LS산전의 iG5A 인버터를 이용한 다양한 실습과 통신

안녕하세요?

이번 포스팅으로 지난주 수업의 내용을 간신히 다 포스팅 하는데 성공하게 되는 것이네요. 아무튼 수업의 내용은 간단하다면 간단하지만, 그래도 상당히 어려운 내용이었습니다. 일단 LS산전에서 나온 인버터라고 모터, 주로 220V로 작동하는 AC모터의 정,역회전을 제어하는 장치인데, 이를 가지고서 다양한 실습과 마지막에는 PLC를 통해서 iG5A 인버터를 제어하는 방법에 대해서 실습을 하였습니다.

먼저 실습에 사용할 LS산전의 iG5A 인버터의 외형입니다. 이렇게 사진이 크게 나와서 엄청나게 큰 것으로 보일 수도 있지만, 사실은 그렇게까지 크지않습니다.

그리고 위 그림은 iG5A 인버터에 있는 설명서의 일부입니다. 여기서 어디를 어떻게 연결해야 하는지를 보여주고 있습니다.

먼저 첫 실습에 이용할 볼륨저항입니다. 이 저항의 회전 스위치를 돌리면, 저항의 값이 변하는데, 이를 통해서 모터의 회전 주파수를 전압을 통해서 조정할 수 있게 되는 것입니다.

그리고 나서 메뉴얼에 나와있는 iG5A 인버터를 해당하는 운전방법으로 설정하는 방법입니다. 정말 문자 그대로 이 메뉴얼 대로 읽어서 작업하면 되기는 되는 것입니다.

이제 어떻게 해서 결선을 하면 되는지와 주파수가 어떻게 해서 모터의 회전이 일어나는 지 여부도 나와있습니다. 일단 이게 어떻게 작동하는 지 알아보기 위해서, 먼저 버튼만으로 인버터가 AC모터를 제대로 컨트롤 하는 지 부터 확인해 봐야 했습니다.

일단 제대로 작동을 하는 것 까지는 확인을 할 수 있었습니다. 이제 볼륨 저항을 이용해여 0V(0Hz)에서 10V(50Hz)까지 AC 모터의 회전 속도를 컨트롤 할 수 있는지를 알아보고자 합니다.

이건 iG5A 인버터에 직접 설정을 변경해 주어야 합니다. 운전그룹에서 주파수 설정 방법을 3으로 설정하고, 다음으로는 입출력 그룹으로 좌우 버튼을 눌러서 이동한 다음 상하 버튼을 눌러서 I6 등을 설정해 주어야 합니다.

조금은 무언가 촌스러워 보이는 공짜 배경음악을 깔아서 동영상으로 만들었습니다. 일단 볼륨저항이라고 이런 가변저항이 회전함에 따라서 모터의 회전 속도가 달라지는 것을 확인할 수 있었습니다.

다음은 조금 말로는 설정하기 어려운데, 일단 운전 지령을 누르고 있는 상태에서 전원이 들어오면 바로 운전이 시작 되도록 설정하는 방법입니다.

일단 설정하는 것 자체는 어렵지 않은데, 이 방법을 위해서는 컨트롤 단자대라고 해야 할까요? iG5A에 있는 단자대에 F1과 공통 단자라고 해야 할까요? 일종에 전원을 공급해 준다고 할 수도 있는 CM을 직접 연결해서 이어지게 해줘야 할 필요성이 있었습니다. 하지만 이렇게 하면 전원이 들어오자마자 모터가 작동하기 때문에, 왜인지 안전사고를 많이 일으킬 것으로 생각이 되었습니다.

그리고 다음으로는 전류 공급장치를 이용해서, 볼륨저항을 사용해서는 전압에 따른 AC모터의 운전 주파수를 변형 시켰다면, 이번에는 전류에 변화를 주어서 AC 모터의 운전 주파수를 변하게 하는 실습을 하려고 합니다.

일단 전류발생기에서 공급해주는 전류가바뀌는 것에 따라서 모터의 회전 속도가 달라지고, 인버터에서 표시가 되는 주파수가 변하는 것을 확인할 수 있었습니다.

다음은 다단속 운전을 설정해 주는 단계입니다. 여기서 정말 조심해야 하는 것이 하나 있습니다.

일단 1속에서 3속이라고 해서, 1단계부터 3단계의 속도는 운전그룹의 St1에서 St3에서 설정된 주파수로 운전을 하며, 그외에 4속부터 7속이라고 하는 것은 입출력 그룹의 I30~I33에서 설정을 해준다고 합니다. iG5A 인버터는 7단계로 변속이 가능한데, 여기서 중요한 것은 단계가 올라간다고 해서, 반드시 이전 단계보다 주파수가 더 높아야 한다는 법은 없습니다. 즉 1단이 가장 주파수가 높거나 4단이 가장 낮고, 6단까지 올라깟다가 7단에서 내려가는 설정도 가능하다는 것입니다.

실제로 이 운전을 위해서는 버튼이 4개 필요합니다. 그런 버튼을 이용해서 7단속의 다단속 운전을 해볼 수 있다고 합니다.

다음은 3-Wire운전이라고 해서, 이전까지는 운전 버튼에 손을 계속 누르고 있어야 했는데, 푸쉬버튼을 눌렀다가 떼도 주파수를 기억헤서 계속 그 주파수로 운전하는 설정을 하는 방법입니다. 일단 입출력 그룹에서 위와 같이 설정을 하도록 합니다.

여기서도 하나 문제가 있습니다. P8과 CM을 물리적으로 이어지게 전선을 연결해야만 한다는 단점이 있습니다. 이를 역으로 이용해서, 여기다가 B접점을 지나게 해서, 비상사태가 벌어질 경우 즉시 모터를 정지하게 만들 수 있지 않을까 합니다.

