
FX-16NT
•
Línk médium
Optical link
Wire link
; ' . / CABLE
F-OFCM1 0/30/50 :;/?,..
Twístedpair • ':• -i: •
Link cables are supplied separately from these units.
B Interact with KX-20DU-E Data Access Unit
^ This pane] enables the machine operator to monitor or adjust
*Sfdevices such as timers, counters and data regísters in the FX.
• Specially designed for effortJess panel mountíng.
• Can monitor and adjust: timers, counters, data resistors, file
registers and real-time clqck data.
• Can also monitor: PC status, states and annunciators.
• Bright ll-digit 7-segment data display with buzzer acknowledgement keys.
• Additional clock data display for FX units connected with realtime clock cassettes.
• Utilizes the FX's entry code to créate three levéis of protection
2jf against sabotage or misuse. New entry codes can also be assigned with this unit.
The FX-20DU-E is supplied with a connection cable and installation accessorles.
• Monitoring by Intelligent Termináis vía
FX-232AW
Personal Computer
The FX-232AW uses the programming port and alíows RS232C
Communications to an intelligent terminal which may be a personal computer or an operator interface. The user may design
software to enable these units to interrógate the FX as monitoring
and data setting termináis.
All connection cables aré supplied separately.
.Connection Cables
^pC-422CAB; This connects the FX-232AW to the programming
port of the FX.
RS232C
Standard RS232C cables are used for connections
cables:
to intelligent units. Picase refer to the individual
intelligent units for details of the appropriate
cables.
Operator [nterface*
* Must be intelligent enough to interrógate the PC.
a Special F2 laterface Block FX2-24EI
The FX2-24EI Interface Block allows the following current F2
series special funcüon units to be connected to work with the FX
series. The result ís a very powerful general purpose programmable controller for applications in such special áreas as positioníng or anaJog housing controls.
This special interface block conveniently draws current from
a base or an extensión unit.
The FX2-24EI comes complete with a cable for connecting it
to the base unit. Extensión cables for connecting this unit to the
special F2 units are supplíed with the individual F2 units.
Special Units
• F3-30GM-E
• F2-32RM-E
• F2-6A-E
•F-16NP/NT-E
BPositioning Control Pulse Output Unit
F2-30GM-E
The F2-30GM-E pulse output unit is a position controller which
sends pulse signáis to a servo or stepping motor drive system.
The positioning sequence in the Fz-30GM-E is programmed and
tested by the F2-30TP-E teaching panel.
This accurate, high speed positioning system greatly facilitates
handling and program design.
- The F2-30TP-E Ís suppüed with a transfer cable and a CMT
•Programmable Cam Switch F2-32RM-E-SET
The F2-32RM-E will replace rnost mechanical CAM switch mechanisms because it does not inherit the problems of wear and iong
setup and readjustment times. Frictionless absolute resoivers
vjaave a greater noise immuniry than pulse encoders and the simple
*üuilt-in programmer makes this set easy and económica! to use.
The F2-32RM-E-SET includes the F2-32RM-E, the Fa720SV
resolver, and a 3 m resolver cable.
F2-32RM-E
•MNET/MINI Interface B-16NP/NT-E
Although the micro-programmable controller has always been
the most cost-effective solution for low-Ievel local control, this
jmall control configuration can be regarded as a small component
"unctíon of a large network system.
The F-16NP-E optical link interface and F-lóNT-E wire lirik
interface permit connection to the large Mitsubishi A-series
MELSECNET/MINI control network.
Link cables are supplíed separately from these units.
FIber-optic Cables
(l pair required)
F-OFC-M10
lOm (30ft)
F-OFC-M30
30m (90ft)
F-OFC-M50
50 m (150ft)
H Analog Input/Output F2-6A-E
F2-6A-E is an ideal interface for the input of analog signáis
from sensors on temperature, speed or flow. Equipped with 4
ínputs and 2 outputs, and ranges that are easy to select and adjust
(0-5V, 0-10V, 4~20mA), this 8-bit converter will allow you to
make a quick start on simple analog applications.
21
13
HMemory Cassettes
Memory
Type
Capacity
Comments
RAM
8K
Read/wníe OK. Require
baítery for retentíon.
FX-EEPROM-4
EEPROM
4K
FX-EEPROM-8
EEPROM
8K
Read OK. Has limited
wriíe ufe. Data retaíned
wtthout battery.
FX-EPROM-8
EPROM
8K
FX-RAM-8
Read only. Writing by
specíal writer. Relíable
data reíeníion w'rthout
battery.
•Real-Time Clock Cassettes
;.:
Wiih the addition of a real-time dock cassette, the FX can be used'
to au tomate Hght and heat switching operátions accordíng to tríe •
time of day and the season. Savings in energy costs can be made'.
wíth one of the following real-time clock cassettes:
, - -.-•
Memory
Type
Capaciíy
Comments
—
—
Real-time calendar
clock.
RAM
8K
RAM program
memory + real-time
clock.
EEPROM
4K
EEPROM program
memory + real time
clock.
FX-RTC
X
FX-RAM-8C
FX-EEPROM-4C
HBattery and Memory Backup Capacitor
__• F2-40BL Battery
>• An F2-40BL lithium battery is required for the retention of RAM
program memory, device data and latch relays during power
off. Replacement is recommended every 3 years in the case of
8K memory. (The manufacturéis guarantee is one year,)
Clock Cassette Featúrés
• Cbnvenient compact cassette desígn. Plugs into memory cassette connector for easy attachment to FX.
• Provides second, minute, 'hóur, days of the week, month, and
yeár calendar clock data to the FX's data registers with leap year
compensation to the year 2079.
• The inclusión of simple compare ínstructions in any FX ladder
program permits the control of outputs accordíng to the cassette's real-time clock.
• Clock data can be set by means of programming units or the
FX-20DU-E Data Access Unit.
