Danfoss FCD 300 Design guide [pt]
MAKING MODERN LIVING POSSIBLE
Instruções de Utilização
FCD 300
Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300 Índice
Índice
1 O Conceito de Descentralização
Introdução 5
Benefícios do Projeto Descentralizado 6
Exemplos de Aplicações 13
Guia de Design do Produto 16
Formulário de Pedido 21
Ferramentas de Software de PC 22
Acessórios 22
Comunicação 24
Boas Práticas de Instalação 27
Reparo dos Produtos Descentralizados Danfoss 30
2 Introdução ao FCD 300
Segurança 32
Advertência de Alta Tensão 32
Estas regras dizem respeito à sua segurança 32
Advertência contra Partida Acidental 32
Tecnologia 33
5
31
Certificação CE 35
3 Instalação
Dimensões Mecânicas 39
Dimensões Mecânicas, Montagem do Motor 39
Dimensões Mecânicas, Montagem Independente 39
Informações gerais sobre Instalação Elétrica 42
Componentes eletrônicos adquiridos sem caixa de instalação 43
Instalação Elétrica Correta para EMC 45
Aterramento de Cabos de Controle Blindados/Encapados Metalicamente 47
Diagrama 48
Interruptores de RFI J1, J2 48
Instalação Elétrica 49
Localização dos Terminais 49
Conexão de Rede Elétrica 50
Pré-fusíveis 50
Conexão do Motor 51
Sentido da Rotação do Motor 51
39
Conexão de Rede e do Motor com a Chave de Serviço 52
Conexão do Plugue do Motor HAN 10E para T73 52
Conexão de Motores em Paralelo 52
Cabos do Motor 53
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Índice Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300
Proteção Térmica do Motor 53
Resistor de freio 53
Controle do Freio Mecânico 54
Instalação Elétrica, Cabos de Controle 54
Conexão de Sensores a Plugues M12 do T63 e T73 55
Instalação Elétrica, Terminais de Controle 55
Comunicação com PC 56
Conexão de Relés 56
Exemplos de Conexão 57
4 Programação
Unidade de Controle LCP 63
A Unidade de Controle do LCP 2, opcional 63
Seleção de Parâmetro 67
Grupo de Parâmetros 0-** Operação e Display 69
Configuração do Setup 69
Grupo de Parâmetros 1-** Carga e Motor 76
Frenagem CC 80
Grupo de Parâmetros 2-** Referências e Limites 84
Tratamento das Referências 84
Função de Referência 87
Grupo de Parâmetros 3-** Entradas e Saídas 91
Grupo de Parâmetros 4-** Funções Especiais 98
Funções do PID 100
Tratamento do Feedback 102
Comunicação Serial 106
Control Word de acordo com o protocolo Danfoss FC 111
63
Status Word De acordo com o Perfil do FC 113
FC de E/S Rápida - Perfil 114
Control Word segundo o Perfil do Fieldbus 114
Status Word De acordo com o Protocolo Profidrive 116
Grupo de Parâmetros 5-** Comunicação serial 118
Grupo de Parâmetros 6-** Funções Técnicas 124
5 Tudo sobre o FCD 300
Resistores de Freio 127
Frenagem Dinâmica 127
Resistor Interno do Freio 131
Condições Especiais 134
Isolação galvânica (PELV) 134
Corrente de Fuga para o Terra e Relés RCD 134
Condições de Operação Extremas 135
2
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127
Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300 Índice
dU/dt no Motor 135
Chaveamento na Entrada 136
Ruído Acústico 136
Frequência de Chaveamento Dependente de Temperatura 136
Derating da Pressão Atmosférica 137
Derating para Funcionamento em Baixa Velocidade 137
Comprimentos doCabo de Motor 137
Vibração e Choque 137
Umidade do Ar 137
Padrão UL 137
Eficiência 138
Interferência/Harmônicas da alimentação de rede elétrica 138
Fator de Potência 139
Resultados do Teste de Emissão de acordo com Padrões Genéricos e PDS Padrão
de Produtos 139
Resultado do Teste de Imunidade de acordo com os Padrões Genéricos, Padrões
de Produtos PDS e Padrões Básicos 139
Ambientes Agressivos 140
Limpeza 140
Mensagens de Status 143
Mensagens de Advertências/Alarme 143
Warning Words, Status Words Estendidas e Alarm Words 145
Dados Técnicos Gerais 147
Literatura Disponível 151
Configuração de Fábrica 152
Índice
156
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1 O Conceito de Descentralização Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300
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Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300 1 O Conceito de Descentralização
1 O Conceito de Descentralização
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1.1 Introdução
A Danfoss foi a primeira empresa no mundo a fabricar e fornecer conversores de frequência para controle de velocidade infinitamente variável de motores
CA trifásicos. Até então, os motores CA tinham de ser operados na velocidade determinada pela frequência da alimentação da rede elétrica.
A produção de conversores de frequência foi iniciada em 1968. O primeiro conversor de frequência também foi o primeiro drive descentralizado, uma
vez que foi posicionado próximo ao motor.
O primeiro conversor de frequência foi totalmente envolvido e preenchido com óleo de silicone para resfriamento, pois os semicondutores daquele tempo
eram bastante ineficientes. O projeto do gabinete metálico foi feito para montagem do drive diretamente na aplicação próximo ao motor. Temperatura,
água, agentes de limpeza, poeira e outros fatores ambientais também não eram problemas, mesmo em ambientes severos.
Semicondutores aprimorados ao longo das décadas seguintes. O resfriamento a ar demonstrou ser suficiente e o resfriamento a óleo foi abandonado.
Ao mesmo tempo, o uso de conversores de frequência cresceu de maneira significativa. Os PLCs se estabeleceram solidamente para controle de aplicações
avançadas e tornou-se prática comum instalar todos os conversores de frequência em um único gabinete e não em vários locais da fábrica.
Aprimoramento contínuo de semicondutores e tecnologias relacionadas - como a tecnologia fieldbus - agora novamente torna factível considerar a
instalação de drives próximos aos motores, obtendo os benefícios da instalação descentralizada sem as desvantagens dos primeiros conversores de
frequência preenchidos com óleo.
O desenvolvimento da automação no setor é baseado na capacidade de enviar e receber dados da aplicação necessários para controlar os processos.
Cada vez mais sensores são instalados e cada vez mais dados são enviados ao controle PLC central. Essa tendência depende do uso mais intenso de
sistemas fieldbus.
Fontes industriais geralmente declaram que até 30% de todas as instalações de drives serão descentralizadas dentro dos próximos anos e a tendência
de controle inteligente distribuído será incontestável à medida que cada vez mais componentes e aplicações forem desenvolvidos para instalação descentralizada.
Este livro é uma introdução geral aos recursos básicos das filosofias da instalação descentralizada para controles de motores e às diferenças do conceito
centralizado. Ele ajudará a escolher o conceito mais apropriado e servirá como guia ao longo do processo para selecionar os produtos adequados.
Finalmente, também foram incluídas informações amplas sobre os produtos descentralizados da Danfoss.
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1 O Conceito de Descentralização Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300
1.2 Benefícios do Projeto Descentralizado
A seguir iremos nos concentrar em descrever a instalação descentralizada de conversores de frequência, denominada aqui de controles do motor.
Existem dois conceitos topológicos do layout das instalações de controle do motor em uma fábrica, denominados a seguir de "instalação centralizada" e
"instalação descentralizada". As duas topologias estão ilustradas na figura.
