Novolink - moduli funzioni avanzate

— MANUALE Novolink TM – moduli funzioni avanzate

e sensori per contattori AF Integrati nel sistema X20 B&R

Applicazioni HMI

Traccia di controllo

Soluzioni di gestione degli asset

Sistemi ERP/MEP

NOVOLINK – MODULI FUNZIONI AVANZATE E SENSORI PER CONTATTORI AF MANUALE

— I nuovissimi dispositivi ABB Novolink™ aiutano a digitalizzare le soluzioni di avviamento dei motori e a ottenere maggiori informazioni sui carichi collegati. Sono facili da installare in schemi di cablaggio esistenti e da collegare ai contattori AF standard. L’installazione è rapida e semplice, grazie a un numero ridotto di cavi e componenti, che permette di minimizzare gli interventi tecnici. I dispositivi Novolink consentono la manutenzione predittiva per ridurre i tempi di fermo impianto, migliorare l’efficienza e diminuire i costi. Sono completamente integrati nel sistema di automazione B&R. Offrono inoltre ulteriori possibilità con la completa accessibilità ai dati da remoto, creando l'opportunità di fornire nuovi servizi di manutenzione con relativi guadagni aggiuntivi. Per semplificare la progettazione, ottimizzare l’operatività, risparmiare tempo e tagliare i costi, ora c’è Novolink.

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— Indice

Avviso importante

Abbreviazioni

Descrizione dell'impianto

Installazione

Descrizione delle funzioni

Gestione degli errori, manutenzione e assistenza Parametri e strutture dati sul bus di comunicazione

Applicazioni ed esempi di schemi di circuito

Dati tecnici

Informazioni sulla licenza software

Revisioni

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— 1. Avviso importante

Destinatari specifici Il presente manuale è destinato all'utilizzo da parte di tecnici specializzati in installazioni elettriche e ingegneria di controllo e automazione, informati sulle norme nazionali in vigore. Requisiti di sicurezza Il personale responsabile deve assicurare che l’applicazione o l’uso dei prodotti descritti soddisfi tutti i requisiti in materia di sicurezza, comprese tutte le leggi, i regolamenti, le linee guida e le normative pertinenti.

Simboli usati nel presente manuale

Simbolo che indica una situazione potenzialmente pericolosa in grado di provocare danni all’UMC o ai dispo- sitivi a esso collegati, o all’ambiente

Simbolo che indica informazioni e condizioni importanti

Simbolo che indica una situazione potenzialmente pericolosa in grado di causare lesioni alle persone

Dichiarazione di Cybersicurezza Il prodotto è progettato per essere collegato e per comunicare informazioni e dati mediante un’interfaccia di rete. Spetta esclusivamente al cliente predisporre e garantire costantemente una connessione sicura tra il prodotto e la propria rete o qualsiasi altra rete (a seconda dei casi). Il cliente è tenuto ad adottare e mantenere misure adeguate (tra cui, ma senza pre- tesa di esaustività, installazione di firewall, applicazione di misure di autenticazione, codifica dei dati, installazione di pro- grammi anti-virus, ecc.) per proteggere il prodotto, la rete, il relativo sistema e l'interfaccia, da qualsiasi forma di violazione della sicurezza, accesso non autorizzato, interferenza, intrusione, perdita e/o furto di dati o informazioni. ABB Ltd e le sue consociate non rispondono di danni e/o perdite derivanti da detti casi di violazione della sicurezza, accesso non autorizzato, interferenza, intrusione, perdita e/o furto di dati o informazioni. — 2. Abbreviazioni

SCV

Modulo Sensore Avanzato per Corrente e Tensione

SFM Modulo Funzioni Avanzate MS… Salvamotore MO… Salvamotore solo magnetico

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— 3. Descrizione dell’impianto

3.1 Panoramica Il presente manuale descrive il Modulo Funzioni Avanzate SFM1 e il modulo sensore opzionale SCV10-40. Il modulo SFM1 con- sente il controllo e il monitoraggio remoti dei contattori AF mediante il bus X20 all’interno di un PLC B&R. Il modulo sensore di tensione e corrente opzionale SCV10-40 può essere collegato al modulo SFM1 e offre funzioni per la protezione del motore e dell’applicazione.

La figura seguente mostra i componenti principali e loro possibili combinazioni per ottenere soluzioni complete di avviamento.

Contattori AF09...AF96

Modulo Funzioni Avanzate

Modulo Sensore Avanzato per Corrente e Tensione

— 01: Sulla sinistra è mostrata una soluzione completa, composta da un Avviatore Diretto (DOL) con un MO132 come dispositivo per la protezione da cortocir- cuito, contattore AF, SK1, Modulo Funzioni Intelligente (SFM) e modulo sensore intelligente di corrente e tensione (SCV) comprendente la protezione del mo- tore completa. Sulla destra è illustrata una soluzione base, con MO132 per protezione motore e Modulo Funzioni Intelligente (SFM) per controllo remoto.