F2-40BL (Frtted wríh PC)
• FX-40CAP Memory Backup Capacitor
\X^hen maintenance-free operaüon is preferred or battery replacements are not practical, the FX-40CAP memory backup
capacitor may be used with an EPROM or EEPROM cassette.
The FX-40CAP can retain device data Information for at least
3 days.
FX-40CAP (optional)
BSimulation Switches
These input switches can be connected directly to the ínput termináis of the FX-seríes for the purpose of program testing or
intemal training. Different types of switches are available for different models of the FX.
Suiíable for:
FX-24SW-E
FX-16M or FX-24M
FX-32SW-E
FX-32M or FX-32E
fFX-48SW-E
FX-48M or FX-48E
FX-64SW-E
FX-64M
FX-80SW-E
FX-80M
FX-RUN-SW-E
Alí models
fCi^S.
*4>'* •-•¿i'15* ^
•«¿•Filter Adjust
^"r\Vith any general programmable controller, filters against noise
and sv/ítch bounce cause delays to the input signal of around
lOms. No matter how rapidly the controller can execute an
instruction, the resulting response time will be limited by this
delay. The FX however, has not only a fast execution speed of
0.74/íS per instruction but also the ability to shorten the input
delay by programming.
M8000
REFF
K2
REFF
K10
RUN
XO
M8000
•Entry Code Securiíy
Three Levéis of Security
For different applicatíonSj different levéis of security may be
required. In most cases, security is used to prevent accidental
changes ín the program, but there are occasions where it is nec-essary to completely lock-out any unauthorized operation. The
FX entry code system satisfíes all these situations.
.
ADQGDDDD;A11
_ PEOhibttr'Nó
_
_ _read, wJíte;, monitor or test.
BGDDDDDD:^ CopyPrótefctJjJo program readingb
"'- tor and t í e i ' o s s i b l e r J , f"-V
CDDDDDDD: ^'tistakeP^éyérltion. AH operatfons arepossible
except data change.
t l
YO
• Annunciator s
Annunciarors are user-programmable alarm states. In the exampie, alarm state S900 is set when XO does not actívate within Is
after YO has been turned on. The merit of this function is that
---when any of the alarm states is on, special relay M8048 automati-*eally turns on, too. The ANRP function allows acknov/ledgement
and reset.
XO
Hl—
ANS
TO
K10
S900
M8048
X5
•PC Diagnostics
Although mosr. programmable controllers have some level of
error checking, relatively few have the intelligence to help the
user lócate the error. The FX PC comes wíth a monitor system
which diagnoses the problem and displays the error group, error
element and the error step.
-sffiT
•Versatíle Power Supply
International companies that employ programmable controllerbased machines may soon find a need to use them in countries
other than theír own. One of the main concerns, of course, is
power supply, so the FX is designed to accept a v/ide tange of
supply voltages to avoid unnecessary extra costs and redesign
work.
FX
ERROR
M8004
ON
Example:
í
MONITOR D8004
Syntax error 8065
MONITOR D8065
Devíce No. out of range 6505
MONITOR D8069
Error step in program: 1628
Supply voltage tolerance
AClOOVto 240V +10%, -15%
HSink/Source Configurable
The input connectíon rnethod has also been made-as flexible as
possible. The user may wíre for plus common (source) connections for PNP-type proximity switches, or minus common (sink)
Plus
Common
Connection
(source)
Minus
Common
Connectíon
(sink)
FX Programmable Controller
23
connections for NPN-type proximity switches.
The combination of hardware flexibility and software capabilities make the FX a truly internacional product.
FX Programmable Controller
• Run/Stop Switch Confíguration
S. Some users prefer the use of momentary RUNand STOP switches
*~ for controlling che execution mode of che programmable controller.
The advancage of mornencary switches is chat che machine is
considered much safer if it is automaticalíy released from the
execution mode whcnever a power failure occurs.
By driving appropriace special relays M8035, M8036 and
M8037, such RUN/STOP configuración is possible with the FX.
TRUN
, Forced
' RUN Mode
II
RUN
xo
RUN
RUN
Forced RUN
Command
XI
II
STOP
RUN
XI
PC
PC
. Forced STOP
Command
• Index Registers V, Z
The FX has two Índex registers which can be used to change-the
devicc number of an operand in an applied function.
S.ET
^•[B]iX20 '
Application Example:
II
II
X40
X57
X20
MOV
K35
D10Z
MOV
K2XO
MOV
K4X40
X20
Device DIO is changed by the additíon of the valué in Z.
= 0110
Therefore K35 -» (0110)
V and Z can also be combined to períorm ¡n 32-bit operations.
D100Z
-(C100) D100
Application Example:
"^Wvlulti-Counter Setüng
To make a counter setting, select a counter number and íes secting
and press che SET button. Wíthout índex registers, a MOV instrucción for each counter would be necessary, but since so many
counters are in volved, this would entail a great deal of programming. The example shows how simple things can be when che
Índex registers are cleverly used.
-(C101)D101
-(C199) D199
HSpeedDetect
The SPD instruction councs the number of input pulses within
time specifled by the user. Dividing the pulse count by the
iccified time yields the valué of thespeed.
This valué can be converted ¡nto revolutíons per minute
(rpm) as follows:
Input XO
Speed N = -^- x —— x 103 (rpm)
Proximity Switch
n Pulses/Rev.
where:
DO: result from SPD function
t : count period in SPD function
n: no. of pulses per revolution of input encoder or sensor switch.
!¡
II
SPD
XO
K100
DO
LCounting result
Count period (lOQms)
Count input
GROUP
FNC. No.
