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SMC-50 Smart Motor Controller User Manual

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SMC™-50 Solid-State Smart Motor ControllerBulletin 150User Manual2Rockwell Automation Publication 150-UM011C-EN-P - March 2014Important User InformationSolid-state equipment has operational characteristics differing from those of electromechanical equipment. Safety Guidelines for the Application, Installation and Maintenance of Solid State Controls (publication SGI-1.1 available from your local Rockwell Automation sales office or online at http://www.rockwellautomation.com/literature/) describes some important differences between solid-state equipment and hard-wired electromechanical devices. Because of this difference, and also because of the wide variety of uses for solid-state equipment, all persons responsible for applying this equipment must satisfy themselves that each intended application of this equipment is acceptable.In no event will Rockwell Automation, Inc. be responsible or liable for indirect or consequential damages resulting from the use or application of this equipment.The examples and diagrams in this manual are included solely for illustrative purposes. Because of the many variables and requirements associated with any particular installation, Rockwell Automation, Inc. cannot assume responsibility or liability for actual use based on the examples and diagrams.No patent liability is assumed by Rockwell Automation, Inc. with respect to use of information, circuits, equipment, or software described in this manual.Reproduction of the contents of this manual, in whole or in part, without written permission of Rockwell Automation, Inc., is prohibited.Throughout this manual, when necessary, we use notes to make you aware of safety considerations.Allen-Bradley, Rockwell Software, Rockwell Automation, and TechConnect are trademarks of Rockwell Automation, Inc.Trademarks not belonging to Rockwell Automation are property of their respective companies.WARNING: Identifies information about practices or circumstances that can cause an explosion in a hazardous environment, which may lead to personal injury or death, property damage, or economic loss.ATTENTION: Identifies information about practices or circumstances that can lead to personal injury or death, property damage, or economic loss. Attentions help you identify a hazard, avoid a hazard, and recognize the consequence.SHOCK HAZARD: Labels may be on or inside the equipment, for example, a drive or motor, to alert people that dangerous voltage may be present.BURN HAZARD: Labels may be on or inside the equipment, for example, a drive or motor, to alert people that surfaces may reach dangerous temperatures.IMPORTANTIdentifies information that is critical for successful application and understanding of the product.Rockwell Automation Publication 150-UM011C-EN-P - March 20143Table of ContentsImportant User Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Chapter 1Product OverviewOther Related Documents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Metering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10I/O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Programming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13DeviceLogix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Chapter 2Installation & WiringOverview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Degree of Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Receiving. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Unpacking. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Inspecting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Storing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15General Precautions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Heat Dissipation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Enclosures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Mounting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Dimensions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Power Factor Correction Capacitors (PFCC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Protective Modules. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Motor Overload Protection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Two-Speed Motors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Multi-Motor Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Motor Winding Heater Capability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Electromagnetic Compatibility (EMC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Enclosure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Wiring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Additional Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Wiring Terminal Locations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Power Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Power Wiring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Line Connected Motors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Delta Connected Motors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Grounding Provision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Power Lugs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Control Power. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Fan Power. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Control Terminal Designations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Real Time Clock (RTC) Battery Replacement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48Standard Controller Wiring Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494Rockwell Automation Publication 150-UM011C-EN-P - March 2014Table of ContentsSoft Stop, Pump Control, & Smart Motor Braking (SMB). . . . . . . . . . . 66Slow Speed with Braking. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67Preset Slow Speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69Chapter 3Operating ModesOperation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Motor Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Motor Tuning. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Modes of Operation—Starting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74Soft Start. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74Selectable Kickstart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75Current Limit Start. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Full Voltage Start . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Linear Acceleration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78Torque Control Start . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79Pump Control Start & Stop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80Additional Start Features—Functions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81Dual Ramp Start. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81Start Timer (Start Delay). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83Timed Start . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83Backspin Timer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83Motor Winding Heater Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83Modes of Operation—Stopping Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84Coast-to-Stop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84Soft Stop. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85Linear Deceleration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85Smart Motor Braking (SMB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86Preset Slow Speed & Slow Speed with Braking. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 Accu-Stop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89External Braking Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90Running Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91Solid-State (SCR) Control Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91External Bypass Control Mode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91Energy Saver Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93Emergency RUN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94Sequence of Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94Chapter 4Protection & Diagnostic FunctionsOverview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10320-HIM-A6, 20-HIM-C6 & Configuration Software . . . . . . . . . . 104Enabling Starter & Motor Faults & Alarms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104Enabling Option Module Functional Faults & Alarm. . . . . . . . . . . 107Protection & Diagnostics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108Overload — Fault & Alarm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108Underload — Fault & Alarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111Rockwell Automation Publication 150-UM011C-EN-P - March 20145Table of ContentsLine Power Undervoltage Protection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112Line Power Overvoltage Protection — Fault & Alarm. . . . . . . . . . 113Current Imbalance Protection — Fault & Alarm. . . . . . . . . . . . . . . 114Voltage Unbalance Protection — Fault & Alarm. . . . . . . . . . . . . . . 115Phase Reversal Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116High & Low Line Power Frequency Protect. — Fault & Alarm. . 116Stall Protection — Fault & Alarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117Jam Detection — Fault & Alarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119Real Power Protection (MWatts). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120Reactive Power Protection (MVAR). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121Motor Over Power Reactive Positive — Fault & Alarm. . . . . . . . . 121Motor Under Power Reactive Positive — Fault & Alarm . . . . . . . 122Motor Over Power Reactive Negative — Fault & Alarm. . . . . . . . 123Motor Under Power Reactive Negative — Fault & Alarm . . . . . . 124Apparent Power Protection (MVA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124Power Factor (PF) Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126Excessive Starts/Hour Protection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127Preventive Maintenance (PM) Protection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127Line Loss Protection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129Silicon-Controlled Rectifier (SCR) Protection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129Shorted SCR Fault — Phase A, B, or C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129SCR Overtemperature — Fault. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129Open SCR Gate Fault & Alarm — Phase A, B, or C. . . . . . . . . . . . 130Power Quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130Total Harmonic Distortion (THD) Fault & Alarm . . . . . . . . . . . . 131Power Pole Overtemperature — Fault. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131Open Load — Fault & Alarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132Current Transformers (CT) Loss — Fault. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132Locked Rotor — Fault & Alarm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132Expansion Module Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133Expansion Device Removed Fault. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133Expansion Device Fault . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134Expansion Module Incompatible Fault . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134Real Time Clock (RTC). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134Configuration Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134Configuration Change — Fault & Alarm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134I/O Configuration — Fault . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135Buffers & Storage Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135Non-volatile Storage (NVS) Fault. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135Fault Buffer & Fault Storage Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135Alarm/Event Buffer & Alarm/Event Storage Parameters. . . . . . . . 136Auto Restart from Fault Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137Chapter 5ProgrammingOverview. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

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