Em uma instalação centralizada:
- os controles do motor são posicionados em um local central
Em uma instalação descentralizada:
- os controles do motor são distribuídos pela fábrica, montados
próximos ou no motor que controlam
Descentralizada não significa
seu enorme tamanho agora pode ser reduzido graças aos projetos inovadores dos componentes que serão colocados de maneira descentralizada. Ainda haverá necessidade de gabinetes para distribuição de energia
e para inteligência global e existem áreas, particularmente no setor de
processos, com áreas como a proteção contra explosão, em que os gabinetes centralizados continuam a ser a solução preferida.
livre do gabinete de controle
, apenas que
Colocar os componentes eletrônicos avançados e confiáveis necessários
para assegurar operação suave, responsiva e econômica do motor próximo do motor- ou no motor - facilita a modularização e reduz drasticamente os custos de cabeamento e problemas de EMC. Outros benefícios:
Ilustração 1.1: Instalação centralizada x descentralizada
• Os espaçosos gabinetes de controle do motor em longas filas de painéis centralizados são eliminados
• Esforços reduzidos na construção e na instalação de longos cabos do motor blindados em que é necessária atenção especial nas terminações
de EMC
• A dissipação de calor dos componentes eletrônicos de potência muda do painel para a fábrica
• Elementos da máquina padronizados por modularização reduzem o tempo de projeto e o tempo até o mercado
• A colocação em operação é mais rápida e fácil
O controle descentralizado do motor está ganhando espaço rapidamente apesar das vantagens do conceito de controle centralizado:
• não há necessidade de espaço extra ao redor do motor ou próximo ao motor
• não há fiação de cabo de controle para a fábrica
• independência do ambiente da fábrica
1.2.1 Economias de Custo Direto
Os controles do motor nas instalações descentralizadas devem ser construídos de acordo com as condições severas das áreas de produção - especialmente
as condições encontradas nos setores de alimentos e bebidas, em que são necessárias lavagens frequentes. Isso obviamente aumenta o custo do drive.
Esse aumento será mais que compensado pela economia em gabinetes e cabos.
O potencial de economia de cabos é considerável, conforme demonstrado no exemplo a seguir.
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Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300 1 O Conceito de Descentralização
A figura ilustra uma instalação com motores distribuídos em diversas filas com vários motores em cada, conforme a situação, por exemplo, engarrafamento
paralelo ou fornos túneis no setor de Alimentos e Bebidas. Esse exemplo mostra a necessidade de cabos de energia dos drives centralizados até os
motores.
1
Ilustração 1.2: Instalação centralizada
Os drives são distribuídos equidistantes com a distância L entre cada drive e a distância h entre cada fila e também com uma distância h entre a localização
centralizada do gabinete/entrada de energia até a primeira fila. Existem n filas e N drives em cada fila.
Ilustração 1.3: Instalação descentralizada
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1 O Conceito de Descentralização Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300
A ilustração 1.4 mostra como o cabo de rede elétrica trifásica pode ser
distribuído com malha de energia de um motor (drive) para o seguinte.
O potencial de economia do cabo é mostrado na ilustração xx. Dada uma
distância de 10 m entre cada motor e de 20 m entre cada linha, a economia de cabos em potencial como função do número de motores e número de linhas é demonstrada pelos números.
Ilustração 1.4: Potencial de economia de cabos em uma
instalação ilustrativa
O potencial de economia apenas no comprimento dos cabos de energia é substancial. A figura ilustra somente o potencial relativo aos cabos de energia.
Questões como cabos blindados/não blindados e dimensões dos cabos também contribuem para os benefícios das instalações descentralizadas.
Caso real
Cálculos em uma linha de engarrafamento típica e específica com 91 unidades de motores de 1,5 kW levando em consideração o dimensionamento dos
cabos, demonstrou o seguinte potencial de economia em cabos e terminações:
• As terminações de cabos são reduzidas de 455 para 352
• As terminações de cabos EMC são reduzidas de 364 para 182 usando controles de motor com chaves de serviço integradas
• O comprimento dos cabos de energia é reduzido de 6.468 m para 1.180 m, uma redução de 5.288 m, e são convertidos de cabos blindados
para cabos de instalação padrão
Para obter detalhes consulte o capítulo a seguir em
Boas práticas de instalação.
1.2.2 Economias em Projetos
Os usuários finais desejam adiar a decisão final do novo equipamento - e iniciar a produção o mais rápido possível assim que a decisão for tomada. O
tempo de restituição e o tempo até o mercado devem ser reduzidos. Isso comprime a fase de projeto e a fase de colocação em operação.
A modularização pode minimizar o tempo de avanço. Até mesmo fabricantes de grandes linhas ou equipamentos de produção utilizam a modularização
para reduzir o tempo de avanço. Até 40-50% do tempo total desde o projeto até a produção pode ser economizado.
O conceito de modularização é conhecido em equipamentos como PCs e carros. Módulos com funcionalidades e interfaces bem descritas são utilizados
nesses produtos. O mesmo conceito pode ser aplicado à fabricação, até mesmo limitadores físicos específicos exercem uma função.
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Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300 1 O Conceito de Descentralização
O equipamento de produção geralmente é construído a partir de diferentes blocos de construção, cada tipo empregado em vários locais na instalação.
Os exemplos incluem vários tipos de seções de uma esteira transportadora e maquinaria como misturadores, balanças, enchedores, paletizadores, máquinas de embalar etc.
1
Ilustração 1.5: Gabinete centralizado
Em uma máquina realmente modular, todos os elementos básicos são independentes, precisando apenas de eletricidade, água, ar comprimido ou algo
semelhante para funcionar.
Portanto, a modularização exige a distribuição de inteligência para as seções e módulos individuais.
Com certeza, as instalações centralizadas podem ser modularizadas, mas os controles do motor serão separados fisicamente do resto do módulo.
Menos gabinetes, resfriamento e leitos de cabos
Mais economias irão resultar de gabinetes menores, menos resfriamento de gabinetes e menos leitos de cabos. Os controles do motor geram calor e
geralmente são montados lado a lado devido ao espaço limitado, como mostrado na ilustração 1.5. Resfriamento forçado, portanto, é necessário para
remover o calor.
Menos Tempo para Colocação em Operação
O tempo gasto para colocar em operação no usuário final é drasticamente
reduzido com o uso de soluções descentralizadas - especialmente quando
a comunicação fieldbus é combinada com controles do motor descentralizados.
Uma cervejaria da Austrália instalou uma linha com 96 drives descentralizados da Danfoss conectados através do DeviceNet. A economia evitou
uma quantidade excessiva de tempo, pois a colocação em operação dos
drives de velocidade variável foi realizada em poucos dias. A cervejaria
estima uma economia que ultrapassa 100.000 dólares australianos em
comparação com a instalação centralizada tradicional.
Ilustração 1.6: Instalação descentralizada na cervejaria
Necessidade Mínima de Cabos Fieldbus Adicionais
As economias com cabos de energia não são prejudicadas pelo custo adicional dos cabos fieldbus de alto valor. Os cabos fieldbus serão estendidos em
uma instalação descentralizada, mas, uma vez que os cabos fieldbus serão distribuídos na fábrica de qualquer maneira para conectar as estações de E/
S remotas, a extensão será limitada. Os produtos descentralizados da Danfoss podem ser utilizados até mesmo como estações de E/S remotas para
conectar sensores ao fieldbus e reduzir ainda mais os custos.
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1 O Conceito de Descentralização Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300
1.2.3 Inteligência Instalada e Pronta
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A função da maquinaria e das aplicações normalmente é testada nos fornecedores. As máquinas são construídas, testadas, calibradas e desmontadas
para transporte.
O processo de reconstrução da aplicação no local de produção é consideravelmente simplificado ao ser transportada em módulos com controles de motor
integrados, pois a colocação de novos cabos e os testes são demorados e exigem pessoal habilitado. Usar instalações descentralizadas e prontas para
instalação reduz tempo e risco, uma vez que a fiação do motor, o controle e os sensores já estão posicionados e fixos durante o transporte. A necessidade
de técnicos altamente especializados é reduzida e a mão-de-obra local pode fazer a maior parte da instalação. Os custos de colocação em operação e os
recursos de OEM no local serão reduzidos.