MNEMONIC
32 bitOperatíon
Pulse
Operation
FUNCT1ON DETAÍLS
00
CJ
—
YES
CONDITIONAL JUMP
For skipping instructions
01
CALL
—
YES
SUB-ROUTINE CALL
A cali to routine outside main program
02
SRET
—
—
SUB-ROUT1NE RETURN
Return to main program
03
IRET
—
—
INTERRUPT RETURN
Return from an interrupt routine
1 NTERRUPTJENABLE;., • ^^...^^l^Enabling of interrupt inputs
INTERRUP/rblSABLE,;;- ' ^;ft^^(p¿abftñg of interrupt ínputs .
FIRST'END' . ; ^/ y-'^-^.fi^^^^^^ErKJ of maín program -'^ ;"•'-. '
WATCHDC^T1MER^J^:!'J>:V^:¿' ¿Re[resh of error detector :'-'
FOR .' ;; ., 5-:t'^'Vv ^;v'^V'¿*^^p^^:Beginning of a' repeat loop • ; •
.
PROGRAM
04
El
—
—
FLOW
05
DI
—
—
06
FEND
—
—
07
WDT
—
YES
08
FOR
09
NEXT
—
. ,
—
.
10
CMP
YES
YES
NEXT
;
.
'.•.,-.'•-.".
;.
''"'•/ ~ End of a repeat toop
COMPARE
Greatérthan, lower.and equa! results are
obtained
11
ZCP
YES
YES
ZONE COMPARE
Compare of many data to one
12
MOV
YES
YES
MOVE
Transfer of data
TRANSFERS
13
SMOV
—
YES
SHIFT MOVE
Decimal digit manipulation
AND
14
CML
YES
YES
COMPLEMENT
Transfer of íhe ¡nverted valué
Transfer of blocks of data
COMPARES
i.
*
DATA
OPERATION
^
15
BMOV
—
YES
BLOCK MOVE
16
FMOV
—
YES
F1LL MOVE
Copy of one data to many locations
17
XCH
YES
YES
EXCHANGE
Swapping of data
18
BCD
YES
YES
BINARY CODEO TO DECIMAL
From binary to BCD formal
19
BIN
YES
YES
BINARY
From BCD to binary formal
(S1)-f(S2)- (D)
20
ADD
YES
YES
ADDITION
21
SUB
YES
YES
SUBTR ACTION
(SI ) - (S2) - (D)
22
MUL
YES
YES
MULTIPLICATION
(S1)x(S2) - (D)
23
D1V
YES
YES
DIVISIÓN
(S1)*(S2)~ (D)
24
INC
YES
YES
INCREMENT
(D} + 1 - (D)
(D)-1 - (D)
25
DEC
YES
YES
DECREMENT
26
WAND
tes
YES
WORD AND
Logícal AND between data words
27
WOR
YES
YES
WORD OR
Logical OR between data words
28
WXOR
YES
YES
WORD EXCLUSIVE OR
Logical EXOR operation
29
NEG
YES
YES
NEGATION
Changing the sign by 2ls complement
30
ROR
YES
YES
ROTATION RIGHT
Rotational sh'rft of bit devices
31
ROL
YES
YES
ROTATION LEFT
Rotational sh'rft of bit devices
32
RCR
YES
YES
ROTATION RIGHT WITH CARRY
33
RCL
YES
YES
ROTATION LEFT WITH CARRY
34
SFTR
—
YES
SHIFT RIGHT
35
SFTL
YES
SHIFT LEFT
36
WSFR
—
YES
WORD SHIFT RIGHT
37
WSFL
—
YES
WORD SHIFT LEFT
Lefl sh'rfí of numeric Information
38
SFWR
—
YES
SHIFT REGISTER WRITE
Writing oí FIFO stack
39
SFRD
SHIFT REGISTER READ
Reading of FIFO stack
ZRST
YES
ZONE RESET
Batch reset
41
DECO
—
—
_
YES
40
YES
DECODE
Setting of a single bit based on given
42
ENCO
—
YES
ENCODE
Finding which bit is ON
43
SUM
YES
YES
SUM
Counting of the number of ON bits
44
BON
YES
YES
BIT ON CHECK
Checking of a bit ¡n a data word
45
MEAN
YES
MEAN
Averaging function
—
YES
ANNUNCIATOR SET
Alarm conditions
ANNUNCIATOR RESET
Alarm acknowledge
Right shift of numeric Information
data
*
46
ANS
—
_
47
ANR
—
48
49
GROUP
HIGH SPEED
PROCESSING
LJ A MnV
nANUY
INSTRUCTIONS
•>
FNC. No
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
32 büOperation
Pulse
Operation
—
_
YES
YES
HSZ
SPD
PLSY
PWM
—
YES
YES
YES
—
YES
—
—
—
—
—
IST
_
ABSD
STMR
—
—
—
—
ALT
RAMP
—
—
MNEMONIC
REF
REFF
MTR
HSCS
HSCR
.
FUNCTION DETAILS
REFRESH
Refresh of ínput/outpuís
REFRESH AND FILTER ADJUST
MATRIX
Adjust of ¡nput filter
Reading of many switches with limited I/O
SET BY HIGH SPEED COUNTER
RESET BY HIGH SPEED COUNTER
ZONE COMPARE FOR H.S.C
.
, SPEED DETECT
— " — \ •. PULSEA—
:
••-. • • ' . _ • / "
PULSE WIDTH MODULATION
*
INCD
TIMR
_
—
—
—
YES
—
High speed compare and set
High speed compare and reset
High speed zone compare
Detecííon by measuring pulse írain
Hígh speed pulse output
Output for pulse width control
' '•>'•"""•
INITIAL STATE
Additiona! function to síepladder
ABSOLUTE DRUM SEQUENCE.
