Reglas fundamentales de seguridad eléctrica
Antes de intervenir en el Power Module (PM) o en el motor, desconecte la alimentación principal y espere como mínimo 5 minutos hasta la descarga total del circuito intermedio de condensadores (tensión DC Link). Verifique ausencia de tensión antes de tocar cualquier borne de potencia.
Temario del Curso (Módulos Teóricos)
1 Arquitectura y Hardware
- Conceptos de variación de velocidad y rango G120.
- Estructura modular: Power Module (PM) y Control Unit (CU240E-2 / CU250S-2).
- Paneles de operador: BOP-2 vs IOP-2.
- Accesorios: resistencias de frenado, filtros y tarjetas SD.
2 Instalación y Cableado
- Alimentación de red y conexión del motor (Estrella / Triángulo).
- Puesta a tierra y compatibilidad electromagnética (EMC).
- Regleta de control: entradas/salidas digitales y analógicas.
- Seguridad integrada básica: función STO (Safe Torque Off).
3 Software y Puesta en Marcha
- Entorno TIA Portal (Startdrive) y Web Server integrado.
- Asistente de puesta en marcha rápida (Quick Commissioning).
- Modos de control: escalar (V/f) vs. vectorial (SLVC).
- Identificación estática del motor (Motor ID Run).
4 Parametrización Estándar
- Estructura de parámetros r (lectura) y p (ajustables).
- Rampas de aceleración (p1120) y deceleración (p1121).
- Límites operativos: velocidad mínima, máxima y corriente.
- Macros de cableado preconfiguradas.
5 Comunicación Industrial
- Redes PROFINET / PROFIBUS en accionamientos.
- Estructura de telegramas estándar (Standard Telegram 1).
- Palabras de control (STW) y estado (ZSW).
- Control desde PLC S7-1200 / S7-1500 con bloque SINA_SPEED.
6 Diagnóstico y Mantenimiento
- Diferenciación entre alarmas (A) y fallos (F).
- Consulta del buffer de historial de fallos (r0945 / r0947).
- Copias de seguridad (Upload/Download) en SD y PC.
- Restablecimiento seguro a valores de fábrica (Factory Reset).
Guía de Prácticas de Laboratorio
Práctica 1: Montaje físico y cableado de bornes
Hardware
Objetivo: realizar el acoplamiento mecánico PM/CU y el conexionado seguro de potencia, control I/O y STO.
- 1Identificar la placa de características del PM y montar la Control Unit hasta escuchar el encastre mecánico.
- 2Conectar la alimentación trifásica en L1/L2/L3 y el motor en U/V/W según placa (230V Δ / 400V Y).
- 3Realizar el puenteo o cableado de seguridad STO en bornes 31-34 (CU240E-2) con 24V DC.
- 4Cablear pulsadores en DI0 (Marcha/Paro), DI1 (Inversión) y potenciómetro 10kΩ en AI0 (0-10V).
Práctica 2: Puesta en marcha rápida vía panel IOP-2 / BOP-2
Panel Local
Objetivo: configurar el accionamiento desde el panel de operador mediante el asistente de puesta en marcha.
- 1Ejecutar Factory Reset fijando p0010 = 30 y p0970 = 1.
- 2Ingresar al Wizard / Quick Commissioning y seleccionar norma IEC (50 Hz) y modo V/f lineal (p1300 = 0).
- 3Cargar los datos de placa del motor: tensión, corriente, potencia, cos φ y RPM nominales.
- 4Ajustar rampas de aceleración p1120 = 5.0 s y desaceleración p1121 = 5.0 s. Guardar configuración.
Práctica 3: Identificación del motor y modo manual (Hand)
Ajuste Motor
Objetivo: ejecutar la identificación estática de parámetros del bobinado y verificar el giro en modo local.
- 1Habilitar la identificación en reposo seleccionando p1900 = 2.
- 2Dar orden de marcha desde el panel; esperar la inyección de corriente de prueba y finalización automática.
- 3Pulsar tecla HAND en el panel para tomar el control local del variador.
- 4Variar la consigna de 0 a 50 Hz, constatar sentido horario/antihorario y monitorear corriente en vacío (r0027).
Práctica 4: Control por bornes, escalado analógico y frecuencias fijas
I/O Control
Objetivo: operar el convertidor mediante señales discretas/analógicas externas y configurar puntos fijos de velocidad.
- 1Conmutar el variador a modo AUTO y activar marcha/paro mediante entrada física DI0.
- 2Calibrar la entrada analógica AI0 ajustando voltaje mín/máx (p0756, p0757) y frecuencia (p0758, p0760).
- 3Configurar frecuencias fijas en p1001 = 15 Hz, p1002 = 30 Hz y p1003 = 45 Hz asociadas a DI2 y DI3.
- 4Comprobar la tabla de verdad de combinaciones binarias en entradas digitales y prioridades de consigna.