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3.2

Codici d’ordinazione

Descrizione tipo

Descrizione

Codice d’ordine

SFM-CAB-RJTB.1-500

Cavo di collegamento RJ45 - X20 Morsettiera di X20BT9400, 5m

1SVM823000R0500

SFM-CAB-S.1-50

Cavo di collegamento SFM al Sensore 0,5m

1SVM811000R0050

SFM-CAB-S.1-25

Cavo di collegamento SFM al Sensore 0,25m

1SVM811000R0025

SCV10-40.1

Sensore di corrente - tensione

1SVM320010R0000

SFM1-A11.1

Modulo Funzionalità Avanzate con protocollo X2X

1SVM120012R0000

3.3 Modulo funzioni avanzate (SFM) Il Modulo funzioni avanzate SFM1 può essere fissato a scatto sui contattori AF09 – AF96 con bobina a 24V. Il modulo è dotato di due interfacce X2X per i collegamenti in entrata e in uscita. Il modulo ed il contattore sono alimentati entrambi dall’alimen- tazione a 24V c.c. del modulo SFM1 stesso. Un ingresso digitale consente di ricevere un segnale ausiliario, ad esempio da un dispositivo per la protezione da cortocircu- ito come il salvamotore MO132. Il segnale ausiliario può essere letto dal PLC e utilizzato per vari scopi. In via opzionale, utiliz- zando un cavo piatto è possibile collegare un modulo sensore al modulo SFM1. Il contattore AF è collegato meccanicamente a una leva, che a sua volta offre un feedback visivo della posizione del contat- tore nella parte frontale del modulo SFM. La leva consente anche di attivare il contattore per scopi di test. Il LED di stato mo- stra lo stato attuale dell’operazione dallo stesso SFM1. Il modulo SFM è totalmente integrato in B&R Automation Studio, semplificando l’utilizzo dei moduli SFM/SCV. Il file HWX of- fre la possibilità di configurare entrambi i moduli e selezionare i valori di processo da trasmettere ciclicamente tra il modulo SFM1 e il PLC. I valori possono anche essere richiesti in versione aciclica dal PLC.

— 02: Diagramma a blocchi di SFM1 e SCV. Entrambi i dispositivi sono collegati a un’interfaccia di serie per lo scambio dei dati.

3.4 Modulo sensore avanzato per corrente e tensione (SCV) Il modulo SCV10-40 è un’unità di sensori avanzati per la misurazione della tensione, della corrente, della frequenza, e altre quantità fisiche derivate come il cos phi, la potenza reale, ecc. (vedere la sezione 8.3 per ulteriori dettagli). È dotato di sensori di corrente passante per misurare la corrente in tutte e tre le fasi del carico collegato. Offre anche l’opzione di misurare la tensione da linea a linea delle tre fasi fino a 690 V c.a.. Un cavo a nastro, che fornisce anche l'ali- mentazione, collega il modulo SCV10 con il modulo SFM1. Il modulo SCV10-40 offre una protezione da sovraccarico termico secondo IEC/EN 60947 per motori a induzione monofase e trifase. I parametri corrispondenti come la classe di intervento e la corrente nominale possono essere configurati dall’interno del PLC.

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— 4. Installazione

4.1

Assemblaggio e smontaggio

Assemblaggio Il modulo SCV10-40 può essere montato su qualsiasi guida DIN standard. Non servono attrezzi. In alternativa, può essere montato con viti su una piastra di supporto. Vedere i disegni dimensionali nell’appendice per ulteriori dettagli. Il modulo SFM1 deve essere fissato sul contattore AF fino a quando non si sente lo scatto. Smontaggio Tirare la levetta bianca prima di smontare il modulo SFM1 dal contattore. Assicurarsi che il contattore non sia in tensione. Il collegamento bus agli altri dispositivi viene interrotto. 4.2 Collegare i moduli SFM al sistema X20 Il diagramma seguente mostra il concetto di cablaggio generale di un sistema di moduli SFM1. Viene mostrata soltanto la parte relativa al bus di campo.

— 03: Per collegare il X20BT9400 al primo modulo SFM1, usare il cavo preconfezionato SFM-CAB-RJTB.1.

Su un lato, il SFM-CAB-RJTB è dotato di cavo con scherma- tura collegato alla morsettiera. Tutti i cavi necessari sono già collegati alla morsettiera X20. Per tenere premuta la scher- matura contro la piastra di terra possono essere usate delle fascette. L’altro lato del cavo presenta una presa RJ45 che può essere collegata direttamente al modulo SFM1.

Montare la morsettiera al modulo bus.

Collegare la schermatura al collegamento a terra del modulo bus previsto utilizzando il capicorda come mostrato nella fi- gura seguente.

Solo l’interfaccia di comunicazione sul modulo SFM1 è alimentata con l’energia fornita dal modulo X20BT9400. I contattori sono alimentati mediante X1 del modulo SFM1. Vedere il diagramma a blocchi prece- dente per dettagli

Controllare gli esempi di collegamento sul modulo X20BT9400 su come alimentare il bus X2X. Regolare il ca- blaggio SFM-CAB-RJTB preconfezionato in base alle proprie esigenze.

Per il collegamento da un modulo SFM a un altro modulo SFM, usare un cavo RJ45. Per ulteriori dettagli, vedere il capitolo sui dati tecnici. Non è necessario terminare il bus dopo l’ultimo modulo.

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4.3 Contattori AF e accessori supportati Il modulo SFM1 può essere montato su tutti i contattori da AF09 a AF96 alimentati a 24V come indicato nella tabella se-

guente. Misura 1

Misura 2

Misura 3

Misura 3,5

AF09ww-xx-yy-zz

AF26ww-xx-yy-zz

AF40ww-xx-yy-zz

AF80ww-xx-yy-zz

AF12ww-xx-yy-zz

AF30ww-xx-yy-zz

AF52ww-xx-yy-zz

AF96ww-xx-yy-zz

AF16ww-xx-yy-zz

AF38ww-xx-yy-zz

AF65ww-xx-yy-zz

zz= bobine 11, 21 e 30

zz= bobina 11

Morsetto: a vite, Push-in

Morsetto: a vite:

xx: yy:

22, 30 Numero e tipo di contatti ausiliari .

La bobina del contattore è alimentata mediante X1 del modulo SFM1. Non deve esserci alimentazione attra- verso i morsetti A1/A2 al contattore.

4.4 Collegare il modulo SFM1 all’alimentazione 24 V Il modulo SFM1 deve essere alimentato con 24 V c.c.. I 24 V in c.c. sono usati per alimentare la bobina del contattore e per dare potenza al modulo stesso (eccetto la parte di comunicazione). È possibile realizzare un loop-through dei 24 V in c.c. al modulo successivo per semplificare il cablaggio complessivo.

La polarità del collegamento dei 24 V c.c. è importante. In caso di polarità errata, il contattore si attiva senza nessun comando bus.

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— 5. Descrizione delle funzioni

Il presente capitolo contiene una panoramica delle varie funzioni e di come configurarle.