CAM switch control (absolute settings)
INCREMENTAL DRUM SEOUENCE
TEACHING'TIMER
CAM switch control (relative settings)
Timer constan! set by teach method
SPECIAL TIMER
'
Various useful timer functíons
ALTÉRNATE
Altérnate output state upon l/P pulse
RAMP
Data ¡ncrements— decrements to desired
valué
EXTERNAL
'i/O DEVICE
ROUTINES
"EXTERNAL
FUNCTION
BLOCK
CONTROL
68
69
ROTC
—
—
ROTARY TABLE CONTROL
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
TKY
HKY
DSW
SEGD
SEGL
ARWS
ASC
PR
FROM
TO
YES
YES
—
_
TEN KEY
Codíng of ¡nputs with numerical valúes
—
—
—
—
—
—
YES
YES
—
YES
HEXADECIMAL KEY
DIG ITAL SWITCH
Coding of HEX keypad
Time-shared digital switch ¡nput
SEVEN SEGMENT DECODER
HEX to 7-segment decoder
—
—
—
—
YES
YES
TO
Writing to special blocks
PRUN
YES
YES
PARALLEL RUNNING
FXz-40AW/AP
VRRD
_
_
YES
YES
VARIABLE READ
FX-8AV
VARIABLE SCALE
FX-8AV
_
YES
YES
YES .'
—
YES
YES
YES
YES
YES
MELSEC NET/MINI
ANALOG READ
F-16NP/NT-E
Fa-6A-E
80
81
82
83
84
85
86
87
VRSC
SEVEN SEGMENT WITH LATCH
Multiplexed 7-segment output
ARROW SWITCH
Special display/settíng control
ASCII CODE
ASCII coding
PRINT
FROM
8-bit data/send (strobed)
,
Reading from special blocks .
QC
OO
' 89
EXTERNAL
_F2 FUNCTION
TlNIT
CONTROL
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
MNET
ANRD
ANWR
RMST
RMWR
RMRD
RMMN
BLK
MCDE
— ..
—
—
YES
YES
—
—
—
ANALOG WRITE
RM-START
F2-6A-E
f
F2-32RM-E CAM SW unií
RM-WRITE
RM-READ
RM-MONITOR
FV32RM-E
F2-32RM-E
F^32RM-E
BLOCK
MACHINE CODE
Fü-SOGM-E Posiíioning pulse unit
Fz-30GM-E
"Special Relays and Registers
Specíal relays M8000 to" M8255 are basically used by the internal
processes within the programmable controller. However, in the
case of the FX programmable controller, many of these relays can
be used by the user to obtain a greater level of control.
Relays prbvide information on, for example, the status of the
controller in térras of errors or power breaks, and many helpful
signáis such as pulsing dock relays and RUN/STOP control by
special interna] relays. Control of constant sean time for program
execution is also possible. The examples given below are just a
small representatíve sample of what Is available in the whole set.
IPC STATUS
RELAY
M8000
M8001
M8002
M8003
M8004
M8005
M8006
M8007
M8008
M8009
DETAILS
RUN relay (normally-open)
RUN relay (normal ly-close)
Inltial pulse (normally-open)
Initial pulse (normally-close)
Error flag
Battery low
Battery low latch
Power cut detect pulse
Power break detect
24V DC power down
REGISTER
. . - • - • - D8OOO .;-;..
v -'Í^D800t , ;.''."
• : • '•;/•;•"
; D8002 •.:•".--; / ,
:,. " . D8O03 . .
^ ; : D8004 -.--.;'í>-- D8Ó05
D8006.
- . . - - • • D8007:":". '> D8008 •
D8009
DETAILS
Watchdog timer constant
.PC .type & versión
'.."". Memory size
..
Memory type
Error M code
Battery level
Battery low compare constant
Power cut count
Power break detect time constant
•
Lqwest power down ínpuí number
/•VjJL,V/ \_-JV
RELAY
}r'-'
M8010
M8011
M8012
M8013
M8014
M8015
M8016
M8017
M8018
M8019
DETAILS
REGISTER
10ms clock
lOOms clock
1s clock
1 mín. clock
Time setting
Regíster data hold
Minute rounding
Clock avaüable
Setting error
DETAILS
D8010
D8011
D8012
D8013
D8014
D8015
D8016
D8017
D8018
D8019
Current sean time
MÍN. sean time
MAX. sean time
Seconds
Minutes
Hours
Day
Moníh
Year
Day of íhe week
D8060
D8061
D8062
D8063
D8064
D8065
D8066
D8067
D8068
D8069
Mead No. of error I/O group
IPC MODE
RELAY
r
MB030
M8031
M8002
M8033
M8034
M8035
M8036
M8037
M8038
M8039
' DETAILS
Battery low LEO forcé
Non-batíery backed element
Battery-backed elemení
Image memory keep
Reset all outputs
RUN/STOP mode forcé
Forced entry to RUN memory
Forced exii to STOP memory
Constant sean
IERROR DETECT
RELAY
M8060
M8061
M8062
M8062
M8064
M8065
M8066
M8067
M8068
M8069
DETAILS
I/O combinatíon error
PC hardware error
PC/PP communication error
Parallel link error
Parameter error
Synlax error
Ladder error
Program flow error
Program flow error latch
I/O bus check
DETAILS
\R
Hardware error code
PC/PP communication error code
Parallel link error code
Parameter error code
Syntax error code
Ladder error code
Program fíow error code
Program flow error step
Error step of errors M8065-7
Performance Specifications
ítem
SSR
Remark
Performed by dedicaíed logic control LSI
Batch processing meíhod (when END instruction fe
Direct I/O instructions and input filter adj'ust
executed)
instructions are avaílable
Basic instruction: 0.74/zsec.
Applied instruction: several 100/ísec.