다음은 통신선에 대해서 연결하는 방법에 대해서 적혀있습니다. 우선 iG5A 인버터에 그냥 선만 연결한다고 되는 것이 아니고, 인버터에 직접 물리적으로 이렇게 설정을 해 주어야만 합니다.

지난주 목요일에 있었는 수업시간에 제일 중요한 파트가 이제 시작이 되었습니다. 물리적으로 iG5A 인버터만 설정한다고 해서 끝이 아니라, 이제는 LS산전 PLC의 설정을 해줘야 하는 단계에 들어갑니다. 그런데, 그냥은 할 수 없으니, XG5000을 이용해서 설정에 들어가는 단계입니다. 먼저 위 스크린샷에 찍혀 있는 대로 '내장 Cnet'이라는 항목을 더블클릭하도록 합니다.

먼저 동작모드에 있는 채널2를 XGT서버라고 되어 있는데, 이를 P2P로 바꿔주도록 합니다. 그리고 옆에 있는 모드버스라는 통신 프로토콜에 관한 버튼을 눌러 주도록 합니다.

그리고 P2P선택에서는 01이라는 항목을 선택 하도록 합니다.

여기서 어떻게 무엇을 설정해야 할지 좀 많이 헤메기는 했습니다. 여기서 설정이라는 버튼이 우측에 있는데, 이걸 눌러주면....

위 화면이 뜨면서 어느정도 보이기는 보였습니다. 일단 수업이라서 나온 내용에 의하면, iG5A의 운전 주파수 주소는 0x00005 그리고 운전지령을 받는 주소는 0x00006이라고 합니다. 그런데 모드버스에서는 이런 주소가 기본적으로 -1이 되기 때문에 다음과 같이 입력을 해야 한다고 합니다.

iG5A의 운전 주파수 주소 : 0x00004

iG5A의 운전 지령 주소 : 0x00005

이러니 저러니 해도 일단 결선도 해야 했습니다.

일단 기본적으로 PLC와 iG5A 인버터간에 통신은 485통신을 해야 했으며, 인버터의 단자대에 있는 S+는 PLC의 485+와 전선으로 연결이 되고, 인버터 단자대의 S-는 PLC의 485-와 전선을 연결이 되었습니다.

실제로 PLC의 485+와 485-에 연결을 해 주었습니다.

그리고 iG5A 인버터의 S+와 S-에 전선이 연결이 되었습니다.

그리고 다음으로 위 스크린샷과 같이 P2P에서 우클릭을 한 다음, '링크인에이블'이라는 것을 클릭해 주도록 합니다. 여기서 일단 실수를 했는데, 실수로 1차에서는 전부 체크를 해 주었습니다.

그래서 그런지는 몰라도, 이상한 에러 메세지도 뜨는 것을 볼 수 있었습니다.

그리고 여기서 P2P설정에서도 실수를 했는데, 데이터 타입이 bit가 아니라 word라고 해야 하는 것이였습니다.

그리고 실수한 것을 다시 바로 잡기 위해서 P2P내장이라는 것을 우클릭해서 링크인에이블을 다시 불러 오도록 합니다.

제가 했는 실수라는 것이 바로 이 P2P 01만 가능하도록 바꾸어 주는 것이였습니다. 이렇게 바꾸어 주기만 하면, 문제는 없는 것인데, 이걸 몰라서 많이 헤메었습니다. 이게 지금까지 제대로 안 되었던 이유였습니다.

그리고 래더도 정답이라면 이렇게 짜주는 것이 좋은게, 일단 가동조건이 M0000는 아래에 있어야 한번 스캔할 때 먼저 iG5A에 전달될 데이터가 있는 상황에서 가동 조건이 충족이 되어서 '딜레이 없이' 바로 동작을 할 수 있는 것입니다. 물론 이 딜레이라는 것이 사람이 느끼기에 큰 차이가 없지만, 그대로 정밀한 제어에서는 무언가 문제가 될 것이라 생각이 듭니다.

그리고 왜인지 아직은 잘 모르겠지만, 운전지령은 다음과 같다고 합니다.

1 : 정지

2 : 정회전

4 : 역회전

이제 마지막 정리 입니다. 우선 여기서 사소하지만 중요한 사실이 있는게, 왜 처음에는 주소가 분명히 0x00004, 0x00005인데, 여기서 표시는 0x40004, 0x40005라고 되어 있습니다. 이렇게 된 이유는 바로 word데이터의 경우에는 통신에서 읽기는 주소가 3으로 시작하고, 쓰기는 주소가 4로 시작하기 때문에 이런 일이 벌어지는 것입니다.

그리고 여기에는 나와있지 않은데, 0x40004의 경우에는 비율이라는 것으로 0.01이라고 있는데, 말 그대로 1을 입력하면 0.01이 나오므로 60Hz로 운전 주파수를 만들고 싶으면 6000을 입력해 주어야 합니다.

다음으로는 가동조건이라는 것이있는 것을 보실 수 있으실 텐데요, 여기는 바로 지정된 영역, 제가 이해를 하기에는 메모리 영역이 ON이 되어야 통신으로 데이터를 보내는 것을 이해를 하였습니다. 한마디로 PLC에서 인버터로 데이터를 읽고 쓰는 트리거가 되는 메모리 영역이라고 이해를 하였습니다.

일단 여기서는 PLC를 마스터로 하고, iG5A 인버터를 슬레이브로 해서 통신에는 성공적이기는 했습니다. 하지만 이 세부적인 정확한 내용에 대해서는 아직 모르는 채이기는 합니다. 아무튼 간에 이걸 바탕으로 앞으로 얼마나 더 어려운 것이 기다릴 지는 잘 모르겠습니다.