5.1 Funzioni di gestione del motore Nel presente paragrafo sono descritte le funzioni relative alla gestione del motore. La figura 04 offre una panoramica delle funzioni generali.

tempo di avviamento del motore in esecuzione

Supervisione all'avvio*

Corrente max di avvio

motor startup time running cooling time running Posizione

Mo itoraggio della posizione del contattore

Marcia avanti

Controllo del contattore

Tempo di raffreddamento in esecuzione

Tensione di controllo del contattore <19V

Input digitale SFM1

Input digitale 1 (X3)

Anomalia esterna

Filtro input DI

— 04: Flusso dati generale delle funzioni relative alla gestione del motore. I parametri sono scritti in corsivo. I segnali di comando e monitoraggio sono scritti in grassetto. *) La funzione di monitoraggio del tempo di avviamento è disponibile solo se è presente il modulo SVC.

5.1.1 Prova di commutazione meccanica Nella parte frontale del modulo SFM1, il pistone indica la posizione meccanica del contattore AF. Il pistone è direttamente in- terbloccato in modo meccanico con il contattore AF e rende possibile l'attivazione manuale del contattore per scopi di test. Per attivare il contattore, premere il pistone con un cacciavite.

L'attivazione manuale del pistone e quindi del contattore può essere effettuata da chiunque abbia fisica- mente accesso al modulo SFM1, in qualsiasi momento. Adottare misure di sicurezza per prevenire avviamenti del motore non desiderati, ad esempio bloccando la porta del quadro.

5.1.2 Controllo remoto del contattore AF / accensione o spegnimento del motore Il contattore AF può essere acceso e spento da remoto dal PLC. L’operazione di commutazione è monitorata grazie al feedback sullo stato della leva integrata, e le informazioni di controllo meccanico sono disponibili attraverso un bus. Sul PLC deve essere attuato un meccanismo di reazione idoneo per la mancata corrispondenza tra il comando impartito e l'effettivo stato del contattore. Ingresso sgancio esterno L’ingresso digitale è progettato per monitorare lo stato di un dispositivo esterno per la protezione da cortocircuito (fusibile, salvamotore, ecc.). Lo stato di questo ingresso è disponibile nel PLC ed è possibile attuare un meccanismo di reazione idoneo (ad es. resettare il bit di comando ON e registrare un messaggio di diagnosi nel registro eventi del sistema).Il tempo del filtro DI può essere regolato. 5.1.3

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5.1.4 Monitoraggio in tempo reale Questa funzione effettua il monitoraggio del tempo di avviamento del motore ed è disponibile solo se è presente il modulo SCV. Il tempo reale di avviamento del motore è considerato il tempo t2-t1 in secondi, vale a dire il momento in cui il motore è stato avviato (t1), e la corrente si riduce di nuovo fino al 135% (t2). Se non viene raggiunta la soglia definita, si imposta un va- lore sostitutivo in base alla classe di intervento (5E ->1.5s, 10E -> 3s, 20E -> 6s, 30E -> 9s).

Il tempo di avviamento del motore può essere usato per realizzare funzioni di monitoraggio o protezione nel PLC che dovreb- bero essere attive solo durante l’avviamento del motore, oppure dopo di esso.

5.2 Funzioni di monitoraggio e protezione Insieme al modulo SCV, il modulo SFM1 offre le funzioni di protezione elencate nella tabella sottostante. Per fare sì che le fun- zioni di monitoraggio e protezione siano attive, è necessario impostare il tipo di rete e la frequenza di rete nominale. Protezione da sovraccarico termico Insieme al modulo SCV, il modulo SFM1 protegge i motori monofase e trifase in corrente alternata in conformità alla norma IEC 60947-4-1. La classe di intervento può essere impostata come classe 5E, 10E, 20E o 30E. Il modello termico avanzato del motore considera sia le parti in rame che quelle in ferro del motore, offrendo così la migliore protezione dello stesso. La pro- tezione da sovraccarico termico può essere attivata o disattivata. 5.2.1 Prima che si verifichi uno sgancio da sovraccarico, nel PLC può essere generato un preavviso monitorando il carico termico in %. Durante le situazioni di sovraccarico elevato, il preavviso potrebbe essere emesso pochi secondi prima dell’effettivo sgan- cio. Il modello termico calcola una stima del “tempo di sgancio” nelle attuali condizioni di carico. Se il motore è spento, il tempo di sgancio indica 6.553 secondi (nel cui caso non interviene mai). Se il motore è in funzione, il tempo di sgancio previsto viene aggiornato regolarmente. Minore è il valore, prima avviene lo sgancio.

Dopo uno sgancio da sovraccarico, il tempo restante di raffreddamento (vale a dire tempo per il riavvio) è calcolato regolar- mente ed è disponibile per l’utente. Il motore può essere riavviato se il tempo di raffreddamento è di 0 secondi.

Dopo il verificarsi di un intervento, viene calcolato il “tempo di raffreddamento”. Il motore può essere riavviato dopo un tempo definito oppure dopo che il carico termico è sceso al di sotto di una soglia predefinita. Una volta che il motore si è raf- freddato a sufficienza è possibile attivare un riavvio automatico del motore. Protezione da perdita di fase Questa funzione protegge il motore dalla situazione estrema in cui vi è una perdita di fase completa. Una perdita di fase non rilevata può provocare danni al motore dovuti all’improvviso aumento di corrente nelle due fasi rimanenti. Questa funzione si basa sulla corrente del motore e rileva una perdita di fase mentre il motore è in funzione. Se abilitata, la protezione da so- vraccarico termico esegue uno sgancio accelerato durante la perdita di fase. 5.2.2

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5.2.3 Protezione da squilibrio di corrente La protezione da squilibrio di corrente protegge il motore da uno squilibrio di corrente tra le varie fasi. Il livello di intervento per squilibrio va regolato con attenzione per proteggere gli avvolgimenti del motore dal surriscaldamento. Osservare even- tuali regole o linee guida fornite dal costruttore del motore.

Se attivato, il modulo SFM fa intervenire il contattore non appena lo squilibrio misurato supera la soglia di intervento confi- gurata per un tempo più lungo del tempo di ritardo configurabile.