Relay symbolic íanguage + Step ladder
SFC expressíon possible
Comment registration is possible (program
2Kstep RAM incorporated (standard)
memory used)
Alphanumerics (15 characters/comment)
4K step EEPROM cassette (optional)
10 steps/comment; program memory ís reserved
SKstep RAM, EEPROM, EPROM cassette (optbnal)
in units of 50 comments
Sequence ¡nstruction: 20, Stepladder instruction: 2, Applied instruction: 85
24V DO, 7mA, ¡solaíed by photocoupler
XO to X177 (octal)
—
I/O Relay
250V AC, 30V DC, 2A/poínt (resistive load)
256 points in total
YO to Y177 (octal)
242V AC, 0.3A/po¡nt, 0.8A/4 poínts
Transistor
30V DC, 0.5A/po!nt, 0.8A/4 points
Operation control method
I/O refresh method
Operaíion processing time
Programming íanguage
Program capacity and memory
íype
Number of instructions
DCinput
Input
_
relay
Relay
Output
relay
SpecÉficaÉion
Cyclic operation by stored program
General use
Auxilíary
relay
MO to M499
Áreas can be
(500 points)
changed by changing
M500 to M1023
parameter setting
(524 points)
M8000 to M8255 (256 poinís)
-—
Laten
Backed up by battery
Special purpose
In'rtial use
Can be used for ¡n¡í¡al state
SO toS9 (10 points)
S10 to S499
(490 points)
General use
State
..
Timer
S500 to S899
(400 points)
Latch
Backed up by battery
Annunciator
100 msec.
Backed up by batíery
S900 to S999 (100 points)
0.1 to 3,276.7 sec.
TOtoTl 99 (200 points)
T200 to T245 (46 points)
T246 to T249 (4 points)
10 msec.
0.01 to 327.67 sec.
1 msec. (retentíve)
100 msec. (retentive)
0.001 to 32.767 sec.
0.1 to 3,276.7 sec.
Up counter
16 b'rts
1 to 32,767 counís
0 __,.^
.. ,_ ,__ li __.
K
General use
Backed up by battery
Counter
Up/down counter
High-speed counter
General-purpose
data register
Register
Pointer
Special register
32 bits
-2,147,48C
2,147,483,647
General use
32 bits up/down
Backed up by battery
16 bits
16 bits
Paír for
32-bitdata
Index
16 bits
16 ote
Ríe
,1.6 bils
,
(in program memory)
ForJUMP/CALL
Inlerrupt
Nesting
Constan!
Áreas can be
changed by changing
parameter setting
Decimal (K)
Hexadecimal (H)
Backed up by battery
General use
, _,
L L u
Backed up by battery
n
T250 to T255 (6 points)
CO to C99
Áreas can be
(100 points)
changed by changing
C100 to C199
parameíer setíing
(100 points)
C200 to 0219
(20 points)
C220 to C234
(15 points)
Áreas can be
changed by changing
parameíer setting
6 points in C235 to C255 (If 1-phase count)
DO to D199
Áreas can be
(200 points)
changed by changing
D200to D511
parameter setting
(312 points)
D8000 to D8255 (256 points)
V. 2 (2 points)
Backed up by battery
K
J
y
Inpuí ¡nterrupt using XO to X5, and timer ínterrupt
For master control
16 bits: -32,768 to 32,767.
16 bits: 0 to FFFFH.
'
D1000 to D2999, Max. 2000 points, set by
parameter
PO ío P63 (64 points)
IODO to I8DO (9 points)
NO to N7 (8 points)
32 bte: -2,147,483,648 to 2,147,483,647
32 bits: 0 to FFFFFFFFH
Vj&eneral Specifications
Operating Ambíent Temperatura
0 to 55°C
Operating Ambient Humidity
35 to 85% RH, no condensation.
Vibration Resistance
Conforms to JIS 0911. 10 to 55hte 0.5mm (0.02 ¡n) (Max. 2G)
2 hours in each of 3 axis directions.
Shock Resistance
Conforms to JIS 0912 (10G 3 times ¡n 3 directions (0.5G.on DIN rail)).
Noise Durabilíty
By noise simulaíor of 1000 Vpp noise vottage, i/is noise widih at 30 to 100Hz.
Dielectric Wiíhstand Voltage
1500VACfor1 minute.
Insulation Resistance
500V DC, at least 5MQ when measured with a megger.
G round
ClassS ground.
Operating Ambience
To be free from corrosive gases. Dust should be mínima!.
Specifícations
Input Vottage
Input Currenf
isolation
Response Time
Between all termináis and ground.
Source Connectíon
Sink Connection
24V DC
•
7mA
Photocoupler
Approx. 10ms'
" Inputs XO to X7 can be adjusted to give a 0-60ms response by program ínslruction.
•AC Input Specifications
{
Input Voltage
^> Input Impedance
AC100— 120V +10%, -15%
50/60HZ
Input Current
Approx. 18kíl/60Hz, 21kQ/50Hz
6.2mA/AC 110V 60 Hz. 4.7rnA/AC 100V 50 Hz
Response Time
Approx. 25 ms
lOutput Specifications
RELAY OUTPUT
SSR (TRIAC) OUTPUT
TRANSISTOR OUTPUT
Resistive
Load
2A/pí.
8A/4 pts.
0.3A/pt.
0.8A/4 pts.
0.5A/pt.
0.8A/4 pts.
-•jT.load Vottage
250V AC
30V DC (surge diode req.;
85V to 242V AC
5V to 30V DC
80VA (inductive)
100W (lamp)
15VA/100V AC
36VA/240V AC
12W/24V AC
1.5W(lamp)
1mA/lOOVAC
2.4mA/240VAC
0.1 mA or less
Approx. 10ms
ON: 1ms
OFF: 10ms
0.2ms or !ess
Mechan ¡cal
Photocoupler
Pholocoupler
Other Loads
Leakage Current
Response Time
Isolation
Extern al
Supply
External
Supply
Externa!
Supply
Circuit
Load
Load
Specifications
FX-16M
FX-24M
Supply Voltage
Supply Voltage (DC Powered Units)
Power Consumption
Power Consumpíion (DC Powered Units)
Built-in 24V DC (WÜhout Extensión Blocks)
FX-32M.FX-32E FX-48M.FX-48E
FX-64M
FX-80M
100V to 240V +10%, -15% AC50/60HZ 10ms power break reset.
