Série Optidrive - Comunicação Modbus RTU via RS-485 com CLP Nexto

Neste tutorial vamos apresentar algumas formas de fazer uma comunicação Modbus RTU via RS-485 entre o CLP da série Nexto/Nexto Xpress e o Inversor de frequência Optidrive E3.

Para o desenvolvimento do documento utilizamos a CPU XP340, mas este mesmo passo a passo pode ser utilizado para qualquer CPU série Nexto ou Nexto Xpress. O software utilizado para desenvolvimento do projeto no CLP foi o MasterTool IEC XE versão 3.20.

Dividimos em três topologias básicas o documento, todas as opções apresentam o CLP como Mestre e o Inversor de frequência como Escravo na rede RS-485 Modbus RTU.

1.    Acionamento do inversor padrão via I/Os e CLP realizando apenas a leitura de STATUS;

2.    Acionamento do inversor controlado totalmente via rede pelo CLP;

3.    Alteração de parâmetros via rede e opção de controle misto I/O e Rede.

 

Nexto Xpress Mestre – Optidrive E3 Escravo.

Rede RS-485 Modbus RTU

 

Ligação física entre os equipamentos:

Porta RS-485 do Nexto Xpress com conector pinos utilizando D+, D- e GND.

 

Porta de comunicação do inversor (conector RJ45) é necessário utilizar os pinos 7 (D-) e 8 (D+). 

 

TOPOLOGIA 1: Controle do inversor via I/O (padrão de fábrica) e leitura de dados (status) via RS-485 Modbus RTU. 

Por padrão de fábrica o inversor vem configurado para funcionar de acordo com as entradas digitais e analógicas.

 

DI1 (pino 2) – LIGA/DESLIGA MOTOR.

AI1 (pino 6) – REFERÊNCIA DE FREQUÊNCIA DO MOTOR.

Este controle pode ser por botoeira e potenciômetro diretamente no painel elétrico ou então uma saída digital e uma analógica do CLP.

Mesmo que o controle do inversor esteja sendo executado via I/O, muitas vezes é importante ter os status do inversor (frequência de saída, corrente do motor, torque do motor e etc) no CLP. Para aplicações deste tipo não é necessário realizar nenhuma alteração nos parâmetros do inversor.

O inversor de frequência vem de fábrica com somente 14 parâmetros habilitados para alteração, sendo necessário desbloquear o restante dos parâmetros no parâmetro P14.

 

Alterar o parâmetro P14 de 0 para 201 para liberar acesso a todos os parâmetros.

Os parâmetros da porta de comunicação do Inversor estão no parâmetro P36.

 

Neste caso é possível utilizar os parâmetros de fábrica para comunicação.

Tabela de registradores Modbus do inversor:

 

-    Configurações do Mestre – CLP Nexto Xpress.

Nesta parte vamos focar na configuração da comunicação no software, caso tenha dúvidas na parte de criação de projeto do Nexto Xpress, acesse o tutorial:

Nexto Xpress - Primeiros Passos

 

Com o projeto devidamente criado, dê dois cliques no menu COM1 para configurar a porta de comunicação.

OBS: Modo serial deve ser o Modo Estendido.

 

Clique com o botão direito na COM1 para adicionar a comunicação Modbus.

 

 

Na janela, selecione MODBUS Symbol RTU Master.

 

 

Clicar com o botão direito em MODBUS_Symbol_RTU_Master e adicionar um MODBUS Device.

 

 

Dentro da janela MODBUS_Device adicionar os mapeamentos necessários e as requisições.

Uma das opções é criar uma tag para cada informação que deseja ler do inversor para uma melhor organização do projeto.

 

Depois de configurados os mapeamentos é necessário montar as requisições.

Neste caso apenas um bloco de leitura com todos os dados.

 

Leitura dos dados do inversor:

 

TOPOLOGIA 2: Controle do inversor via rede (controle pelo CLP) e leitura de dados (status) via RS-485 Modbus RTU.

Alterar somente parâmetros P12 de comando do inversor. 

        Modificar de: 0 – Terminal Control (padrão)

        Para: 3 – Modbus Network Control.

 

O inversor de frequência vem de fábrica com somente 14 parâmetros habilitados para alteração, sendo necessário desbloquear o restante dos parâmetros no parâmetro P14.

 

Alterar o parâmetro P14 de 0 para 201 para liberar acesso a todos os parâmetros.

Os parâmetros da porta de comunicação do Inversor estão no parâmetro P36.

 

Neste caso é possível utilizar os parâmetros de fábrica para comunicação.

Parâmetros de escrita para o inversor podem ser verificados na tabela abaixo:

 

Neste exemplo estão sendo utilizados somente os registradores 1 e 2.

-    Mapeamentos utilizando tags criadas no projeto do Nexto Xpress.

 

Para as requisições é possível fazer uma única requisição (Escrita de Múltiplos Registers).

 

Onde:

            Control_Word é formada por algumas informações:

 

Frequency_Setpoint é a `Word` onde o usuário escreve o valor de frequência que quer que o inversor assuma (Frequência x 10).

Terminando a configuração, o bit zero da tag Control_Word vai controlar o START/STOP do inversor e a tag Frequency_Setpoint define a frequência de saída do inversor.

OBS: A entrada digital DI1 precisa estar acionada para funcionar o controle do START/STOP via rede.

TOPOLOGIA 3: Alterar os parâmetros do inversor via rede.

Também é possível alterar os parâmetros do inversor via rede. Todos os parâmetros podem ser alterados seguindo a seguinte tabela:

Dica: Para simplificar a regra é bastante simples, basta pegar o número do parâmetro que quer alterar e somar 128, sendo assim:

Para alterar o parâmetro P03 – Accel ramp time (03 + 128 = 131). É necessário escrever no registrador 131. 

 

NOTAS:

* Para estes parâmetros de escrita o comando precisa ser: 06 – Escrita de um Register. Sendo assim cada escrita precisa ser feita de forma individual, sem utilizar blocos.

* Atenção com a escala, exemplo: 

Parâmetro P01 – Max speed limit (escrevendo 3000 = 50,0 Hz). Última coluna da tabela acima tem todas as conversões.    

* A comunicação serial dos controladores Nexto Xpress permite um máximo de 32 requisições, sendo assim é importante escolher quais parâmetros necessitam controle do CLP pela rede para não escrever em todos.

- Exemplo de aplicação onde este recurso acaba sendo uma boa alternativa:

Controle START/STOP via entradas digitais e referência de frequência sendo enviada via comunicação pelo CLP, seria um controle misto.

Neste caso, inversor com os parâmetros de fábrica.

DI1 – START/STOP

DI3 – PRESET SPEED 01

Então habilita o inversor com o DI1, deixa o DI3 para START/STOP controlando a referência de frequência via comunicação vindo do CLP, escrevendo a frequência no parâmetro P20 (preset speed 1).

Parâmetro 20 + 128 = 148 (endereço de escrita).

 

 

VÍDEOS

Nesses vídeos você poderá assistir o mesmo procedimento

 

IMPORTANTE: Para que os arquivos anexados abaixo funcionem corretamente, é essencial baixar todos para a mesma pasta antes de extrair o arquivo principal (ZIP).