— 05: diagramma a blocchi che mostra il flusso del segnale della protezione da sovraccarico termico e i valori di misurazione basati sulla cor- rente e sulla tensione. I parametri sono scritti in corsivo. I valori misurati disponibili sul bus X2X sono in grassetto.

Parametri correlati: • Classe di intervento • Corrente nominale I e • Attivazione / disattivazione della protezione da sovraccarico • Modalità di raffreddamento motore • Tempo di raffreddamento motore • Soglia di riavvio • Reset guasti automatico • Configurazione intervento per perdita di fase (corrente) • Ritardo perdita di fase (corrente) • Attivazione / disattivazione della protezione da squilibrio di corrente • Soglia di intervento squilibrio di corrente • Ritardo squilibrio di corrente

5.2.4 Monitoraggio della sequenza di fase Questa funzione di monitoraggio può essere usata per impedire che l’apparecchiatura collegata ruoti nella direzione sba- gliata. La reazione a una sequenza di fase errata deve essere programmata nel PLC. Le informazioni sulla sequenza di fase non sono disponibili nella modalità di funzionamento monofase.

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5.2.5 Avviamento ciclico del motore Alcune applicazioni richiedono cicli di avviamento/funzionamento/arresto periodici. L’impostazione di tali applicazioni ri- chiede attenzione nel selezionare i tempi di raffreddamento o definire il periodo di avviamento più breve possibile. Il dia- gramma seguente mostra tre cicli di avviamento successivi. In ogni ciclo, il motore si avvia al 700% I e . Il carico elevato dura circa 7 secondi. Dopodiché la corrente ritorna a I e entro 6 secondi e rimane al 100% I e per circa 180 secondi. A T1 il motore si spegne e si raffredda per 200 secondi. L’avviamento successivo si verifica a T2. Anche durante questo ciclo il motore si raf- fredda per 200 s, ma il carico del motore termico calcolato è già superiore al 40%. Come previsto, il terzo avviamento a T4 porta a uno sgancio per sovraccarico termico. Per le modalità di funzionamento ciclico è importante mantenere i cicli abbastanza a lungo per consentire al motore di raffreddarsi a sufficienza. Per gli schemi di avviamento ciclico è meglio selezionare l’opzione di modalità raffreddamento “Restart Level” (Livello di riavvio) che consente il riavvio in base al livello di carico termico. Nel caso mostrato sotto, il terzo avviamento sarebbe quindi consentito non prima del punto T5.

Θ T : Carico termico del motore Θ R : Livello di riavvio configurato T x : Tempo di manovra t: Tempo

θ T

120

100

θ R

t[s]

200

400

600

800 1000 1200 1400 1600

— 06: Andamento della temperatura del motore calcolata dopo numerosi avviamenti. La protezione interviene dopo il terzo avviamento a causa degli avviamenti troppo frequenti in un tempo determinato.

5.2.6 Protezione delle apparecchiature collegate I valori misurati sono disponibili per ulteriori elaborazioni nel PLC. In base a variazioni significative delle grandezze elettriche è possibile rilevare i seguenti problemi alle apparecchiature: Apparecchiatura monitorata Variazione osservata Problema potenziale Pompa Cos phi / potenza attiva troppo basso/a Pompa funzionante a secco Pompa Corrente motore troppo elevata Filtri ostruiti, valvola chiusa Nastro trasportatore Cos phi / potenza attiva troppo basso/a Cinghia rotta Nastro trasportatore Corrente / potenza attiva troppo elevata Cinghia sovraccarica / bloccata Ventilatore Cos phi / potenza attiva troppo basso/a Ventilatore a riposo, ventilatore difettoso Pressa, miscelatore Corrente motore / potenza attiva troppo elevata Apparecchiatura bloccata Riduttori Corrente motore / potenza attiva troppo elevata Inceppamento, blocco, mancanza di lubrificazione Riscaldatori Potenza attiva troppo bassa, corrente troppo bassa Riscaldamento non funzionante, bobina riscaldamento rotta Generalmente, uno o più valori saranno confrontati con i valori di soglia specifici dell’applicazione. Se i valori non rientrano nell’intervallo, viene generato un segnale che potrebbe poi essere ritardato per un certo tempo e usato per far intervenire al- tre azioni, come la creazione di una voce di registro eventi o l’arresto/avviamento del motore.

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In base ai dati di processo disponibili, è possibile attuare funzioni non legate ad apparecchiature specifiche, come quelle elencate sotto: Funzione nel PLC Dati di processo richiesti Descrizione Protezione da stallo Corrente motore Durata tempo di avviamento motore Le apparecchiature sensibili ai rotori bloccati (es. Agitatori) possono essere protette monitorando la corrente di

avviamento del motore durante la fase di avviamento. Se la corrente è troppo elevata per un tempo più lungo, il motore può essere arrestato più velocemente del tempo di reazione del modello termico Se il motore è in funzionamento normale (finito il tempo di avviamento) la corrente può essere monitorata per evitare di raggiungere un valore critico. Alcune apparecchiature sensibili agli avviamenti troppo frequenti possono essere protette assicurando che trascorra un tempo minimo prima di consentire un nuovo avviamento. In alternativa, il numero di avviamenti è limitato a un certo numero per ora. Se la tensione è inferiore a una certa soglia, i carichi non richiesti possono essere disattivati per stabilizzare l’alimentazione In alcuni casi, i carichi a riposo possono essere disattivati per risparmiare energia o per altri motivi collegati al processo. Se lo squilibrio di fase supera una certa soglia di carico, possono essere innescate delle azioni definite dall’utente. Se la tensione o corrente media supera una certa soglia, possono essere innescate delle funzioni definite dall’utente.

Protezione da inceppamento

Corrente motore Tempo di avviamento motore in corso

Prevenire avviamenti frequenti

Tempo fra gli avviamenti

Distacco dei carichi in caso di alimentazione instabile

Tensione

Rilevamento carico a riposo

Cos phi / potenza attiva

Squilibrio di fase di tensione

Squilibrio di tensione

Soglia di tensione / corrente

Correnti di tensione di linea

Dal momento che questi compiti sono per lo più specifici di un’applicazione, al PLC e all’applicazione vengono forniti i valori elettrici grezzi.