24 V DC ±8V 5ms power break reseí.
30VA
35VA
40VA
—
30W
—
250 m A
50VA
60VA
50W
460 mA
70VA
AND EXTENSIÓN UNITSW
95(3.74"
10(0.39")
W-10(0.39")
Model
FX-16M
FX-24M
FX-32M
FX-32E
FX-48M
FX-48E
Mounting holes
(4-05.5mm(0.27in.
W (mm (in.))
150(5.91)
Weight (kg (Ib.))
1.0(2.2)
1.3 (2.86)
160 (6.30)
1.5(3.3)
.230(9.06)
- 2.0(4.4)
FX-64M
270(10.63)
FX-80M
330 (12.99)
2.5 (5.5)
3.0 (6.6)
DIN rail (width: 35mm (1.38 in.))
mounting slot
M3.5 (0.14 ín.)
terminal screws
«EXTENSIÓN BLOCKS95 (3.74")
10(0.39"
W-l 0(0.39')
Mounting holes
(2-<í>5.5mm (0.27 in.))
Model
W (mm (in.))
Weight (kg (Ib.))
FX-8E, FX-8EX, FX-8EY
45 (1.77)
0.3 (0.66)
FX-16EX, FX-16EY
73 (2.87)
0.5(1.1)
FX2-24EI
45(1.77)
0.3 (0.66)
FX-232AW
45(1.77)
0.3 (0.66)
FX2-40AP, FX2-40AW
45(1.77)
0.3 (0.66)
FX-8AV
45(1.77)
0.3 (0.66)
DIN rail (width: 35mm (1.38 in.))
mouníing slot
M3.5 terminal screws
.gHANDY PROGRAMMING PANEL FX-20P-E90(3.54")
saaiss FX-20P
30
(1.18*)
|v
c
L-
90(3.44"
•VvV"¿'''".v>--íi.. te ..-r.V;.'
^Vv^i':';'
'&&•&&$!%.
í&ííi'íyA;^
'í-'-'T*"í;r;-."'V-ii.i ,>."-'/'-?
^fr-vv-JV'W'.-'K?
.^^S^
^:>:vi^w^^g^^^^nv^í¿í.íÁCií
^v;
/C'V.L-;.¿í.v,7-.--.-í.
KESS5FX-16MT
-16MR
S-® FX-32MR
3FO-ER
3J»J4
ISiTT.V
_
FX-48MR
Kfim FX-64MT
(EXTENSIÓN UNITS-
J / 1¿SJ nll.?)Í-'iv-!ir.li?¿'r¿^¿'f.ii?¿'
-32ER
AC Input Models: The OV, 24V and S/S íerminals are not present on these models. Insíead COM termináis are provided for ¡nput connections.
V [EXTENSIÓN BLOCKS!JM
j"'". '^¿-?¿Y¿xiBP A
FX-BEX
FX-8SYR
FX-16EX
Mr1
FX-8GYT
FX-16EYR
FX-BSYT
ISPECIAX BLOCKS AND ADAPTORS-
y
D r/
FXi-dOAP
T
R
FX-6AV
FXi-4CW
/
-0--ÍX
•
• '
". •'•:•'•'• •
- . '-'/\-
t
specialized terms in this catalog have been used without
much explanación. The following brief expíanations are designed
to provide a general idea of what is involved.
Please note that although many of these terms may be in common use, their meaning and usage are only explained in the
manner used by Mitsubishi Electric.
Basic Instruction
This is an instruciion within the most simple set of instructions
used to describe the basic ladder diagram. Examples are LD, AND
and OUT. The FX has two other sets: Stepladder and Applied
Instructions.
EPROM
Erasable Programmable Read Only Memory (EPROM) retains its
contents without a power supply. As its ñame suggests, it is basically read only memory, but its contents can be erased using an
ultra-violet Hght eraser, then rewritten by a ROM writer.
The FX-20P-RWM ROM water can be used to write data to the
FX's EPROM cassettes once the oíd contents have been erased by
an ultra-violet eraser.
EPROMs are designed to provide safe non-volatile program
memory to hold programs, comments and file register data. Most
programmers use RAM for programming because it offers easier
reading and writíng. On completion, the final versión can be
safely written to the FX's EPROM cassette and used to run the
controller with assurance.
1» Battery-Bacfced
Dauoa interna! devices such as internal relays, timers and data
registersarestoredin the programmable controller's RAM. \Vhen
power islost, their status and other data are lost unless they are
designated as battery-backed.
-...
In. the F/X.many devices are already in the battery-backed
status and'wül allow the creation of auto~recovery routínes on
the restoration of power. There is also a special parameter feature
, which allows the user to select the range of devices that are to be
jS>battery-backed.
Model Ñame
The product ñame indicates the various specifications that the
FX programmable controller may have. Once understood, it can
elimínate many unnecessary errors;
General Format
FX-1 6 M R - E S / U L
Ñame of Series
Total I/O count of unií
Binary Coded Decimal (BCD)
A method whereby decimal digits are converted into binary so
that they can be ínput to and output from the binary-o ríe nted
modern mícroprocessor programmable controller.
Each decimal digit is represented indívidually by 4 binary bits.
This means BCD input thumbwheel switches require 4 inputs per
digít. The same holds for digital display units, which require 4
-kputputs to drive each decimal digit.
Unií Function
M : Base unit
E : Extensión unit
EX: Extensión inpuí block
EY: Extensión output biock
DS: 24V DC supply.
World specificatíon
ES or ESS: World spedfícation
. (if transistor,
source output)
—j Output Type
R: Relay
S: Triac (SSR)
Cycle Time /Sean Time
This ¡s the time required by the programmable controller to complete one cycle of program execution. Since most controllers
read the inputs and update the outputs only at the beginning and
end of each cycle, this time provides an indication of the response time.