1.2.4 EMC aprimorada
O ruído elétrico emitido é proporcional ao comprimento do cabo. O cabo muito curto - ou eliminado - entre o controle do motor e o motor nas instalações
descentralizadas reduz, portanto, o ruído elétrico. Nas instalações descentralizadas, o construtor da máquina geralmente monta cabos entre os controles
do motor e os motores na máquina, deixando apenas cabos de energia e cabos fieldbus sem emissão de EMC para ser instalados no local de produção.
O risco de o ruído elétrico dos controles do motor afetar outros equipamentos elétricos causado por uma instalação com falha será reduzido e será evitado
o consumo de tempo na detecção de falhas na fase de colocação em operação, em que o período de tempo é curto.
1.2.5 Adaptações a Motores Especiais e Padrão
O FCD 300 foi projetado para controlar motores CA assíncronos padrão.
Sua flexibilidade permite também adaptar a motores de tipo especial. Um
exemplo é o recurso AMT (Sintonização Automática do Motor). Combinar
conversores de frequência Danfoss com motores de engrenagens Danfoss torna ainda mais fácil, uma vez que se encaixam mecanicamente e
os dados do motor já estão armazenados na memória do FCD 300. Os
motores-drives combinados são fornecidos pré-montados diretamente da
Danfoss, excluindo a necessidade de encaixe mecânico entre o motor e
o controle.
Ilustração 1.7: Motor de engrenagens Danfoss com FCD 300
1.2.6 Perdas Térmicas Mínimas
Os conversores de frequência Danfoss possuem o exclusivo princípio de chaveamento VVC (Voltage Vetor control, controle do Vetor de Tensão) para
gerar as tensões do motor. Devido ao princípio VVC, as perdas de energia no motor são semelhantes ou menores que as perdas em um motor conectado
à rede elétrica. As perdas térmicas são minimizadas e o superaquecimento é evitado. Ao mesmo tempo, o princípio VVC assegura torque nominal à
velocidade nominal e elimina correntes dos mancais.
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1.2.7 Considerações Ambientais
Os drives - montados em posição centralizada e distribuídos na fábrica - são expostos ao ambiente. Como os controles do motor lidam com altas tensões
e correntes ao mesmo tempo, devem ser protegidos da poeira e da umidade para que não ocorram falhas ou defeitos. Os fabricantes e os instaladores
devem considerar isso e a Drives Danfoss projetou os produtos descentralizados com profunda preocupação com esses dois aspectos.
Os controles descentralizados do motor também atendem as crescentes demandas com respeito aos níveis de higiene, particularmente na produção dos
setores farmacêuticos e de alimentos e bebidas, em que os drives são expostos a agentes de limpeza durante longos intervalos de tempo, a mangueiras
de alta pressão etc. O exterior dos controles descentralizados do motor devem ser projetados de maneira que possibilite isso. Dissipadores de calor
complexos como o da ilustração devem ser evitados porque são difíceis de limpar e não são resistentes aos agentes de limpeza comuns.
Os drives descentralizados Danfoss são projetados para atender aos requisitos como mostrado na ilustração 1.9. Não existem locais difíceis de limpar,
os plugues cegos não possuem entalhes ou indentação e o tratamento robusto da superfície em dupla camada - testado para resistir aos agentes de
limpeza normalmente utilizados - protege a caixa.
Ilustração 1.8: Dissipador de calor de aleta de pino difícil de limpar versus a solução Danfoss fácil de limpar
1
bob Todos os cantos são arredondados para evitar o acúmulo de poeira e a distância entre as nervuras permite limpeza com ar em alta pressão, com
mangueira e com escova.
Essas preocupações são mais ou menos irrelevantes se não aplicadas a todos os elementos e os motores CA padrão normalmente são projetados sem
essas preocupações - comprimidos por ventiladores integrados e nervuras de resfriamento, ambos difíceis de limpar. A Danfoss enfrentou o desafio
projetando uma variedade de motores de engrenagens assépticos. Esses motores não contêm ventiladores e possuem somente superfícies lisas. A classe
de gabinete metálico IP65 é padrão, do mesmo modo que o revestimento especial CORO resistente a agentes ácidos, alcalinos e de limpeza utilizados,
por exemplo, no setor de alimentos e bebidas. Veja a foto de um exemplo das séries de motores de engrenagens assépticos na ilustração 1.10.
Ilustração 1.9: Motor de engrenagens asséptico Danfoss
O contato elétrico pode causar corrosão galvânica em condições molhadas ou de umidade. Isso pode ocorrer entre a caixa (alumínio) e os parafusos (aço
inoxidável). Uma consequência possível é os parafusos emperrarem e ficar impossível soltá-los em uma situação de manutenção. Corrosão galvânica não
será encontrada nos produtos descentralizados Danfoss porque as caixas são completamente revestidas e há arruelas de nylon por baixo dos parafusos
protegendo o revestimento. O revestimento completo e o design exclusivo de gaxeta evita corrosão em sulcos, o que pode ocorrer embaixo das gaxetas.
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1 O Conceito de Descentralização Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300
O equipamento bem envolvido é suscetível a acúmulo de água dentro do gabinete metálico. Esse é especialmente o caso quando o equipamento é exposto
a diferenças de temperatura ambiente em condições molhadas. Como uma temperatura ambiente decrescente diminui a temperatura da superfície dentro
do gabinete metálico, o vapor de água tende a condensar. Ao mesmo tempo, a pressão dentro do gabinete metálico irá cair e fazer com que o ar úmido
do exterior penetre nos materiais polímeros não herméticos da gaxeta e nas junções dos cabos com gaxeta. Quando o gabinete metálico esquentar
novamente, somente água vaporizada irá escapar, deixando cada vez mais água condensada dentro do gabinete. Isso pode levar a acúmulo de água
dentro do gabinete e no final causar mau funcionamento. O fenômeno está ilustrado na figura, com uma flutuação cíclica da temperatura.
Ilustração 1.10: O efeito do bombeamento em gabinetes metálicos apertados
O acúmulo de água dentro dos gabinetes metálicos pode ser prevenido por membranas que impedem a penetração de fluidos mas permitem que o vapor
saia, como ocorre com tecidos utilizados no revestimento externo. A Danfoss oferece uma junção especial de cabo com gaxeta com esse tipo de material
para eliminar esse problema. A junção de cabo com gaxeta deve ser usada em aplicações expostas a flutuações frequentes de temperatura e ambiente
úmidos, como em equipamento utilizado somente durante o dia onde a temperatura interna tende a cair até a temperatura ambiente durante a noite.
1.2.8 Flexibilidade de Instalação
As soluções descentralizadas Danfoss oferecem flexibilidade de instalação excepcional. A flexibilidade é suportada por uma série de benefícios:
• Montáveis em motores de engrenagens Danfoss
• Possibilidade de montagem descentralizada do painel
• Painéis de controle portáteis
• Software de PC para configuração e registros
• Instalação de lado único ou duplo
• Chave de serviço opcional
• Resistor e circuito de frenagem opcionais
• Fonte de alimentação externa de reserva de 24 V opcional
• Conexões M12 opcionais para sensores externos
• Conector opcional do motor Han 10E
• Suporte a fieldbus (Profibus DP V1, DeviceNet, Interface As)
• Compatibilidade com sistemas de rede elétrica padrão (TN, TT, IT, aterrado em delta)
Para obter mais detalhes, consulte o capítulo em
A Faixa de Produtos Descentralizados.
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1.3 Exemplos de Aplicações
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A Danfoss completou uma ampla variedade de aplicações em vários setores diferentes. Isso nos forneceu uma experiência valiosa que influenciou o
desenvolvimento mais recente de nossos produtos descentralizados. A seguir fornecemos exemplos ilustrados das instalações atuais utilizando produtos
descentralizados Danfoss e dos benefícios e valores fornecidos ao consumidor nessas instalações.