Per rilevare un rotore bloccato in fase di avviamento del motore si potrebbe attuare un programma PLC principale come se- gue:

Tempo di avviamento del motore in esecuzione

Comparatore analogico >=

Rotore bloccato durante l'avviamento

— 07: Programma semplificato per rilevare un rotore bloccato in base a dati di processo inviati dai moduli SFM1 + SCV. La funzionalità deve essere attuata in un programma PLC, ed è necessario regolare le soglie in base alle esigenze specifiche dell’applicazione.

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Valore

Descrizione

Corrente

In tutte e tre le fasi, la corrente è misurata utilizzando un algoritmo di misurazione true RMS. Valori di misurazione disponibili: • Corrente L1, L2, L3 come % di I e o in valore assoluto • Corrente media di tutti e tre i valori in % di I e o come valore assoluto • Corrente media all’ultimo sgancio in % di Ie o come valore assoluto • Squilibrio di corrente in %.

I 1 + I 2 + I 3 3

I avg =

max(|I 1 – I avg |,|I 2 – I avg |,|I 3 -I avg |) I avg

Squilibrio % = 100

• Distorsione armonica totale (THD) in % in base alla corrente. Il valore THD è calcolato come rapporto tra l’ampiezza rms delle N armoniche e l’ampiezza rms della frequenza fondamentale. THD = √ I 2 + I 3 + ... + I N I 1 Dove I1 è l’armonica fondamentale, I2 la seconda armonica, I3 la terza armonica e così via. • Guasto a terra in % di I e . Viene calcolato come segue: 2 2 2

| i 1 + i 2 + i 3 → → → |

Ifault [%] = 100*

√ 2 • I n Dove i 1 , i 2 , i 3 sono i fasori di corrente in ogni fase. I e è la corrente nominale configurata dei sensori. • Frequenza come valore assoluto Valori collegati al motore: • Carico termico in %. Se il valore raggiunge il 100 % la protezione interviene. • Tempo di intervento in secondi se il motore continua a funzionare alle condizioni di carico di corrente • Tempo di raffreddamento in secondi prima che il motore possa riavviarsi. →→→

Tensione

La tensione tra le fasi è misurata utilizzando un algoritmo di misurazione true RMS. Valori di misurazione disponibili: • Tensione fase-fase U L1/L2 , U L2/L3 , U L3/L1 come valori assoluti • Tensioni U L1/N , U L2/N , U L3/N misurate tra una fase e il punto a stella virtuale creato Internamente nel modulo SCV. • Squilibrio di tensione in multipli di 0,1 %

V 1 + V 2 + V 3 3

V avg =

max(|V 1 – V avg |,|V 2 – V avg |, | V 3 -V avg |) V avg

Squilibrio % = 100

• Distorsione armonica totale (THD) in % in base alla tensione. Il valore THD è calcolato come rapporto tra l’ampiezza rms delle N armoniche e l’ampiezza rms della frequenza fondamentale. THD = √ V 2 + V 3 + ... + V N V 1 2 2 2

Dove V1 è l’armonica fondamentale, V2 la seconda armonica, V3 la terza armonica e così via.

Potenza / cos phi

In base alla corrente, vengono fornite ulteriori quantità elettriche di tensione e angolo di fase: Valori di misurazione disponibili: • Cos phi nelle fasi 1, 2 e 3 • Potenza attiva per le fasi 1, 2 e 3 • Potenza apparente per le fasi 1, 2 e 3

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5.3 Funzioni relative alla comunicazione In questa sezione sono descritti i parametri relativi al comportamento stesso della comunicazione. Funzione Descrizione Modulo monitorato

Se manca un modulo, viene inserita la modalità di servizio del PLC

Modalità OSP (Output Set Predefined)

Vedere i manuali B&R

5.4 Dati di manutenzione I moduli SFM1 e/o SVC offrono le seguenti caratteristiche: Valore

Descrizione

Ore di esercizio

Le ore di esercizio del carico (vale a dire quando il contattore era chiuso). Il contatore può essere resettato dal PLC ad es. in caso di sostituzione del motore. Le ore di fermo del carico (vale a dire quando il contattore era aperto). Il contatore può essere resettato dal PLC ad es. in caso di sostituzione del motore. Viene contato il numero di manovre del contattore AF. Nel caso di carico motore, questo contatore è uguale al numero di avviamenti del motore. Il contatore può essere resettato dal PLC ad es. in caso di sostituzione del contattore.

Ore di fermo

Contatore di commutazione

Numero di interventi complessivi

Il contatore può essere resettato dal PLC ad es. dopo la manutenzione.

Numero di interventi per sovraccarico termico

Il contatore può essere resettato dal PLC ad es. dopo la manutenzione.

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— 6. Gestione degli errori, manutenzione e assistenza

Il capitolo contiene le seguenti informazioni • Gestione degli errori dei moduli SFM1 e SCV • Spiegazione dettagliata di tutti i messaggi di errore e diagnosi • Funzioni relative alla manutenzione e all'assistenza

Gestione degli errori del modulo SFM1 Quando il modulo SFM1 rileva una condizione di intervento, lo sgancio viene bloccato. Quando uno sgancio entra in blocco, rimane così anche se la condizione di guasto sottostante viene eliminata fino al riconoscimento da parte di un comando di reset guasti mediante il bus X2X. L’impostazione del parametro “Reset guasti automatico” determina il modo in cui il modulo SFM1 gestisce gli sganci di protezione. • Off (impostazione predefinita): gli sganci di protezione devono essere riconosciuti dall’utente e solo via fieldbus. • On: gli sganci di protezione, sganci per squilibrio di fase di corrente e sganci per perdita di fase di corrente sono ricono- sciuti in automatico senza l’intervento di un operatore umano o del PLC remoto se la condizione di sgancio non sussiste più (ad es. tempo di raffreddamento finito).

Storico guasti Nel modulo SFM1 non viene archiviato nessuno storico guasti. I registri eventi devono essere costruiti nel PLC.