The time depends on the size of the program and the type of
instruction used. The FX has a cycle time of approxímately 740/is
,y¿for 1K (l 000) steps of basic instructions.
The world specificatíon indicates the controller allows sink or
source connections to its inputs, Unless otherwise specified, the
unit accepts worldwide AC power voltages of 100 to 240V
+ 10%, -15%.
On-line/Off-line (programming)
Digital filters are created by software to replace the hardware
fílter of the input circuit. They are required to remo ve any undesirable switching noises produced by mechanical switches; they
also reduce the response time.
Unlike hardware filters, the digital filters of the FX are adjustable by programming, thus allowíng an efficient balance tó be
obtained.
With off-Hne programming, prograrns and other data are created
by the programmer in isolation from the controller. These must
then be transferred to the controller before they can be executed.
The advantage is that programs can be prepared in advance in an
office environment.
In the FX's on-line programming mode, any alterations to data
are written directly to the FX, thereby removing the need for data
transfers.
Both the FX-20P-E hand-held programmer and the MEDOC
software package allow on-line and off-line programming.
EEPROM
l-Phase/2-Phase High Speed Counters
Digital Filters
,3Í~Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM)
can be directly read/written to by the FX controller without the
need for any additional equipment.
EEPROM retains its content without a power supply, but suffers from the disadvantage that its service Ufe limits the number
of times ¡t can be written to. For this reason, even though it is
readily readable and writable, programs are normally written to
EEPROM in batches after they have been created in RAM.
33
Note: Exceptions to the above exisL
T: Transistor
l-phase counters use one count input only and the count direction is determined by a secondary input or internally controlled
by settíng special relays in the controller.
2-phase counters use two count inputSj often called phase A
and B, which are either +90° or -90° out of phase with each
other. The direction of the count can be determined by the phase
difference. The advantage is that since both of these signáis are
derived at high speed from the same encoder, forward and backward movements can be detected automatically.
psfí
tes
\^^;-^^^ff^^í}S^sQ^^^
-.' 'óz&í&t/í v Hii^: f^^^y-}?^^- ; it
li-ií?*-;*'--!;'
7?-*
^Opto-isolation
Such isolation can be found at the inputs and outputs of the FX
programmable controller. Isolation is effected by photocouplers
which prevent eléctrica! current from flowing from one side of a
Circuit to another, even in the event of a failure in the device.
They therefore offer protection by ensuring that a short circuit
error in an input does not damage other inputs or outputs.
Output Type (Relay, Transistor, Triac)
A programmable controller may require different types of outputs for different types of loads. Incorrect usage may lead to a
shortening of the life of the output device or immediate damage
to the output of the controller.
T&
Relay Output
The relay ís a general purpose output device which allows AC
or DC loads to be used and can tolérate a wide range of voltages.
The problem is that the relay is essentially a mechanical device
which suffers from response delays and chattering noises. It also
has alimited life which degrades according to frequency of usage
and the electrical rating of the load.
Routtne/Subroutine
A section of a prograrn which performs a definable job can be
regarded as a rouune^When such a Job has to be executed many
times in the program', -che FX allows it to be programrned only
once as a subroutine which can then be initíated whenever a
CALL instruction Ís encountered.
Time Sharing
Time sharing is a technlque in which the same Unes are used to
duve different devices over a time allocauon. This technique is
^particularly effective in the input and output of numencal data
usíng thebinary coded decimal format. The FX has many applied
ínstructions which sirriplify the application of this technique.
Sínce each digit uses 4 points of inputs or outputs, a huge
number of inputs and outputs are unjustifíably devoted to the
mere Job of numencal input and output. With time sharing, only
4 common input or output points are used to pass data to thumbwheel switches or digital display units. Additional select signáis
and'íatch circuitry are required, however, but they can sometimes offer the económica! solution required.
^Transistor Output
*The transistor is used to drive DC loads only. The máximum load
voltage in the case of the FX is 30V. While the FX's transistors
offer a more limited range of load ratings than the relay, they
have the advantage of a very íong Ufe and a fast response.
Triac (SSR) Output
The triac is used to drive AC loads only. In the case of the FX, the
máximum load voltage range is relatively wide, extending from
85 V to 242V. The triac's current rating is slightly lower than that
,of the relay, but it has the advantage of a very long life.
Program Memory
The programmable controller controls its outputs according to
its inputs in the manner described in its ladder circuit. The ladder
circuit is the program and must be created or transferred to the
controller. The program is stored in the program memory.
Normally, the program memory is inside the FX base unit with
a capacity of 2K steps (2000). Optional cassettes can be moumed
on the FX to gJvc it more capacity or maíntenance-free features.
RAM
Random Access Meinory (RAM) can be directly read and written
to by the processor of the controller. It is volatüe in the sense that
its contents are lost when power is removed, so a backup battery
is normally used to preserve its contents when the externa!
power supply is cut off.
In the FX, RAM. is used to store programs, information on the
status of devices like timers and relay contacts, and comments. In
addition to the 2K steps of interna! memory provided as standard,
an 8K step RAM rnemory cassette is available as an option to
expand the FX's memory capacity to 8 K steps.
**JRefresh (of inputs and outputs)
A term used to describe the processes of the reading of inputs and
the settíng or resetting of outputs. Input refresh occurs at the
beginning and output refresh occurs at the end of the program
execution cycle.
These are automatic processes performed by the system of
the controller. Additional refreshes withín the program cycle to
créate a faster response are programmable by the user with the FX.
34
Bombas Centrífugas
HALBERG NOWA
BOMBAS SIHI-HALBERG S.A
COl.UMDIA ECUADOR S. C.