1.3.1 Bebidas - Linha de Engarrafamento
Ilustração 1.11: FCD 300 na esteira transportadora para engarrafamento
Benefícios:
• Espaço reduzido do painel de comando uma vez que todos os drives são montados no campo
• Cabeamento reduzido porque vários drives podem ser alimentados pelo mesmo circuito
• Facilidade de colocar em operação pelo fieldbus, pois o protocolo permite a transferência de parâmetros completos. Assim que um drive estiver
montado, seu programa básico pode ser copiado para qualquer outro drive descentralizado
• O desempenho do motor FCD é notavelmente superior ao de todos os outros tipos
• O FCD pode ser adaptado a motores existentes de praticamente qualquer marca ou tipo
• O gabinete metálico IP66 asséptico é ideal para as condições úmidas do recinto de engarrafamento
• Tudo em uma caixa: chave de serviço, Profibus e malha de energia
Ilustração 1.12: FCD 300 na esteira transportadora para engarrafamento
1.3.2 Bebidas - Máquina de Embalar
Benefícios:
• Distribuir controles do motor na aplicação libera espaço para
outras finalidades no painel de controle
• O número de drives em uma aplicação pode ser aumentado sem
estender o painel de controle
• Gabinete metálico IP66, fácil de limpar e resistente a líquidos de
limpeza fortes
• A mesma flexibilidade dos controles do motor de montagem
centralizada. Os controles do motor descentralizados podem ser
adaptados para todos os motores CA padrão e oferecem a mesma interface com o usuário e os mesmos números nos conectores
•Profibus integrado
Ilustração 1.13: Controles do motor descentralizados integrados na máquina de embalar
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1.3.3 Alimentos - Fábrica de Cacau em Pó
Ilustração 1.14: Solução antiga: Controle do motor - painel
descentralizado
Benefícios:
• Capacidade da fábrica fácil de expandir
• Sem necessidade de painel de controle
• LED de status visível
• Chave de serviço integrada na unidade
• Gabinete metálico IP66 de alta classificação
• Instalação de baixo custo
• Menos espaço necessário para a nova solução
1.3.4 Esteira Transportadora de Alimentos
Ilustração 1.15: Nova Solução: Controle do motor descentralizado genuíno
Ilustração 1.16: Utilização eficiente do espaço no setor de
alimentos com controles do motor descentralizados da Danfoss
Benefícios:
• O número de drives em uma aplicação pode ser aumentado sem estender o painel de controle
• Gabinete metálico IP66, fácil de limpar e resistente a líquidos de limpeza fortes
• O projeto e a superfície repelente de sujeira impedem que sujeira e produto permaneçam no drive
• Temos unidades de montagem em parede ou no motor
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Ilustração 1.17: Utilização eficiente do espaço no setor de
alimentos com controles do motor descentralizados da Danfoss
Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300 1 O Conceito de Descentralização
• A mesma flexibilidade dos controles do motor de montagem centralizada. Os controles do motor descentralizados são adaptáveis a todos os
motores CA padrão, oferecem a mesma interface com o usuário e a mesmo numeração nos conectores
•Profibus integrado
1.3.5 Indústria Automotiva - Guindastes e Transportadores
Benefícios:
• Instalação simples
• Controle AS-i ou Profibus opcional
• Entrada de sensor disponível dentro do tamanho físico da unidade
• Alimentação de 24V separada para sensores e barramento
• Alimentação e controle de freio integrados
• Painel de controle remoto fácil de conectar
• Conectores para malha (conector T) integrados na caixa de instalação
• Baixos custos de instalação e de componentes
• Não são necessários conectores EMC adicionais de alto custo
• Compacto e economiza espaço
• Fácil de instalar e colocar em operação
• Entrada para monitoramento do termistor do motor
1
1.3.6 Adaptação em Aplicações Existentes
Benefícios:
• Não há necessidade de um grande gabinete de controle graças
aos controles do motor descentralizados.
• Fiação de baixo custo: Todos os motores utilizam cabos de
energia, tubulações e chaves locais existentes
• Todos os controles do motor podem ser controlados do gabinete
centralizado existente através do Profibus
Ilustração 1.18: Reajuste para aplicação existente com controle de velocidade
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1 O Conceito de Descentralização Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300
1.4 Guia de Design do Produto
1.4.1 A Linha de Produtos Descentralizados
Os produtos descentralizados Danfoss são compostos pelos Conversores de Frequência VLD Decentral FCD 300 e VLT Drivemotor FCM 300 em seus
diferentes conceitos de montagem/instalação. Este Guia de Design oferece informações detalhadas somente sobre os produtos FCD 300. Para obter mais
informações sobre o FCM 300 consulte o Guia de Design FCM: MG03Hxyy
®
VLT
Decentral FCD 300:
0,37 - 3,3 kW, 3 x 300 - 480 V
Principais aplicações
- Esteira transportadora e áreas de lavagem
- Esteiras transportadoras de embalagens
- Esteiras de transporte de alimentação de entrada/saída
®
Drive Motor FCM 300:
VLT
0,55 - 7,5 kW, 3 x 380 - 480 V
Principais aplicações
- Ventiladores (Unidades de manipulação de ar)
- Bombas
- Transportadores de ar
1.4.2 Opções de Instalação Flexível
Os produtos descentralizados Danfoss podem ser adaptados para montagem utilizando as seguintes opções - cada uma oferecendo benefícios específicos:
FCD 300:
1. Independente próximo ao motor
• Livre escolha da marca do motor
• Fácil adaptação ao motor existente
• Fácil interface com o motor (cabo curto)
• Fácil acesso para diagnóstico e ótima funcionalidade do serviço
2. Montado diretamente no motor
• Livre escolha das marcas dos motores
• Sem necessidade se cabo blindado do motor
(montagem em parede)
(montado no motor)
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Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300 1 O Conceito de Descentralização
3. "Pré-montado" em motores de engrenagens Danfoss Bauer
• Uma combinação fixa de motor e componentes eletrônicos oferecida por um fornecedor
• Fácil montagem, somente uma unidade
• Sem necessidade se cabo blindado do motor
• Responsabilidade clara em relação à solução completa
Como as peças eletrônicas são comuns - a mesma função de terminais,
operação semelhante e peças e peças de substituição semelhantes para
todos os drives - você é livre para misturar os três conceitos de montagem.
FCM 300:
4. Motor integrado (Solução FCM 300)
• Motor e drive perfeitamente correspondentes
• Unidade compacta otimizada
• Sem necessidade de programar dados do motor
1
1.4.3 Configurando um Produto
O controle do motor descentralizado série FCD 300 é configurado com uma string do código do tipo (consulte também
FCD 3xx P T4 P66 R1 XX Dx Fxx Txx C0
Tensão de rede
O FCD 300 está disponível para conexão com tensão de rede elétrica trifásica de 380-480 V.
Escolha do conversor de frequência
O conversor de frequência deve ser escolhido com base na atual corrente
do motor, com a unidade sob carga máxima. A corrente de saída nominal
do conversor de frequência deve ser igual ou maior que a corrente
I
INV.
exigida pelo motor.
Tipo [kW] [HP]
303 0.37 0.50
305 0.55 0.75
307 0.75 1.0
311 1.1 1.5
315 1.5 2.0
322 2.2 3.0
330 3.0 4.0
335** 3.3 5.0*
* na tensão da rede elétrica/motor 3 x 460 - 480 V
** t
máx. 35° C
amb
Potência típica no eixo
P
INV.
1.4.4 Gabinete metálico
As unidades FCD 300 são protegidas contra poeira e água como padrão.
Consulte também a seção intitulada
Dados Técnicos
para obter mais detalhes.