Indicatore di guasto in SFM1 Il modulo SFM1 offre le seguenti possibilità per indicare un intervento o un guasto: • Indicazione mediante LED sul modulo SFM1. Il LED di guasto rosso si accende in caso di intervento e rimane acceso fino al riconoscimento dello stesso. • Segnalazione mediante X2X: In caso di intervento, il bit corrispondente nel telegramma di comunicazione ciclico è impo- stato su logical-1. — Messaggi di guasto La tabella seguente elenca tutti i messaggi di diagnosi e di guasto e le possibili cause di fondo dei guasti. Offre una prima in- dicazione su dove cercare i guasti e come risolverli. Segnalazione Creato in Fonte / causa di fondo Possibile causa / azione suggerita

Sovraccarico termico (porta allo sgancio)

SFM+SCV

Lato di carico

Intervento per sovraccarico termico del motore. Verificare le condizioni del processo Controllare se il tempo di raffreddamento è troppo breve Controllare I e e le impostazioni della classe di intervento Almeno una corrente di fase è al di sotto della soglia della perdita di fase Controllare il fusibile intervenuto Verificare che non vi siano contatti allentati Controllare l’usura dei contatti Carico o rete non simmetrici Cablaggio errato, contatti allentati Controllare il lato di alimentazione/carico. Controllare il cablaggio Il modello termico ha raggiunto il livello di allerta. Se la condizione di sovraccarico persiste, dopo poco si verifica un intervento.

Perdita di fase (porta allo sgancio)

SFM+SCV

Lato alimentazione Lato di carico Contattore

Squilibrio di corrente sopra la soglia (porta allo sgancio)

SFM+SCV

Lato di carico Lato alimentazione

Lato di carico

Il modello termico ha raggiunto il livello di allerta

PLC 1

Controllare le condizioni di carico del motore Verificare che non vi siano problemi meccanici

Cablaggio, Contattore

Manca il feedback atteso da un contattore dopo la fine del tempo di controllo. Controllare il cablaggio del contatto ausiliario all’ingresso SFM corretto. Controllare l’aumento del tempo di controllo contattore La corrente del motore è al di sotto della soglia definita dall’utente, ad es. in caso di funzionamento a riposo del motore, una pompa funzionante a secco, o un nastro trasportatore rotto. Controllare il carico del motore e le condizioni del motore / di processo. Attendere la fine del tempo di raffreddamento Corrente motore al di sopra della soglia dovuto a inceppamento dell’apparecchiatura Controllare le condizioni del processo (rimuovere la causa di blocco). Attendere la fine del tempo di raffreddamento.

Errore di controllo

PLC 1

Processo

Corrente motore al di sotto della soglia di corrente

PLC 1

Lato di carico Meccanica lato di carico

Corrente motore al di sopra della soglia di corrente

Lato di carico

NOVOLINK – MODULI FUNZIONI AVANZATE E SENSORI PER CONTATTORI AF MANUALE

Segnalazione

Creato in

Fonte / causa di fondo Possibile causa / azione suggerita

Parte elettrica lato di carico

Collegamento tra una o più fasi e la terra Controllare il cablaggio / motore (problema di sezionamento) Aumentare il tempo di ritardo di intervento per superare i problemi di condensazione

Guasto a terra (sensore esterno o interno) sopra la soglia di intervento

PLC 1

Frequenza di linea non rilevata

SFM+SCV

Alimentazione

Frequenza al di fuori dell’intervallo. Controllare l'alimentazione.

Autotest HW (porta allo sgancio)

SFM+SCV

Elettronica

Rilevato guasto hardware. SmartFunctModuleHWFault SensorModuleHWFault Sostituire il modulo

Modulo SCV mancante (porta allo sgancio)

SFM

Elettronica

Cavo di comunicazione non collegato. Rottura cavo o modulo SCV in errore hardware

Meccanica lato di carico Il carico del motore è troppo basso. Controllare il carico, ad es. se una pompa sta funzionando a secco o un carico del trasportatore è rotto. Meccanica lato di carico Il carico del motore è troppo alto. Controllare se il carico è bloccato o stretto.

Potenza da minimo carico

PLC 1

Potenza da massimo carico

PLC 1

Lato di carico

La tensione di alimentazione è troppo bassa o troppo alta. Controllare l’alimentazione del motore. Le armoniche sul lato alimentazione sono troppo alte. Controllare la propria rete.

Tensione non nelle Spec

PLC 1

Lato alimentazione

THD troppo alta

PLC 1

Tempo di raffreddamento in corso SFM+SCV

Processo, Lato di carico Motore intervenuto per sovraccarico termico. Riavvio possibile una volta trascorso il tempo di raffreddamento

Parametro non nell’intervallo (porta allo sgancio)

SFM+SCV

Elettronica, Configurazione

Qualcuno ha provato a scrivere un parametro non rientrante nelle specifiche Controllare il numero del parametro che causa il problema e modificare il valore. Raggiunto il tempo (ore) max. di funzionamento del motore Eseguire la manutenzione del motore. Resettare il contatore Il motore non ha funzionato per molto tempo Avviare il motore per controllare che sia tutto a posto

Meccanica lato di carico

Superato il tempo (ore) di funzionamento del motore

PLC 1

Lato di carico

Superate le ore di fermo motore

PLC 1

Lato alimentazione

Controllare l’alimentazione

Frequenza di linea al di fuori dell’intervallo

PLC 1

Lato alimentazione, Lato di carico

L’ordine delle fasi non è L1/L2/L3.

Sequenza di fase errata (inversione) PLC 1

Tensione di controllo contattore <19V

SFM

Contattore

Alimentazione 24V troppo debole Cablaggio errato, diametro cavi troppo piccolo Controllare l’installazione di SFM1

Corto circuito dell’uscita contattore (porta allo sgancio)

SFM

Contattore

Guasto contattore Connettori bobina SFM in corto

1 Il rilevamento dei guasti e la gestione all’interno del PLC non sono attuati per impostazione predefinita.. Sono spe- cifici dell’applicazione e devono essere sviluppati come parte del progetto di automazione B&R.