Práctica 5: Parametrización avanzada y función Trace con TIA Portal Startdrive
Software PC
Objetivo: gestionar el equipo desde el software Startdrive y registrar curvas dinámicas en tiempo real.
- 1Conectar el PC al puerto USB o interfaz PROFINET del convertidor y detectarlo en TIA Portal.
- 2Parametrizar el control vectorial sin encoder (SLVC - p1300 = 20) mediante el asistente integrado.
- 3Abrir el Cuadro de Mando (Control Panel) en pantalla y validar control de velocidad interactivo.
- 4Configurar la herramienta Trace para grabar r0020 (consigna), r0021 (velocidad real) y r0027 (corriente). Analizar la respuesta al escalón.
Práctica 6: Integración con PLC S7-1200 vía PROFINET (SINA_SPEED)
Automatización
Objetivo: comunicar cíclicamente el PLC con el G120 mediante Standard Telegram 1 y controlar la velocidad por programa.
- 1Asignar nombre PROFINET y dirección IP coincidentes en la configuración de dispositivos de TIA Portal.
- 2Seleccionar Standard Telegram 1 (PZD 2/2) en el intercambio de datos cíclicos del variador.
- 3Llamar al bloque de función estándar SINA_SPEED en el bloque OB1 del S7-1200.
- 4Asignar parámetros del bloque: HWIDSTW, EnableAxis, SpeedSp (RPM) y monitorear variables desde una tabla de observación.
Práctica 7: Diagnóstico de fallos, historial y respaldo (Backup)
Mantenimiento
Objetivo: simular condiciones anómalas, interpretar códigos de fallo y realizar copias de seguridad completas.
- 1Generar una condición de fallo controlada (apertura del canal STO o sobrecarga de rampa).
- 2Consultar el código de fallo en el display y leer el buffer de diagnóstico en el parámetro r0945.
- 3Efectuar el rearme (Acknowledge) mediante entrada digital DI y vía bit de control del PLC.
- 4Realizar un backup completo del proyecto hacia la tarjeta SD y un Upload completo en el PC.
Parámetros Principales de Consulta Rápida
| Parámetro | Descripción | Rango / Unidad | Valor típico / Función |
|---|---|---|---|
| r0002 | Estado del accionamiento | - | Visualización de estado operativo actual |
| r0021 | Velocidad real filtrada | RPM / Hz | Lectura de velocidad efectiva en el eje |
| r0027 | Corriente real de salida | A rms | Medición de corriente entregada al motor |
| p0010 | Filtro de puesta en marcha | 0 ... 30 | 0: Listo | 1: Quick Comm | 30: Reset Fábrica |
| p0304 | Tensión nominal del motor | V | Dato de placa del motor |
| p0305 | Corriente nominal del motor | A | Dato de placa del motor |
| p1082 | Velocidad máxima | RPM / Hz | Límite superior absoluto de giro |
| p1120 | Tiempo de rampa de aceleración | s | Tiempo de 0 a velocidad nominal |
| p1121 | Tiempo de rampa de desaceleración | s | Tiempo de velocidad nominal a 0 |
| p1300 | Modo de control de bucle | 0 ... 20 | 0: V/f lineal | 20: Vectorial sensorless (SLVC) |
| p2000 | Velocidad de referencia (Bus) | RPM | Escalado al 100% (4000h) en telegramas de red |
Códigos de Fallo y Alarmas Típicas
| Código | Nombre oficial | Causa probable | Acción correctiva |
|---|---|---|---|
| F07801 | Motor: sobreintensidad | Límite de corriente superado, rampa muy corta o fallo en aislamiento del motor. | Verificar carga mecánica, aumentar rampa p1120 y chequear límite p0640. |
| F30002 | Sobretensión en circuito intermedio (DC Link) | Frenado regenerativo excesivo sin resistencia de frenado o tensión de red alta. | Aumentar rampa de deceleración p1121, activar p1240 o conectar resistencia de frenado. |
| F07900 | Motor bloqueado (Motor Blocked) | El motor opera al límite de par/corriente durante el tiempo configurado. | Comprobar bloqueo mecánico, freno del motor y ajuste de umbral en p2175. |
| F30001 | Sobrecorriente en Power Module | Cortocircuito en salida, defecto a tierra o fallo interno en IGBTs. | Desconectar bornes del motor, verificar aislamiento y probar el convertidor en vacío. |
| A07400 | Alarma: regulador Vdc_máx activo | Tensión de bus elevada; el convertidor alarga la deceleración para evitar F30002. | Aumentar rampa p1121, verificar p0210 o instalar chopper de frenado. |
| F30004 | Sobretemperatura en disipador (Inverter Heatsink) | Ventilador averiado, aletas obstruidas o sobrecarga térmica continua. | Limpiar disipador, comprobar operación del ventilador y refrigeración del armario. |