Pedido
):
1.4.5 Freio
O FCD 300 está disponível com ou sem módulo de freio integrado. Consulte a seção intitulada
freio.
Versão EB incluindo controle/alimentação do freio mecânico.
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Resistores de Freio
para fazer pedido de um resistor de
17
1
1 O Conceito de Descentralização Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300
1.4.6 Alimentação Externa de 24 V
A alimentação de controle de reserva de 24 V CC está disponível nas versões EX e EB do FCD 300.
1.4.7 Filtro de RFI
O FCD 300 possui um filtro 1A RFI integrado. O filtro 1A RFI é compatível com as normas EMC EN 55011-1A. Consulte as seções
e Seção transversal
para obter mais detalhes.
Comprimentos de cabos
1.4.8 Filtro de Harmônicas
As correntes de harmônicas não afetam diretamente o consumo de energia elétrica, porém aumentam as perdas por calor na instalação (transformador,
cabos). É por isso que em um SISTEMA com uma porcentagem relativamente elevada de carga no retificador é importante manter as harmônicas de
corrente em um nível baixo para evitar sobrecarga no transformador e alta temperatura no cabeamento. Com a finalidade de assegurar baixas harmônicas
de corrente, as unidads FCD 300 são equipadas com bobinas no circuito intermediário como padrão. Isso geralmente reduz a corrente de entrada I
em 40 %.
RMS
1.4.9 Unidade de Exibição
Na unidade FCD 300 existem 5 luzes indicadoras de tensão (LIGADO), advertência, alarme, status e barramento.
Além disso, um plugue para a conexão de um painel de controle LCP está disponível como opção. O painel de controle LCP pode ser instalado a até 3
metros de distância do conversor de frequência; por exemplo, em um painel frontal, por intermédio de um kit de montagem.
Todos os dados são exibidos por intermédio de um display alfanumérico de quatro linhas que, em operação normal, consegue mostrar 4 itens de dados
operacionais e 3 modos de operação de forma contínua. Durante a programação, são exibidas todas as informações necessárias para uma rápida e
eficiente configuração de parâmetros do conversor de frequência. Como um suplemento ao display, o LCP possui três luzes indicadoras de tensão
(LIGADO), advertência (ADVERTÊNCIA) e alarme (ALARME). A maioria dos Setups de parâmetros do conversor de frequência podem ser imediatamente
alterados a partir do painel de controle local. Veja também a seção intitulada
A unidade de controle LCP
no Guia de Design.
1.4.10 Recursos Desejados
Os recursos desejados são selecionados especificando os campos correspondentes na string (xx). As escolhas - e explicações detalhadas - são mostradas
nas duas tabelas. As explicações resumidas de um recurso estão em
Para obter dados e detalhes técnicos, consulte
Variantes da Caixa de Instalação
Conexões no lado direito
Os orifícios de junção com a gaxeta de todas as
Essa versão é útil quando a entrada de cabo é necessária somente de um sentido.
Conexões nos dois lados
Os orifícios de
Estão disponíveis a
C
onexão
entradas de cabos
plugável
rosca métrica
e a possibilidade da malha de alimentação de energia da rede elétrica entre os drives (linha de 4 mm2).
estão usinadas nos
e a
rosca NPT
Dados técnicos.
entradas de cabos
dois lados
(variantes selecionadas).
itálico.
estão usinados somente no
para permitir entrada de cabo nos dois sentidos.
lado direito
(visto da extremidade do drive do motor).
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A seção inferior contém conectores Cage Clamp e instalações de malhas para cabos de energia e de fieldbus bem protegidos contra poeira, uso de
mangueiras e agentes de limpeza.
Chave de serviço
o motor ou drive.
plugues de sensor,
4
Conexão plugável de E/S remota, como sensores e sua fonte de alimentação externa.
Plugue do motor,
montada no lado direito (visto da extremidade do drive do motor). Uma chave bloqueável integrada no gabinete metálico - desconectando
M12 no lado direito (visto da extremidade do drive do motor). Malha através de alimentação externa de 2 X 24 V.
HARTING 10 E no lado direito (visto da extremidade do drive do motor) com fiação de acordo com a norma DESINA
elétrica).
Conector do display
com PC.
para conexão plugável externa do painel de controle local para operação e programação. Também pode ser utilizado para conexão
1.4.11 Conversor de Frequência Descentralizado FCD 300
FCD 300: Combinações de versões
1
(consulte Instalação
Recursos de instalação
Montagem Motor Parede Motor Parede Motor Parede Parede Parede
Entrada de cabos Lado direito De lado duplo
Chave de manutenção ----XXX-
Plugues de sensores - - - - - - 4XM12 4XM12
Plugue do motor - - - - - - - Harting 10E
ATEX 22
Rosca métrica
(rosca NPT)
Conector do display Não disponível
Recursos funcionais
Funções básicas (ver a
Reserva ext. de + 24 EX
Reserva ext. + 24 V +
Freio dinâmico + Con-
trole de frenagem
Comunicação
Interface AS F70
Profibus 3 MB F10
Profibus12 MB F12
DeviceNet F30
*
seguir)
RS 485 F00
XXXX--- -
Códigos de pedidos FCD 3xx P T4 P66 R1 XX Dx Fxx Txx C0
T11
(-)
somente D0
T51
(-)
T12
(T16)
T52
(T56)
DC CC incluído CC incluído
ST
EB
T22
(T26)
T62
(T66)
T63
(-)
T73
(-)
* ATEX 22: Aprovado para uso em ambientes empoeirados de acordo com a diretiva ATEX (ATmosphère EXplosive)
Funções básicas
Velocidade ajustável do motor
Velocidades de aceleração e desaceleração definidas
Conceitos de recursos e operação semelhantes às outras séries VLT
Proteção eletrônica do motor e reversão são sempre incluídas
Funcionalidade Estendida
Reserva externa de 24 V
Controle de frenagem e
para controle e comunicação
alimentação da frenagem eletromecânica
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1 O Conceito de Descentralização Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300
1
Frenagem Dinâmica
As explicações a seguir referem-se ao formulário para pedidos.
Capacidades de potência (posições 1-6):
0,37 kW – 3,3 kW (Consulte a tabela de seleção da capacidade de potência)
Faixa de aplicação (posição 7):
• Processo P
Tensão de rede (posições 8-9):
• T4 - Tensão de alimentação trifásica de 380-480 V
Gabinete metálico (posições 10-12):
O gabinete metálico oferece proteção contra poeira, umidade e ambiente agressivo.
• P66 - Gabinete metálico IP66 protegido (para saber as exceções consulte Caixa de instalação T00, T73)
Variantes de hardware (posições 13-14):
• ST - hardware padrão
• EX - alimentação externa de 24 V para reserva do cartão de controle
• EB - alimentação externa de 24 V para reserva do cartão de controle, controle e alimentação do freio mecânico e um circuito de frenagem
adicional
Filtro de RFI (posições 15-16)
• R1 - Em conformidade com o filtro classe A1
Unidade de exibição (LCP) (posições 17-18):
Possibilidade de conexão de display e teclado.