— LED nella parte frontale del modulo SFM1 Verde Off

Modulo non alimentato Modalità RESET Modalità PREOPERATIVA Modalità FUNZIONAMENTO

Un lampeggio Lampeggiante On

Rosso Off Doppio lampeggio

Alimentazione modulo non collegata o tutto OK Alimentazione bus insufficiente o non collegata

Arancio (Rosso + Verde)

Sgancio della protezione

Un lampeggio Rosso, Arancio

Firmware non valido

NOVOLINK – MODULI FUNZIONI AVANZATE E SENSORI PER CONTATTORI AF MANUALE

— 7. Parametri e strutture dati sul bus di comunicazione

Tutti i dati elencati sotto sono definiti nel file HWX e possono essere configurati in B&R Automation Studio.

7.1

Monitoraggio dati

pericolo Byte Bit

Descrizione

Nome parametro

Registro / accesso

Ingresso digitale X3

DigitalInputX3

0 / r

Marcia in avanti (DOL)

RunningForward

Riservato

Dati pronti (stato somma)

SumStatusDataReady

Sintesi guasto

SumFault

Tensione di controllo contattore < 19V

ContactorVoltageLow

Parametro non nell’intervallo

ParameterOutOfRange

Errore HW Modulo Funzioni Avanzate

SmartFunctionModuleHWFault

1 / r

Corto circuito azionamento uscita contattore (ovvero corrente >2A per >2s)

ContactorOutputSortCircuit

2 × 7

Riservato

–

Modulo sensore pronto (dati pronti)

SensorModuleReady

30 / r

Modulo sensore mancante

SensorModuleMissing

Intervento per squilibrio di corrente

CurrentImbalanceTrip

Perdita di fase

CurrentPhaseLossTrip

Intervento per sovraccarico (modello termico)

OverloadTrip

Tempo di raffreddamento motore in corso

CoolingTimeRunning

Tempo di avviamento motore in corso

StartupTimeRunning

Sequenza di fase stato I

PhaseSequenceCurrent

Sequenza di fase stato U

PhaseSequenceVoltage

31 / r

L1 intervento perdita di fase corrente

CurrentPhaseLossTripL1

L2 intervento perdita di fase corrente

CurrentPhaseLossTripL2

L3 intervento perdita di fase corrente

CurrentPhaseLossTripL3

Modulo Sensore Guasti HW

SensorModuleHWFault

Frequenza di linea non rilevata

LineFrequencyNotDetected

Riservato

–

Nessuna misurazione di tensione supportata da questo modulo sensore

NoVoltageMeasurementSup-ported

7.2

Dati di comando

pericolo Byte Bit

Descrizione

Nome parametro

Registro / accesso

0: Contattore OFF

RunForward

2 / w

1: Contattore ON

1 × 3

Riservato

Reset intervento

ResetErrors

Reset contatore di commutazione contattore A ResetCounterContactorA

Reset ore di funzionamento motore

ResetMotorRunHours

Reset ore di fermo motore

ResetMotorStandStillHours

Numero di reset degli interventi termici

ResetNoOfThermalTrips

3 / w

Numero di reset di tutti gli interventi

ResetNoOfAllTrips

2-4

Riservato

Posizione di test. Se impostato su 1 (true) non ci sarà intervento in caso di perdita di fase o squilibrio di fase.

Test Position

6.7

Riservato

*) I bit riservati devono essere impostati su zero

NOVOLINK – MODULI FUNZIONI AVANZATE E SENSORI PER CONTATTORI AF MANUALE

7.3

Parametri e valori misurati

— Parametri Gruppo Parametro di serie B&R

Parametro

Opzioni

Tipo di dati

Min.

Max.

Predefinito Registro / accesso

Modulo monitorato

0: Off, 1: On

BOOL

OSP (impostazione operatore predefinita)

configurazione OSP

0: tenere l’ultimo valore valido 1: sostituire con valore statico

BOOL

Modulo I/O

Selezionare modulo sensore

0: Off, 1: SCV10-40

BOOL

ModulOnOffPar 400 / w

Funzione di controllo

Funzione di controllo DOL

UINT8

DOL

ControlFunctionPar 404 / w

Tipo di rete

0: trifase 1: monofase

UINT8

trifase

Measure3PPar 408 / w

Frequenza

0: 50Hz, 1: 60Hz

UINT8

50Hz

BaseFrequencyPar 412 / w

[0,01A]

UINT16

4000 0,05A

SettingIePar 420 / w TripClassPar 424 / w

Protezione da sovraccarico

Impostare la corrente nominale I e Classe di intervento

Protezione da sovraccarico del motore

0: 5E, 1: 10E, 2: 20E, 3: 30E 0: Off, 1: On

UINT8

10E

Configurazione intervento

BOOL

Sgancio ConfigOverloadPar 416 / w

Squilibrio di corrente

Soglia di intervento

[%]

UINT8

100

CurrImbalancePar 432 / w

Ritardo intervento

[0,1s]

UINT8

255

0,5s

CurrImbalanceDelayPar 436 / w

Configurazione intervento

0: Off, 1: On

BOOL

Sgancio ConfigCurrImbalancePar 428 / w

Perdita di fase

Ritardo intervento

[0,1s]

UINT8

255

0,5s

CurrPhaseLossDelayPar 442 / w

Configurazione sgancio

0: Off, 1: On

BOOL

Sgancio ConfigCurrPhaseLossPar 440 / w

Raffreddamento motore Modalità di

0: Tempo, 1: Carico

BOOL

Time

MotorCoolingModePar 472 / w MotorCoolingTimePar 476 / w MotorRestartLevelPar 480 / w AutoFaultResetAllowedPar 488 / w

raffreddamento

Tempo di raffreddamento

[s]

UINT16

120

Livello riavvio in % (del carico termico)

[%]

UINT8

Reset guasti automatico Reset anomalie automatico

0: Off, 1: On

BOOL

Off

— Valori misurati Valore

Unità fisica

Tipo di dati

Registro

Corrente I_L1 (RMS)