" - U A. üL I N C A
No. 2764
'M EFON 05:447211 - 4 4 7 1 0 5
FAX.: 5932 442917
442916
Samaíé de Bogotá, D.C. - Colombia
fMBlA
ECUADOR
¡ENTANTB-Í
INCA
N.w
27O
ÍFS. i <
\^\7
i. 34^. No.'1-ü - 3 3 Conmutador: 360-30-11 Télex: 42288 BPH.CO. Fax: 237-49-35 A.A. 1512."1"
fox bombas
/í?r-
Pressure Sensors with Ceramic
Element
- for relative pressure measurement -
foundcd
Dr. Siebert & Kühn GmbH & Co. K
Series DSK ...
• Reasonably priced
• Unearíty <±0.5% of full scale valué
r
• 2-fold overpressure-safe
• High temperatura resistance
• No mechanical ageing or creepage
• No filling liquid necessary
Functional description
The series DSK pressure sensors
are precise, temperature-stable but
not nonetheless reasonably priced
units for measuring pressure in
liquds and gases.
Áreas of application
For stabilisation purpose, this
diaphragm is connected to a thick
aluminium oxide basepíate and ¡s
mounted in an appropriate casing
with threated connections.
i
A new type of ceramic sensor
forms the core of these units.
.¡t consists of a thin aluminíum
oxide diaphragm, on the rear side
of which thick-film resistors are
JHted ín a Wheatstone bridge
circuit.
If íhe diaphragm is subjected to
pressure, it bends slightly, therby
changing the resistance of the
thick-film resistors.
The downstream electronic
converts the resistance into an
analog sígnal.
•
Refrígeration technology
•
Mechanical engineering
•
Process engineering
•
Hydraulics
Technícal Data:
Accuracy:
Unenrily:
Hysleresis:
<¿0.5%FS
<i0.5%FS
Inlluence oí lemperature:
Zero poinl:
SensIÜvily:
Flesponse lime:
Allowable médium lemperalure:
Allowabte amblen! temperaluie:
pverpressure salely devicu:
Filling posilion:
Connectioh:
PiolGclion:
. .
<±Q.04% FS/K
_ _<±p.O_l5%FS/K lyp.
< 5_rnsec
-15"C .. i-an-c
__
_-15"C ... j-EKTC.
. • -2:fold lull .scald -valué
v.
. .. _ .«"y. '. \
in
Gj/_4¡ G J/2 mala Ihroad
"iP 65
\/
Eléctrica! Data:
ISupply:
Material:
ouipul 0-10 V : 18 - 33 V DC, 3-wlre
oulpul 0-20 rnA : 18-33 V DC, 3-w¡re
put£uU-20 mA Hj^33_VpCu2-wire_
sparkpjug DIN 43650
0-20 mA, ¿20 m_A, O-1 o V
oulpul 0-10 V : >10 kn
oulpul 0-20 mA : < 500 U
C orillee I ion:
Oulpul:
Load:
I lousing:
Melering elenient:
Packlng
aluminium, anodised
ceramlcs
. . Vilon, EPDM orÑBR"
slalnless sleel [mal.-no.: 1.4305)
Connecllon:
oulpul 4-20 mA : < (yb-11V)/0.02 A
Ordering code =
Connecllon
Type
Packlng
• ~ .Vlion
(/
G 1M
male Ihread
EPDM
NBR
Vilon
G 1/2
male lliread
EPDM
NBR
Output
0^20_mA___
4 - 20 mA
0 - 10 V
0 - 20 mA
4^20jriA
0_-_10 V __
0 - 20 mA
4 - 20 mA
0 - 10 V
0 - 20 mA
.._ 4 . - 2 ° m A
01 _-_1 0 V__ _
+
Measurlng ranqe no.
Type
DSK330 A1H
DSK 331 A1H
DSK 332 AtH •
DSK530 A1H
DSK 531 1 A1H_
DSK 532 A 1 H ~
DSK 430 A1H
DSK
DSK
DSK
DSK
DSK
431
432
330
331
332
A1H
A1H
A3H
A3H
Á3H
___0 -_ 20 mA__
~ 4 - 20 mA
0*- 10 V
0 - 20 mA
"pSK530^A3H_'
DSK 53 i A3H
DSK 532 A3H
DSK 430 A3H
_4_-20\mA_
""¿- 10 v "
DSK 431[ A3H
DSk432'A3H
Measurlng range no.
315
505
515
525
535 _ _ _
. _..„!. 545 "_~~_ ^_'_._".
025
035
045
055
065
___
075 _
085 _ _
095
105
Dr. Siebert & Kühn
GmbH & Co KG
V.-—rneasuremenL. control
Te!.: nnlional 05605/803-0
Inlemal. -M91- 5605/803-0
Fax: nalional 05605/80354/60
Inlernal. -t49i- 5605/80354/60
Telex: 99717 siko el
Sliulliweg 7-9, 342GO Kaulungen
P. D. Box 1113 34254 Kaulungen
Fqderal Republic oí Germany
Subjecl lo lechnical modilicalion
-6-
_
.._
Measurlng range (bar)
-j.i.O
-1...+0.6
-1...+ 1.5
-I...+3
_-1...-f.5
-1.1.4.9
O.V.4-1
O...f1.6
0...+2.5
0...+4
^ 0...4-6
0._..4-10
O...4.16_
0...+25
0...4-40
BOMBAS CENTRIFUGAS HALBERG TIPO NOWA
CURVAS CARACTERÍSTICAS
.IP
KALPERG
OCT 1977
Volido
ItqindoS con vi--.ro5
vi *-. rostid
"^"^r 2
ÓMo Doro líqLfidoS
i*i'itJ V"*
2O • • v
•'.g/dirO í^otencm P pura denstdn-i !' = i.O^g / dn-.J
15 da NP51I '
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ControloCONSEJO PROVI-ICUl
OE PICHINCH*
COLOMBIA ECUADOR S. C.
omu segundo»!
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