• D0 - Sem conector de display que possa ser conectado na unidade
• DC - Plugue do conector de display montado (não disponível com variantes de caixa de instalação "somente no lado direito")
Placa do opcional do Fieldbus (posições 19-21):
Há uma ampla seleção de opcionais do fieldbus de alto desempenho disponível (integrados)
• F00 - Sem opcional de fieldbus integrado
• F10 - Profibus DP V0/V1 3 Mbaud
• F12 - Profibus DP V0/V1 12 Mbaud
• F30 - DeviceNet
• F70 - Interface AS
Caixa de instalação (posições 22-24):
• T00 - Sem caixa de instalação
• T11 - Caixa de instalação, montagem no motor, rosca métrica, somente lado direito
• T12 - Caixa de instalação, montagem no motor, rosca métrica, lado duplo
• T16 - Caixa de instalação, montagem no motor, rosca NPT, lado duplo
• T22 - Caixa de instalação, montagem no motor, rosca métrica, lado duplo, chave de serviço
• T26 - Caixa de instalação, montagem no motor, rosca NPT, lado duplo, chave de serviço
• T51 - Caixa de instalação, montagem na parede, rosca métrica, somente lado direito
• T52 - Caixa de instalação, montagem na parede, rosca métrica, lado duplo
• T56 - Caixa de instalação, montagem na parede, rosca NPT, lado duplo
• T62 - Caixa de instalação, montagem na parede, rosca métrica, lado duplo, chave de serviço
• T66 - Caixa de instalação, montagem de parede, rosca NPT, lado duplo, chave de serviço
• T63 - Caixa de instalação, montagem na parede, rosca métrica, lado duplo, chave de serviço, plugues do sensor
• T73 - Caixa de instalação, montagem na parede, rosca métrica, lado duplo, plugue do motor, plugues de sensor, gaxeta Viton
Revestimento (posições 25-26):
O gabinete metálico IP66 oferece proteção do drive contra ambientes agressivos, o que praticamente elimina a necessidade de placas de circuitos
impressos revestidas.
• C0 - Placas não revestidas
(resistor do freio é opcional
ver Resistores de Freio
)
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1.4.12 Formulário de Pedido
1
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1 O Conceito de Descentralização Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300
1.4.13 Ferramentas de Software de PC
1
Software de PC - MCT 10
Todos os drives são equipados com uma porta de comunicação serial. Uma ferramenta de PC está disponível para a comunicação entre o PC e o conversor
de frequência, o Software de Setup do MCT 10 da Ferramenta de Controle de Movimento do VLT.
Software de Instalação do MCT 10
O MCT 10 foi desenvolvido como uma ferramenta fácil de usar, para configurar os parâmetros dos conversores de frequência.
O Software de Setup do MCT 10 será útil para:
• Planejar uma rede de comunicação off-line. O MCT 10 contém um banco de dados completo do conversor de frequência
• Colocar em operação on-line os conversores de frequência
• Gravar configurações para todos os conversores de frequência
• Substituir um drive em uma rede
• Expandir uma rede existente
• Drives desenvolvidos futuramente serão suportados
MCT 10 Suporte de Software de Instalação Profibus DP-V1 através de uma conexão Masterclass 2. Isto torna possível ler/gravar parâmetros on-line em
um conversor de frequência, através de rede Profibus. Isto eliminará a necessidade de uma rede extra para comunicação.
Os Módulos do Software de Instalação do MCT 10
Os seguintes módulos estão incluídos no pacote de software:
Software de Instalação do MCT 10
Configurando parâmetros
Copiar para, e a partir de, os conversores de frequência
Documentação e impressão das configurações de parâmetros, inclusive diagramas
Código de pedido:
Encomende o CD que contém o Software de Setup do MCT 10 usando o código 130B1000.
1.4.14 Acessórios
Tipo Descrição Código n°.
unidade de controle LCP 2 Display alfanumérico para programação do conversor de frequência. 175N0131
Cabo para a unidade de controle LCP 2 Cabo pré-fabricado para ser utilizado entre o conversor de frequência e LCP2. 175N0162
Kit de montagem remota do LCP2 Kit para montagem permanente do LCP2 em um gabinete (incl. cabo de 3 m, excl. LCP2) 175N0160
LOP (Local Operation Pad) O LOP pode ser utilizado para configurar a referência
e a partida/parada através dos terminais de controle
Placa de adaptação do motor Placa de alumínio com orifícios perfurados para encaixar na caixa FCD. Deve ser encaixado
localmente no motor real. Placa de adaptação para motores não Danfoss Bauer
Membrana de Ventilação Membrana de prevenção de acúmulo de água devido a condensação dentro dos gabinetes. 175N2116
Kit de plugues para LCP2 A caixa de instalação pode ser montada com ou sem um conector vedado (IP66) para
conectar o display comum LCP2 (código CC). O conector pode ser solicitado separada-
mente (Exceto para caixas de instalação de lado único).
Terminal do motor em estrela Seis fios devem ser conectados em estrela ou em delta para alimentar um motor CA. A
conexão em delta é possível no terminal padrão do motor. A conexão em estrela requer
um terminal separado.
Kit de instalação Kit de instalação para montagem em painéis 175N2207
plugue M12 de 5 pólos da DeviceNet O plugue M12 tipo micro, pode ser montado nos orifícios de junção com gaxeta da caixa
de instalação. O plugue também pode ser usado com outras finalidades como a conexão
de sensores.
Gaxeta Viton para FCD 303-315 Com essa gaxeta, o FCD pode ser utilizado em setores de pintura, por exemplo, na indús-
tria automotiva.
Gaxeta Viton para FCD 322-335 Com essa gaxeta, o FCD pode ser utilizado em setores de pintura, por exemplo, na indús-
tria automotiva.
Cabo de Dados para comunicação de PCs Conecta um conversor (por exemplo, USB) ao conector LCP2. 175N2491
Terminal PCB Terminal para distribuição 24 V 175N2550
Terminal de ext. PE Aço inoxidável 175N2703
Cabo de conexão de 2 m da DeviceNet O cabo pode ser montado dentro da caixa do terminal e conecta à linha tronco da Devi-
ceNet através de um microconector (M12).
Plugue M12 de 5 pólos da AS-interface O plugue M12 pode ser montado nos orifícios de junta com gaxeta da caixa de instalação. 175N2281
175N0128
175N2115
175N2118
175N2119
175N2279
175N2431
175N2450
195N3113
22
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1.4.15 Resistores de Freio
1
Resistores de freio montáveis internamente para frenagem de baixo ciclo útil. Os resistores possuem autoproteção.
Frenagem de pulso único de aprox. 0,6 kJ a cada 1 - 2 minutos.
Resistores de freio internos não podem ser montados no FCD 303-315 com chave de serviço.
Tipo FCD P do motor em kW Rmin R % aprox. do ciclo útil Núm. de Código.
303 0.37 520 1720 5 175N2154
305 0.55 405 1720 3 175N2154
307 0.75 331 1720 2 175N2154
311 1.1 243 350 1.5 175N2117
315 1.5 197 350 1 175N2117
322 2.2 140 350 1 175N2117
330 3.0 104 350 0.7 175N2117
335 3.3 104 350 0.5 175N2117
Tipo P
303 (400 V) 0.37 520 830 / 100 W 20 1000 2397
305 (400 V) 0.55 405 830 / 100 W 20 1000 2397
307 (400 V) 0.75 331 620 / 100 W 14 1001 2396
311 (400 V) 1.10 243 430 / 100 W 8 1002 2395
315 (400 V) 1.50 197 310 / 200 W 16 0984 2400
322 (400 V) 2.20 140 210 / 200 W 9 0987 2399
330 (400 V) 3.00 104 150 / 200 W 5.5 0989 2398
335 (400 V) 3.30 104 150 / 200 W 5.5 0989 2398
Tabela 1.1: Resistores de freio tipo "flatpack" IP65
Tipo Código nº.: 175Nxxxx
303-315 2402
322-335 2401
Tabela 1.2: Suportes de montagem de resistores de freio
Tipo de VLT Tempo de duração da frenagem
303 (400 V) 120 0,37 520 830 0,45 0,7 1976 1,5*
305 (400 V) 120 0,55 405 830 0,45 0,7 1976 1,5*
307 (400 V) 120 0,75 331 620 0,32 0,7 1910 1,5*
311 (400 V) 120 1,1 243 430 0,85 1,4 1911 1,5*
315 (400 V) 120 1,5 197 330 0,85 1,6 1912 1,5*
322 (400 V) 120 2,2 140 220 1,00 2,1 1913 1,5*
330 (400 V) 120 3,0 104 150 1,35 3,0 1914 1,5*
335 (400 V) 120 3,3 104 150 1,35 3,0 1914 1,5*
motor
[kW]
intermitente
[segundos]
R
[]
MIN
P
[kW]
motor
R
[Ω]
Tamanho [] / [W]
por item
R
[Ω]
P
rec
b, max
[kW]
min
Ciclo útil % 2 fios
Relé térm.