[mA]

UDINT32

IrmsL1Abs 112 (r) IrmsL2Abs 116 (r) IrmsL3Abs 120 (r)

Corrente I_L2 (RMS)

[mA]

UDINT32

Corrente I_L3 (RMS)

[mA]

UDINT32

Corrente Imean (RMS)

[mA]

UDINT32

IrmsMeanAbs 128 (r)

Corrente di avviamento max. [mA] 134 (r) Corrente di avviamento max. [mA] 138 (r)

Media corrente di avviamento Imax (RMS)

[mA]

UDINT32

Corrente all’ultimo intervento (RMS)

[mA]

UDINT32

Corrente I_L1 (RMS)

[% * Ie]

UINT16

IrmsL1 100 (r) IrmsL2 104 (r) IrmsL3 108 (r)

Corrente I_L2 (RMS)

[% * Ie]

UINT16

Corrente I_L3 (RMS)

[% * Ie]

UINT16

Corrente Imean (RMS)

[% * Ie]

UINT16

IrmsMean 124 (r)

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Valore

Unità fisica

Tipo di dati

Registro

Media corrente di avviamento Imax (RMS)

[% * Ie]

UINT16

ImaxStartup 132 (r) IatLastTrip 136 (r)

Corrente all’ultimo intervento (RMS)

[% * Ie]

UINT16

Fase-fase U L1_L2 (RMS)

[0,1 V]

UINT16

UrmsLineToLineUG12 148 (r) UrmsLineToLineUG23 152 (r) UrmsLineToLineUG31 156 (r) UrmsPhaseVoltageUG1 160 (r) UrmsPhaseVoltageUG2 164 (r) UrmsPhaseVoltageUG3 168 (r)

Fase-fase U L2_L3 (RMS)

[0,1 V]

UINT16

Fase-fase U L3_L1 (RMS)

[0,1 V]

UINT16

U L1_N (RMS)

[0,1 V]

UINT16

Da fase a N

U L2_N (RMS)

[0,1 V]

UINT16

Da fase a N

U L3_N (RMS)

[0,1 V]

UINT16

Da fase a N

Cos Phi / Fase L1

[0,01]

INT8

PF_L1 180 (r) PF_L2 184 (r) PF_L3 188 (r)

Cos Phi / Fase L2

[0,01]

INT8

Cos Phi / Fase L3

[0,01]

INT8

Squilibrio di corrente in %

[%]

UINT16

Iimbalance 140 (r) Uimbalance 176 (r)

Squilibrio di tensione in %

[0,1%]

UINT16

Potenza attiva L1

[W]

DUINT32

ActivePowerL1 192 (r) ActivePowerL2 196 (r) ActivePowerL3 200 (r)

Potenza attiva L2

[W]

DUINT32

Potenza attiva L3

[W]

DUINT32

Potenza apparente L1

[VA]

DUINT32

ApparentPowerL1 204 (r) ApparentPowerL2 208 (r) ApparentPowerL3 212 (r)

Potenza apparente L2

[VA]

DUINT32

Potenza apparente L3

[VA]

DUINT32

Corrente THD

[0,1%]

UINT8

CurrentTHD 220 (r) VoltageTHD 221 (r) Frequenza 177 (r)

Tensione THD

[0,1%]

UINT8

Frequenza

[0,1 Hz]

UINT16

Corrente di guasto a terra in %

[% * Ie]

UINT16

EarthFaultCurrent 222 (r)

Carico termico in %

[%]

UINT16

ThermalLoad 216 (r) TimeToTrip 217 (r) TimeToCool 218 (r)

Tempo di sgancio in secondi

[s]

UINT16

Tempo di raffreddamento in secondi

[s]

UINT16

Contatore di commutazione meccanica contattore A (DOL)

UDINT32

MechSwitchCountA 224 (r) NoOfThermalTrips 225 (r)

Numero di interventi termici

UINT16

Numero di interventi totali

UINT16

NoOfAllTrips 226 (r)

Tempo di avviamento motore

[100ms]

UINT16

MotorStartupTime 144 (r)

Ore di funzionamento motore

[s]

UDINT32

MotorOperationHours 145 (r) MotorStandStillHours 146 (r) WrongParameterNumber 20 (r)

Ore di fermo motore

[s]

UDINT32

Numero di parametro errato

UINT16

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— 8. Applicazioni ed esempi di schemi di circuito Applicazione motore trifase con SFM1 + SCV, contattore AF e MOx Questa applicazione mostra l’utilizzo dei moduli SFM1 e SCV10 per controllare e proteggere un motore trifase. Impostare i parametri di protezione motore in base alla targhetta di identificazione del motore. 8.1

— 08: Avviatore diretto (DOL) con misurazione di tensione/corrente e protezione da cortocircuito con MO1xx.

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8.2 Applicazione motore trifase con SFM1, contattore AF e MS… per protezione motore Questa applicazione mostra l’utilizzo del modulo SFM1 per controllare il motore e un Salvamotore MS... per proteggere un motore trifase. Disabilitare il modello del motore per questa applicazione.

— 09: Avviatore diretto con protezione da sovraccarico termico e protezione da cortocircuito realizzata da MS1xx. SFM1 è so - stanzialmente usato come unità di monitoraggio e controllo remoto del contattore AF.

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8.3 Carichi bipolari con SFM1, contattore AF e MCB Questa applicazione mostra l’utilizzo dei moduli SFM1 e SCV10 per controllare e proteggere un motore monofase. Impostare il parametro di protezione pertinente in base alle esigenze dell’applicazione. Disabilitare la protezione da perdita di fase e impostare il parametro “tipo rete” alla modalità 1 fase. In alternativa, per la protezione da corto circuito è anche possibile uti- lizzare un MO13x o qualsiasi soluzione di protezione da corto circuito.

Per garantire un corretto funzionamento, il collegamento di tensione e corrente del modulo SCV10 deve es- sere collegato alla stessa fase (qui è mostrata L1).

— 10: Principio di schema elettrico per un carico bipolare.

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