[Amp]
Número do código
175Uxxxx
Código nº.
175Uxxxx
Seção transversal do cabo
Cabo blindado
Código nº.
[mm
175Nxxxx
2
]
Tabela 1.3: Resistores de freio "coiled wire" Duty-cycle 40%
*Obedeça sempre as regulamentações nacionais e locais
P
motor
R
min
R
rec
P
b, max
: Tamanho nominal de motor para o tipo VLT
: Mínimo resistor de freio permissível
: Resistor de freio recomendado (Danfoss)
: Potência nominal do resistor de freio conforme especificado pelo fornecedor
Relé térm. : Definição da corrente de freio do relé térmico
Número do código : Códigos para pedidos de resistores de freio Danfoss
Seção transversal do cabo : Valor
mínimo recomendado baseado em cabo de cobre com isolamento de PVC, 30 graus Cel-
sius de temperatura ambiente com dissipação normal de calor
Consulte as dimensões dos resistores de freio tipo bobinado nas instruções MI.90.FX.YY
Resistores de freio montados externamente em geral
Não use solventes de limpeza agressivos. Solventes de limpeza devem ter pH neutro.
Consulte
Frenagem Dinâmica
para dimensionamento dos resistores de freio.
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23
1
1 O Conceito de Descentralização Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300
1.5 Comunicação
1.5.1 Informação e Comunicação
O crescimento no mundo da automação está cada vez mais baseado na tecnologia da informação. Tendo reformado hierarquias, estruturas e fluxos em
todo o mundo do escritório, a utilização da tecnologia da informação dá abertura para uma reestruturação semelhante nos setores industriais, variando
de setores de processo e fabricação até logística e automação da construção.
A capacidade de comunicação dos dispositivos e os canais de informação transparentes e contínuos são indispensáveis nos conceitos de automação do
futuro.
A TI é um meio evidente de otimização de processos de sistemas, levando à exploração otimizada da energia, de materiais e dos investimentos.
Os sistemas de comunicação industrial são uma função chave nesse aspecto.
Nível da célula
Controladores programáveis como PLC e IPC comunicam-se no nível de célula. Grandes pacotes de dados e numerosas e poderosas funções de comunicação fornecem fluxo de informações. A integração suave em sistemas de comunicação no nível da empresa, como Intranet e Internet via TCP/IP e
Ethernet são requisitos importantes.
Nível de campo
Os periféricos distribuídos, como módulos de E/S, transdutores de medição, unidades de drives, válvulas e terminais do operador comunicam com os
sistemas de automação através de um sistema de comunicação eficiente e em tempo real no nível do campo. A transmissão de dados do processo é
realizada em ciclos, enquanto que os dados de alarmes, parâmetros e diagnósticos devem ser transmitidos de maneira acíclica se necessário.
Nível do sensor/atuador
Sinais binários de sensores e atuadores são transmitidos inteiramente de maneira cíclica através da comunicação por barramento.
1.5.2 Profibus
O Profibus é um padrão de barramento de campo aberto e independente de fornecedor para utilização em uma ampla variedade de aplicações de
automação de processo e fabricação. A independência em relação a fornecedor e a abertura são asseguradas pelas normas internacionais EN 50170, EN
50254 e IEC 61158.
O Profibus comunica-se entre dispositivos de diferentes fabricantes sem ajustes específicos da interface e pode ser utilizado em aplicações críticas de
alta velocidade e em tarefas complexas de comunicação. Devido aos desenvolvimentos técnicos em andamento, o Profibus é amplamente reconhecido
como o sistema líder em comunicação industrial do futuro.
Mais de 2.000 produtos de aproximadamente 250 fornecedores Profibus estão disponíveis atualmente. Mais de 6,5 milhões de dispositivos representando
uma enorme variedade de produtos estão instalados e em uso com sucesso em mais de 500.000 aplicações de automação de processos e fabricação.
A solução Danfoss Drives oferecem uma solução Profibus de ótimo custo
• Ferramenta de software MCT-10 para acesso através de PC convencional
• Conexão simples de dois fios
• Produto universal e mundialmente aceito
• Em conformidade com a norma internacional EN 50170
• Velocidade de comunicação de 12 Mbaud
• O acesso ao arquivo mestre do drive facilita o planejamento
• Atende a diretriz PROFIDRIVE
•Solução integrada
• Todos os conversores de frequência com Profibus são certificados pela organização Profibus
24
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• Os conversores de frequência Danfoss oferecem suporte ao Profibus DP V1
Profibus DP V1 para duas finalidades diferentes
Os sistemas Profibus são utilizados para duas finalidades bem diferentes com dois conjuntos de essenciais bastante diferentes em aplicações modernas
de automação. Uma é a transferência de sinais relacionados ao próprio processo, o outro serviço, comunicação da colocação em operação e do setup.
A transferência de sinais de controle e de status entre os sensores e atuadores é de tempo crítico e deve ser processada de maneira confiável e em tempo
real. Isso é obtido através da comunicação cíclica em que cada nó da rede é sondado em cada ciclo e cada ciclo possui um período predeterminado. É
necessário predefinir e minimizar a extensão dos dados em cada telegrama para tornar esse trabalho o mais rápido e confiável possível.
Essa consideração contradiz a segunda utilização do fieldbus, ou seja, setup com economia de tempo e barramento de diagnósticos. Setup e diagnósticos
não são de tempo crítico, não são utilizados continuamente e necessitam de uma maior quantidade de dados em cada telegrama. Além disso, a tendência
seria controlar essas informações a partir de um PC ou de um dispositivo de interface (HMI) - e não a partir do mestre (geralmente um PLC) que controla
a comunicação cíclica. O Profibus padrão não oferece suporte a redes com vários mestres, logo, as informações de setup e diagnósticos devem estar
contidas no telegrama padrão manipulado pelo mestre, produzindo telegramas bem longos e demorados com espaço para informações utilizadas apenas
esporadicamente.
O Profibus DP V1 agora combina os dois conjuntos de requisitos acima em um único sistema fieldbus, permitindo que um segundo mestre utilize a rede
inteira em um intervalo de tempo especificado em cada ciclo. Logo, o Profibus DP V1 opera com duas classes de mestres. Masterclass 1 (geralmente um
PLC) realiza a comunicação cíclica. Masterclass 2, geralmente um dispositivo de interface (HMI ou PC), transfere informações não críticas através de
comunicação acíclica.
1
Masterclass 2 mestres podem ser conectados em qualquer lugar da rede Profibus e o canal de comunicação pode ser aberto e fechado a qualquer momento
sem afetar a comunicação cíclica. É possível ter comunicação acíclica mesmo sem comunicação cíclica para, por exemplo, transferir programas ou setups
completos.
O Profibus DP V1 é totalmente compatível com versões anteriores do Profibus DP V0. Os nós do Profibus DP V0 e do Profibus DP V1 podem ser combinados
na mesma rede, contudo, o mestre deve oferecer suporte à comunicação Masterclass 2.
Benefícios ao usuário:
• A conexão com os controles do motor é possível em qualquer parte da rede
• A rede existente pode ser utilizada para colocação em operação, setup e diagnóstico sem afetar a comunicação cíclica
• Os nós DP V1 e DP V0 podem ser conectados na mesma rede
• Sem necessidade de telegramas extensos no PLC ou IPC. Um segundo mestre que oferece suporte a DP V1 pode manipular as tarefas de setup
NOTA!
O DP V1 somente é possível para cartões de comunicação Mestre que oferecem suporte à especificação Masterclass 2.
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25
1 O Conceito de Descentralização Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300
1.5.3 DeviceNet
1
O DeviceNet é um link de comunicação que conecta dispositivos industriais a uma rede. É baseado no protocolo de comunicação CAN (Controller Area
Network) orientado a broadcast.
O protocolo CAN foi desenvolvido originalmente para o mercado automotivo europeu para ser usado no lugar dos caros chicotes elétricos nos automóveis.
Como resultado, o protocolo CAN oferece resposta rápida e alta confiabilidade em aplicações exigentes como freios ABS e airbags.
O conceito Danfoss oferece a solução DeviceNet de custo ideal
• Comunicação cíclica de E/S
• Comunicação acíclica - "sistema de mensagens explícita"
• Suporte de mensagens do Gerenciador de Mensagens Não Conectado (UCMM)
•Solução integrada
• Arquivos Electronic Data sheet (EDS) garantem fácil configuração
• Fornece alimentação de tensão ao fieldbus
• Finalização do perfil do motor CS/CC DeviceNet
• Protocolo definido de acordo com a ODVA (Open DeviceNet Vendor Association)
1.5.4 Interface AS
A Interface AS (AS-i) é uma alternativa de baixo custo para o cabeamento convencional no mais baixo nível da hierarquia de automação. A rede pode
conectar a um fieldbus de nível maior, como o Profibus, para obter E/S remota de baixo custo. Conhecida pelo seu cabo amarelo; AS-I cresceu como
uma tecnologia "aberta" suportada por mais de 100 fornecedores ao redor do mundo. Aprimoramentos ao longo do tempo ampliaram sua área de
aplicações e a interface AS hoje é comprovada em centenas de milhares de produtos e aplicações abrangendo o espectro da automação.
1.5.5 Modbus
O conversor de frequência comunica-se com o formato RTU Modbus através de uma rede EIA-485 (conhecida por RS-485). O RTU Modbus permite acesso
à Control Word e à Referência de Barramento.
A Control Word permite ao Modbus mestre controlar diversas funções importantes do conversor de frequência:
•Partida
• Interromper o conversor de frequência de várias maneiras:
Parada por inércia
Parada rápida
Parada por Frenagem CC
Parada (de rampa) normal
• Reset após um desarme por falha
• Funcionamento em diversas velocidades predefinidas
• Funcionamento em reversão
• Alterar o setup ativo
• Controlar os dois relés integrados do conversor de frequência
A Referência Via Bus Serial é comumente utilizada para controle da velocidade.
Também é possível acessar os parâmetros, ler seus valores e quando possível, inserir valores. Isso permite uma faixa de possibilidades de controle,
incluindo controlar o setpoint do conversor de frequência quando seu controlador PID interno for utilizado.
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Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300 1 O Conceito de Descentralização
1.5.6 Protocolo FC
A interface RS-485 é padrão em todos os conversores de frequência Danfoss, permitindo até 126 unidade em uma rede. O protocolo FC possui um projeto
muito simples descrito em
fornece uma boa alternativa para a solução fieldbus mais rápida.
O protocolo FC também pode ser utilizado como um barramento de serviço para transferência de informações de status e de setup de parâmetros. Nesse
caso é combinado com o controle de E/S de tempo normal através das entradas digitais.
Comunicação Serial.
Em aplicações em que a velocidade da transmissão de dados é de importância menor, a interface RS 485
1.6 Boas Práticas de Instalação
1.6.1 Opções de Instalação Flexível
Um grande benefício do conceito descentralizado Danfoss é a economia no custo de instalação, em parte devido ao projeto inteligente em duas peças
do FCD 300.
Todas as instalações elétricas são feitas dentro da caixa de instalação antes da montagem do componente eletrônico. Subsequentemente as peças
eletrônicas são conectadas na caixa de instalação, fixadas e o drive está pronto para operação.
Malha da rede de energia
2
A série FCD 300 facilita a malha da rede de energia interna. Terminais para cabos de energia de 4 mm
de até 10 ou mais unidades. O FCD 300 pode ser misturado ao longo da linha. A carga média não deve exceder 25 A.
Reserva de controle de 24 V
Uma fonte externa de 24 V (20-30V) CC pode ser conectada nas versões EX e EB para reserva dos circuitos de controle. Dessa maneira, as possibilidades
de comunicação e programação são mantidas mesmo sem energia. Os terminais são dimensionados para até 2,5 mm
dentro do gabinete metálico permitem a conexão
2
e em dobro para malha.
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As caixa de instalação T63 e T73 possuem terminais de malha adicionais de 2 X 24 V com 4 mm
separadamente a partir da alimentação de reserva do controle.
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. Os sensores conectados podem ser fornecidos
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1 O Conceito de Descentralização Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300
Ilustração 1.19: Exemplo de malha de energia e de barramento
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Guia de Design do VLT® Decentral FCD 300 1 O Conceito de Descentralização
1.6.2 Diretrizes para Seleção de Cabos e Fusíveis na Instalação de uma Rede de Energia com
o FCD 300
Considera-se que a instalação segue a Diretiva de Baixa Tensão conforme estabelecido em HD 384 e IEC 60364. Esta seção não pode ser utilizada em
áreas explosivas e com risco de incêndio. Em geral, as dimensões dos cabos devem seguir a IEC 60364-5-523. Se a instalação for parte de uma maquinaria,
a EN 60204-1 deve ser seguida. Os cabos, conforme mencionado nos pontos 1, 2 e 3 na figura, devem ser protegidos por um gabinete metálico ou
conduíte.
Os próximos números de seção são relacionados à figura.
1. O cabo poderá carregar somente a corrente contínua máxima do freio de atrito. Com falha no aterramento, o circuito de proteção não renovável
no FCD irá interromper o fluxo de corrente.
2. Se os resistores de freio IP65 recomendados pela Danfoss forem usados, o cabo será exposto somente à corrente contínua do resistor do freio.
Se o resistor do freio ficar superaquecido, irá desconectar-se automaticamente. Se outro tipo ou forma do resistor do freio sem qualquer
dispositivo de limitação de energia for utilizado, a potência máxima deve ser igual à potência nominal do motor.
A corrente nos Amps deverá ser: I = 0,77/potência do motor, com potência do motor inserido em kW; [A=V/W]. A corrente nominal do motor
chega bem perto da corrente no cabo até o resistor do freio.
3. Os cabos até os encoders e termistores estão no potencial PELV. As correntes estão na faixa mA e limitados pelo FCD. Para não violar a proteção
PELV dos terminais de controle do FCD, o termistor deve possuir isolamento reforçado de acordo com as demandas PELV. Para finalidades de
EMI os cabos devem possuir sua própria blindagem elétrica e, se possível, ser mantidos separados dos cabos de energia.
4. O cabo é protegido pela função limitadora de corrente no FCD. Com falhas de aterramento e curto circuito de baixa impedância o FCD irá
interromper a corrente.
5. A corrente é limitada pelo FCD downstream. O CB faz o aterramento e a proteção contra curto-circuito. A impedância nos fios deve ser baixa a
ponto de o CB desconectar em 5 s por falhas de aterramento de baixa impedância. (alimentação TN).
6. Se a instalação for em uma máquina (EN 60204-1) e a distância entre a conexão T e o FCD for menor que 3 m, o cabo pode ser diminuído para
a capacidade de corrente necessária para o FCD downstream.
7. A corrente de desarme do CB upstream não deverá ser superior que os pré-fusíveis máximos mais altos para o menor FCD downstream.
Para finalidades de EMC os cabos nº 2, 3 e 4 devem ser blindados ou colocados em conduítes de metal.
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Ilustração 1.20: Exemplo de dimensionamento do cabo de descentralização
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